I carboidrati sono molecole biologiche essenziali fatte di carbonio, idrogeno e atomi di ossigeno, spesso nel rapporto di 1:2:1. Si verificano come strutture semplici o complesse e sono essenziali per il metabolismo e lo stoccaggio dell’energia.
Tutti i carboidrati sono zuccheri, chiamati anche saccharidi. Tuttavia, a seconda della loro lunghezza e complessità i carboidrati possono essere classificati come monosaccaridi, disaccharidi, e polisaccharidi. I monosaccaridi sono anche chiamati zuccheri semplici. I polisaccaridi sono indicati come carboidrati complessi. Sono polimeri, in quanto sono costruiti da unità ripetute di zuccheri semplici.
Uno degli zuccheri più semplici è il glucosio. È composto da sei atomi di carbonio, 12 di idrogeno e sei di ossigeno (cioè C6H12O6). Il glucosio ha una singola unità di zucchero ed è, quindi, un monosaccharide. Anche una molecola così semplice ha diverse varianti (isomeri), a seconda dell’orientamento dei singoli atomi nello spazio. Per esempio, se il gruppo idrossile (-OH) sul carbonio numero cinque punta verso destra, parliamo di D-Glucose, se punta verso sinistra, è L-Glucosio. Le due molecole sono enantiomeri, immagini speculari l’una dell’altra.
La rappresentazione di una molecola come struttura ad anello è chiamata proiezione Haworth. Rivela un’altra opzione per disporre gli atomi in una molecola di glucosio. Identificare il carbonio che in precedenza trasportava il gruppo carbossilico (1 in glucosio, 2 in fruttosio). Se il gruppo idrossile su quel carbonio punta verso il basso, viene definita forma ad alpha. Se il gruppo idrossile punta verso l’alto, viene definita forma beta.
I monosaccaridi sono anche classificati in base al numero di atomi di carbonio. Per esempio, i pentosi hanno cinque atomi di carbonio e gli esanosi sei. Inoltre, i monosaccaridi sono classificati in base al posizionamento del loro gruppo carbonile (un doppio legame carbonio-ossigeno). Un aldoso ha un singolo gruppo terminale di aldeide (-CH-O), mentre un chetoso ha un singolo gruppo carbonile posizionato al centro della molecola.
Questi diversi sistemi di classificazione e convenzioni di denominazione possono essere combinati. Ad esempio, il fruttosio è un chetoesoso – uno zucchero con cinque atomi di carbonio, e il gruppo carbossile si trova in un carbonio che non è alla fine della molecola.
Un disaccharide si forma quando due monosaccaridi sono collegati dalla sintesi della disidratazione. Un disaccharide comune è il saccarosio. Consiste di due monoaccasaridi, alpha-glucosio e beta-fruttosio. Il saccarosio è lo zucchero domestico ordinario, di solito derivato dalla canna da zucchero o dalle barbabietole da zucchero.
Quando più di due monosaccaridi si collegano, si forma un polisaccaride. La cellulosa è un polisaccaride comune costruito da monomeri di glucosio. È insolubile e rappresenta il mattone di costruzione di pareti cellulari e fibre nelle piante. La tua t-shirt di cotone è fatta di zucchero!
– [Narratore] I carboidrati nella loro forma familiare
includono zuccheri semplici e polimeri più complessi
chiamati polisaccaridi.
Molecularmente, sono definiti come contenenti carbonio
e componenti di acqua, un gruppo ossidrile,
idrogeno e ossigeno.
In un rapporto di uno due uno come il glucosio che ha sei
atomi di carbonio, 12 idrogeni e sei ossigeni.
Questa singola molecola di zucchero è un monosaccaride
categorizzato in parte dal numero di atomi di carbonio.
Con sei atomi, è considerato un esoso
mentre un altro zucchero comune, il ribosio,
è chiamato pentoso con cinque molecole di carbonio.
E a seconda del posizionamento del loro gruppo carbonile,
possono essere ulteriormente categorizzati.
Un aldoso, come il galattosio,
ha un gruppo carbonile alla fine dello zucchero.
E un chetoso, come il fruttosio,
ha un gruppo carbonile nel mezzo.
Ora, una molecola di fruttosio nella sua forma ad anello,
come molti zuccheri sono in soluzioni acquose,
può combinarsi con una molecola di glucosio
e tramite la sintesi di disidratazione,
i due monosaccaridi danno un disaccaride come il saccarosio,
lo zucchero da tavola comune edulcorante.
Invece, se il glucosio è legato insieme a molte molecole
di glucosio, si possono formare diversi polisaccaridi come
la cellulosa o l’amilosio dell’amido.
In definitiva, zuccheri semplici e polisaccaridi servono
da riserve di energia e componenti strutturali cellulari.
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