3.4: Cosa sono i carboidrati?

Panoramica

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.

Denominazione Convenzionale dei Carboidrati

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!