Sacharidů Molekuly
Sacharidy jsou důležité makromolekuly, které jsou rozděleny do tří podtypů: monosacharidy, disacharidy a polysacharidy.
Cíle Vzdělávání
Popište strukturu mono-, di-a poly-sacharidů,
Klíčové Takeaways
Klíčové Body
- Monosacharidy jsou jednoduché cukry tvoří tři až sedm atomů uhlíku a mohou existovat jako lineární řetězce nebo jako prsten ve tvaru molekuly.,
- glukóza, galaktóza a fruktóza jsou izomery monosacharidů, což znamená, že všechny mají stejný chemický vzorec, ale liší se strukturálně a chemicky.
- disacharidy se tvoří, když dva monosacharidy podstoupí dehydratační reakci (kondenzační reakci); jsou drženy pohromadě kovalentní vazbou.
- Sacharóza (stolní cukr) je nejběžnější disacharid, který se skládá z monomerů glukózy a fruktózy.,
- polysacharid je dlouhý řetězec monosacharidů spojených glykosidickými vazbami; řetězce mohou být větvené nebo nevětvené a může obsahovat mnoho typů monosacharidů.
klíčové pojmy
- isomer: kterákoli ze dvou nebo více sloučenin se stejným molekulárním vzorcem, ale s různou strukturou.
- dehydratace reakce: chemická reakce, při které jsou dvě molekuly kovalentně spojeny v reakci, která generuje H2O jako druhý produkt.,
- biopolymerní: Každá makromolekula živého organismu, který je tvořen z polymerace menších subjektů; polymer, který se vyskytuje v živém organismu nebo výsledky ze života.
Sacharidů může být reprezentován stechiometrický vzorec (CH2O)n, kde n je počet uhlíků v molekule. Proto je poměr uhlíku k vodíku k kyslíku 1: 2: 1 v molekulách sacharidů. Původ pojmu „uhlohydrát“je založen na jeho složkách: uhlík („carbo“) a voda („hydrát“)., Sacharidy jsou rozděleny do tří podtypů: monosacharidy, disacharidy a polysacharidy.
monosacharidy
monosacharidy (mono- = „one“; sacchar – = „sweet“) jsou jednoduché cukry. U monosacharidů se počet uhlíků obvykle pohybuje od tří do sedmi. Pokud má cukr aldehydovou skupinu (funkční skupinu se strukturou R-CHO), je známá jako aldóza a pokud má ketonovou skupinu (funkční skupinu se strukturou RC (=O)R‘), je známá jako ketóza., V závislosti na počtu uhlíků v cukru mohou být také známy jako triózy (tři uhlíky), pentózy (pět uhlíků) a nebo hexózy (šest uhlíků). Monosacharidy mohou existovat jako lineární řetězec nebo jako molekuly ve tvaru prstence; ve vodných roztocích se obvykle nacházejí v kruhových formách.
Monosacharidy: Monosacharidy jsou klasifikovány na základě postavení jejich karbonylové skupiny a počet uhlíků v páteřní., Aldózy mají na karbonylové skupině (označené zeleně) na konci uhlíkového řetězce, a ketózy mají karbonylovou skupinu uprostřed uhlíkového řetězce. Triózy, pentózy a hexózy mají tři, pět a šest uhlíkových páteří.
běžné monosacharidy
glukóza (C6H12O6) je běžný monosacharid a důležitý zdroj energie. Během buněčného dýchání se uvolňuje energie z glukózy a tato energie se používá k výrobě adenosintrifosfátu (ATP)., Rostliny syntetizují glukózu pomocí oxidu uhličitého a vody a glukóza se zase používá pro energetické požadavky na rostlinu.
galaktóza (mléčný cukr) a fruktóza (nalezená v ovoci) jsou další běžné monosacharidy. Ačkoli glukóza, galaktóza a fruktóza mají stejný chemický vzorec (C6H12O6), liší se strukturálně a stereochemicky. To z nich dělá různé molekuly, přestože sdílejí stejné atomy ve stejných poměrech, a všichni jsou navzájem izomery nebo izomerní monosacharidy. Glukóza a galaktóza jsou aldózy a fruktóza je ketóza.,
disacharidy
disacharidy (di- = „dva“) se tvoří, když dva monosacharidy podstupují dehydratační reakci (známou také jako kondenzační reakce nebo syntéza dehydratace). Během tohoto procesu se hydroxylová skupina jednoho monosacharidu kombinuje s vodíkem jiného monosacharidu, uvolňuje molekulu vody a vytváří kovalentní vazbu. Kovalentní vazba vytvořená mezi molekulou uhlohydrátů a jinou molekulou (v tomto případě mezi dvěma monosacharidy) je známá jako glykosidická vazba. Glykosidové vazby (také nazývané glykosidické vazby) mohou být typu alfa nebo beta.,
Disacharidy: Sacharóza je tvořen, když monomerů glukózy a monomer fruktózy jsou spojeny v dehydrataci reakci k vytvoření glykosidické vazby. V tomto procesu se ztrácí molekula vody. Konvencí jsou atomy uhlíku v monosacharidu očíslovány z koncového uhlíku nejblíže karbonylové skupině. U sacharózy se vytváří glykosidická vazba mezi uhlíkem 1 v glukóze a uhlíkem 2 v fruktóze.
běžné disacharidy
běžné disacharidy zahrnují laktózu, maltózu a sacharózu., Laktóza je disacharid sestávající z monomerů glukózy a galaktózy. Přirozeně se vyskytuje v mléce. Maltóza nebo sladový cukr je disacharid tvořený dehydratační reakcí mezi dvěma molekulami glukózy. Nejběžnějším disacharidem je sacharóza nebo stolní cukr, který se skládá z monomerů glukózy a fruktózy.
polysacharidy
dlouhý řetězec monosacharidů Spojených glykosidickými vazbami je známý jako polysacharid (poly- = „mnoho“). Řetězec může být rozvětvený nebo nerozvětvený a může obsahovat různé typy monosacharidů., Škrob, glykogen, celulóza a chitin jsou primárními příklady polysacharidů.
rostliny jsou schopny syntetizovat glukózu a přebytečná glukóza je uložena jako škrob v různých částech rostlin, včetně kořenů a semen. Škrob je uložená forma cukrů v rostlinách a je tvořena glukózovými monomery, které jsou spojeny α1 – 4 nebo 1-6 glykosidickými vazbami. Škrob v semenech poskytuje potravu pro embryo, když klíčí, zatímco škrob, který konzumují lidé, je rozdělen enzymy na menší molekuly, jako je maltóza a glukóza. Buňky pak mohou absorbovat glukózu.,
běžné polysacharidy
glykogen je skladovací forma glukózy u lidí a jiných obratlovců. Skládá se z monomerů glukózy. Glykogen je zvířecí ekvivalent škrobu a je vysoce rozvětvená molekula obvykle uložená v jaterních a svalových buňkách. Kdykoli se hladina glukózy v krvi sníží, glykogen se rozdělí, aby se uvolnila glukóza v procesu známém jako glykogenolýza.
celulóza je nejhojnější přírodní biopolymer. Buněčná stěna rostlin je většinou vyrobena z celulózy a poskytuje strukturální podporu buňce., Celulóza se skládá z glukózových monomerů, které jsou spojeny β 1-4 glykosidickými vazbami. Každý další glukózový monomer v celulóze je převrácen a monomery jsou pevně zabaleny jako prodloužené dlouhé řetězce. To dává celulóze jeho tuhost a vysokou pevnost v tahu—což je pro rostlinné buňky tak důležité.
Polysacharidy: celulóza, glukóza monomery jsou spojeny v nerozvětvené řetězce β 1-4 glykosidickými vazbami., Vzhledem k tomu, jak jsou glukózové podjednotky spojeny, je každý glukózový monomer převrácen vzhledem k dalšímu, což vede k lineární vláknité struktuře.
funkce sacharidů
sacharidy slouží různým funkcím u různých zvířat. Členovci mají vnější kostru, exoskeleton, který chrání jejich vnitřní části těla. Tento exoskeleton je vyroben z chitinu, což je dusík obsahující polysacharid. Je vyroben z opakujících se jednotek N-acetyl-β-d-glukosaminu, modifikovaného cukru. Chitin je také hlavní složkou houbových buněčných stěn.
