Name: carbohydrate structures and types
Uploaded: 2020-11-23T11:47:33.000Z
Duration: 3 min 25 s
Channel: JoVE

Les glucides sont des composés constitués de carbone, d'hydrogène, et d'oxygène. Ces molécules tirent leur nom de la formule empirique de nombreux monosaccharides qui ont deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène pour chaque carbone. Les glucides simples sont des monomères appelés monosaccharides et dimères appelés disaccharides.Les glucides complexes sont des polymères appelés polysaccharides. Un monosaccharide peut être classé sous forme d'aldose ou de cétose par son groupe fonctionnel. Ceux ayant un groupe aldéhyde sont appelés aldoses et ceux ayant un groupe cétone sont appelés cétoses.Les monosaccharides contiennent généralement de trois à sept atomes de carbone dans leurs chaînes. Chacun des carbones peut être numéroté à partir de numéro un de l'extrémité la plus proche du carbone carbonyle. Les sucres peuvent former des structures annulaires non planes et dans la nature existent principalement sous cette forme cyclique.Les structures cycliques se forment lorsque le groupe carbonyle réagit avec un groupe hydroxyle à l'extrémité opposée de la molécule par une réaction de condensation. Le carbone attaché à l'aldéhyde réactif ou à la cétone est également connu sous le nom de carbone anomérique. Ces structures cycliques carbone-oxygène peuvent exister sous la forme de deux anomères:alpha et bêta.Les anomères sont des isomères structuraux qui diffèrent dans la configuration au niveau du carbone carbonyle. Dans la forme alpha, le groupe hydroxyle sur le carbone anomérique et le groupe CH2OH sur le dernier carbone à l'intérieur de l'anneau sont situés sur les côtés opposés de l'anneau, et sous forme bêta, ils sont situés du même côté. Une convention de dénomination similaire est utilisée pour les liaisons liant les monosaccharides à d'autres molécules.Liens formés sous la structure annulaire sont connues sous le nom de liaisons alpha, alors que celles situées au-dessus de l'anneau sont connus sous le nom de liaisons bêta. Les nombres au nom des liaisons glycosidiques indiquent les nombres de carbone des monosaccharides qui sont impliqués dans les liens. Lorsque deux monosaccharides se lient à travers des liaisons glycosidiques, ils forment des disaccharides.Les liaisons glycosidiques sont des liaisons covalentes qui se forment lorsque le groupe hydroxyle d'un monosaccharide réagit avec le carbone anomérique d'un autre monosaccharide avec élimination d'un molécule d'eau. Les polysaccharides ou glucides complexes sont une chaîne de monosaccharides maintenus ensemble par des liaisons covalentes. La variation des liaisons glycosidiques présentes dans ces molécules peuvent entraîner différents types des polysaccharides du même monosaccharide.Les molécules de glucose liées par des liaisons β-1, 4-glycosidiques se forment la cellulose, un polysaccharide insoluble dans l'eau. Les molécules de glucose liées par des liaisons α-1, 4-glycosidiques se forment l'amylose, un polymère soluble dans l'eau et un composant de l'amidon. L'amidon et la cellulose sont des polysaccharides trouvés dans les plantes.Le glycogène est une molécule insoluble dans l'eau composée de glucose lié vers les liaisons α-1, 4-glycosidiques et branchement intermittent vers les liaisons α-1, 6-glycosidiques approfondies. Le glycogène sert de polysaccharide de stockage chez les animaux.

chimie des glucides

Chemistry of Carbohydrates

Les glucides sont une partie essentielle de l'alimentation des humains et des animaux. Les céréales, les fruits et les légumes sont des sources naturelles de glucides qui fournissent de l'énergie à l'organisme, notamment grâce au glucose, un sucre simple qui est un composant de l'amidon et un ingrédient dans de nombreux aliments de base. La formule stoechiométrique (CH2O)n, où n est le nombre de carbones dans la molécule, représenteles glucides. En d'autres termes, le rapport carbone/hydrogène/oxygène est de 1:2:1 dans les molécules de glucides. Cette formule explique également l'origine du terme « glucides » : les composants sont carbone (“carbo”) et eau (“hydrate”). Les glucides peuvent être classés en simples et complexes. Les monosaccharides et les disaccharides sont des glucides simples. Les polysaccharides sont des glucides complexes. Monosaccharides Les monosaccharides sont des sucres simples, dont le plus courant est le glucose. Dans les monosaccharides, le nombre de carbones varie généralement de trois à sept. Si le sucre a un groupe aldéhyde (le groupe fonctionnel avec la structure R-CHO), c'est un aldose, et s'il a un groupe cétone (le groupe fonctionnel avec la structure RC(=O)R'), il est un cétose. Selon le nombre de carbones dans le sucre, il peut s'agir de trioses (trois carbones), de pentoses (cinq carbones) et/ou d'hexoses (six carbones). Le galactose et le fructose sont d'autres monosaccharides courants. Le glucose, le galactose et le fructose sont des monosaccharides isomères (hexoses), ce qui signifie qu'ils ont la même formule chimique mais ont des structures légèrement différentes. Le glucose et le galactose sont des aldoses, et le fructose est un cétose. Les monosaccharides peuvent exister sous forme de chaîne linéaire ou de molécules en forme d'anneau. Dans les solutions aqueuses, ils sont généralement sous forme d'anneaux. Le glucose sous forme de cycle peut avoir deux arrangements différents de groupes hydroxyle (OH) autour du carbone anomérique (le carbone 1 qui devient asymétrique dans le processus de formation du cycle). Si le groupe hydroxyle est en dessous du carbone numéro 1 dans le sucre, il est en position alpha (α), et s'il est au-dessus du plan, il est en bêta ( β). <h4>Disaccharides</h4> Les disaccharides se forment lorsque deux monosaccharides subissent une réaction de déshydratation (ou une réaction de condensation ou une synthèse de déshydratation). Au cours de ce processus, le groupe hydroxyle d'un monosaccharide se combine avec l'hydrogène d'un autre monosaccharide, libérant une molécule d'eau et formant une liaison covalente. C'est ce qu'on appelle une liaison glycosidique. Les liaisons glycosidiques (ou liaisons glycosidiques) peuvent être de type alpha ou bêta. Une liaison alpha est formée lorsque le groupe OH sur le carbone 1 du premier glucose est en dessous du plan du cycle, et une liaison bêta est formée lorsque le groupe OH sur le carbone 1 est au-dessus du plan du cycle. Le disaccharide le plus courant est le saccharose, ou sucre de table, qui est composé de monomères de glucose et de fructose. <h4>Polysaccharides</h4> Une longue chaîne de monosaccharides liés par des liaisons glycosidiques est un polysaccharide. La chaîne peut être ramifiée ou non ramifiée, et elle peut contenir différents types de monosaccharides. Le poids moléculaire peut être de 100 000 daltons ou plus selon le nombre de monomères joints. L'amidon, le glycogène, la cellulose et la chitine sont des exemples de polysaccharides. Les plantes stockent l'amidon sous forme de sucres. Chez les plantes, un mélange d'amylose et d'amylopectine (tous deux des polymères de glucose) comprend ces sucres. L'amidon comprend des monomères de glucose qui sont reliés par des liaisons glycosidiques α 1-4 ou α 1-6. Les nombres 1-4 et 1-6 font référence au nombre de carbones des deux résidus qui se sont joints pour former la liaison. Le glycogène est la forme de stockage du glucose chez l'homme et d'autres vertébrés et est composé de monomères de glucose. Le glycogène est l'équivalent animal de l'amidon et est une molécule hautement ramifiée généralement stockée dans les cellules du foie et des muscles. Chaque fois que la glycémie diminue, le glycogène se décompose pour libérer du glucose. La cellulose est le biopolymère naturel le plus abondant. La cellulose comprend principalement la paroi cellulaire d'une plante. Cela fournit le support structurel de la cellule. Le bois et le papier sont principalement de nature cellulosique. Les monomères de glucose comprennent la cellulose qui lie β 1 à 4 liaisons glycosidiques Ce texte est adapté de <a href=""https://openstax.org/books/biology-2e/pages/3-2-carbohydrates"">Openstax, Biologie 2e, Chapitre 3.4 : Glucides.</a>

Chimie des glucides

Les glucides sont une partie essentielle de l’alimentation chez les humains et les animaux. Les céréales, les fruits et les légumes sont des sources naturelles de glucides qui fournissent ...

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KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMES ET CONCEPTS CLÉS

carbohydrate structures and types

Carbohydrates are biomolecules built from carbon, hydrogen, and oxygen. Their chemistry helps explain how simple sugars join together and how larger carbohydrate molecules form.

The smallest carbohydrates are monosaccharides, or single sugar units. These can link to make disaccharides, which contain two sugar units, and polysaccharides, which are long chains of many sugar units.

Carbohydrates play an important role in biology because they are part of the structures and processes found in living things. Understanding their basic chemistry makes it easier to identify how these molecules are grouped and how their forms differ.

Carbohydrate Structures and Types

the periodic table and organismal elements

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Element Groups in Living Things

Living things are built from elements found on the periodic table. This page focuses on the elements that make up organisms and how they are grouped in biology. These organismal elements are usually divided into major, minor, and trace categories. Major elements make up most of the mass of living matter. Minor elements are needed in smaller amounts. Trace elements are present in very small amounts but still play important roles. The periodic table helps show where these elements fit and how...

functional groups

Functional Groups in Organic Molecules

Functional groups are the parts of organic molecules that give them specific chemical behavior. They help determine how a compound reacts and what properties it has. In organic chemistry, these groups are used to classify molecules in a clear way. Hydrocarbons are one common class of organic compounds. They contain only carbon and hydrogen. Alcohols, aldehydes, and ketones are other classes that are identified by their functional groups. These groups make each class behave differently from the...

polymers

Polymer Structures and Uses

Polymers are large molecules built from repeating smaller units called monomers. Their long-chain structure gives them many different properties and makes them useful in everyday materials. Polymers can form in two main ways. In addition polymerization, monomers join together without losing any atoms. In condensation polymerization, monomers link while a small molecule is released. These two pathways help explain how many common plastics and related materials are made. The structure of a...

what are lipids?

Lipids in Cells: Fats and Membranes

Lipids are a group of biomolecules found in living things. They are known for their role in energy storage and in building cell membranes. This makes them important in many parts of biology. Fats are one common type of lipid. Other lipids include phospholipids and steroids. Each group has a different structure and a different job in the body. Phospholipids are especially important because they help form cell membranes. Steroids also belong to the lipid group, and they have their own distinct...

structure of lipids

Types of Lipids and Their Structure

Lipids are a major group of biological molecules, and their structure helps explain their different forms. Many lipids are built from fatty acids, which are long hydrocarbon chains with a carboxyl group. The carbon chain is hydrophobic, meaning it does not mix well with water, while the carboxyl group is the acidic end. Triglycerides are one common lipid type. They consist of a glycerol molecule joined to three fatty acid chains. Saturated triglycerides have fatty acids with only single...

chemistry of carbohydrates

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nucleic acids

Nucleic Acids and Genetic Information

Nucleic acids carry genetic information in cells. They include DNA and RNA, which are made from nucleotide building blocks. These molecules store, copy, and help use the instructions needed for life. DNA is the main long-term storage molecule for genetic information. RNA helps carry and use that information in cells. Together, these nucleic acids connect the code in a cell to the proteins it can make.

intermolecular forces

Forces Between Molecules

Forces between molecules help explain why matter behaves the way it does. These intermolecular attractions act between separate molecules, not within a single molecule. They are often much weaker than the bonds that hold atoms together inside a molecule, but they still affect many properties of liquids and solids. Several common types of intermolecular forces are covered in this topic. These include dipole-dipole forces, hydrogen bonding, ion-dipole forces, and van der Waals forces. Van der...

noncovalent attractions in biomolecules

How Biomolecules Hold Their Shape

Biomolecules hold their shape through noncovalent attractions. These interactions occur within and between molecules and help control the structure and stability of complexes. They are different from covalent bonds because they do not involve sharing electrons. Four main noncovalent interactions are important in biology: hydrogen bonds, van der Waals forces, ionic bonds, and hydrophobic interactions. Hydrogen bonds form when a hydrogen atom is covalently bonded to a strongly electronegative...

pH Scale and Acid-Base Balance

pH measures how acidic or basic an aqueous solution is. It is a key way to describe the balance between acids and bases in water-based solutions. The pH scale shows this balance with low values for acidic solutions and high values for basic solutions. Neutral solutions fall in the middle of the scale. Understanding pH helps explain how different substances behave in water. It also helps compare solutions that are more acidic, more basic, or neutral.

hydrolysis of atp

ATP Hydrolysis and Energy Release

ATP hydrolysis is a key chemical reaction in cells that releases energy. ATP, or adenosine triphosphate, is the molecule cells use to store and transfer energy for many processes. During hydrolysis, water breaks the bond in ATP’s terminal phosphate group. This reaction converts ATP into ADP, or adenosine diphosphate, and inorganic phosphate. The released energy can then be used to drive cellular work. High school biology students often see ATP hydrolysis as part of energy transfer in living...

key terms and concepts

Explore carbohydrate structures, from monosaccharides to polysaccharides, and learn how carbon, hydrogen, and oxygen form key biomolecules in living things.

Carbohydrate Structures and Types | JoVE K12

molecular biology

JoVE Core Biologie Moléculaire illustre les processus moléculaires au sein de la cellule grâce à des leçons vidéos claires et concises. Les applications de ces concepts sont ensuite démontrées grâce à des expériences concrètes en laboratoire.

Carbohydrate Structures and Types

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