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

Os hidratos de carbono são compostos de carbono, hidrogénio, e oxigénio. Estas moléculas recebem o seu nome a partir da fórmula empírica de muitos monossacarídeos que têm dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio para cada carbono. OS hidratos de carbono simples são monómeros chamados monossacarídeos e dímeros chamados dissacarídeos.Os hidratos de carbono complexos são polímeros chamados polissacáridos. Um monossacarídeo pode ser classificado como uma alcalose ou uma cetose pelo seu grupo funcional. Os que têm um grupo aldeído são chamados aldoses e aqueles que têm um grupo de cetonas são chamados cetoses.Os monossacáridos contêm geralmente três a sete átomos de carbono nas suas correntes. Cada um dos carbonos pode ser numerado a partir com o número um a partir do fim mais próximo do carbono carbonilo. Os açúcares podem formar estruturas de anéis não planares e na natureza principalmente existem sob esta forma cíclica.Estruturas de anéis formam-se quando o grupo carbonilo reage com um grupo hidroxila no extremo oposto da molécula através de uma reação de condensação. O carbono ligado ao aldeído reativo ou cetona é também conhecido como o carbono anomérico. Estas estruturas de anéis de carbono-oxigénio podem existir como dois anomalias:alfa e beta.Os anómeros são isómeros estruturais que diferem na configuração do carbono carbonilo. Sob a forma alfa, o grupo hidroxila sobre o carbono anomérico e o grupo CH2OH sobre o último carbono dentro do anel estão localizados em lados opostos do anel, e, na forma beta, eles estão localizados no mesmo lado. Uma convenção semelhante é utilizada para as ligações que ligam os monossacarídeos a outras moléculas.As ligações formadas abaixo da estrutura do anel são conhecidas como ligações alfa, enquanto os que estão acima do anel são conhecidos como ligações beta. Os números no nome de ligações glicosídicas indicam os números de carbono dos monossacarídeos que estão envolvidos nas ligações. Quando dois monossacarídeos se ligam entre si através de ligações glicosídicas, formam dissacarídeos.As ligações glicosídicas são títulos covalentes que são formados quando o grupo hidroxila de um o monossacarídeo que reage com o carbono anomérico de outro monossacarídeo com a eliminação de uma molécula de água. Os polissacáridos ou carboidratos complexos são uma cadeia de monossacarídeos mantidos juntos por ligações covalentes. A variação nas ligações glicosídicas presentes nestas moléculas podem resultar em diferentes tipos de polissacáridos do mesmo monossacarídeo.As moléculas de glucose ligadas através da ligação β-1, 4-glicosídica forma a celulose, um polissacarídeo insolúvel na água As moléculas de glucose ligadas através da Ligação α-1, 4-glicosídico forma amilase, um polímero solúvel em água e um componente de amido. O amido e a celulose são polissacáridos encontrados nas plantas. O glicogénio é uma molécula hidrossolúvel feita de glicose ligada através de ligações α-1, 4-glicosídicas e ramificação intermitente através de ligações α-1, 6-glicosídicas.O glicogénio serve de polissacarídeo de armazenamento em animais.

química dos carboidratos

Chemistry of Carbohydrates

Os carboidratos, ou hidratos de carbono, são uma parte essencial da dieta dos seres humanos e animais. Grãos, frutas, e vegetais são fontes naturais de carboidratos que fornecem energia ao corpo, particularmente através da glicose, um açúcar simples que é um componente do amido e um ingrediente em muitos alimentos básicos. A fórmula estequiométrica (CH2O)n, onde n é o número de carbonos na molécula, representa carboidratos. Por outras palavras, a relação carbono-hidrogénio-oxigénio é de 1:2:1 em moléculas de carboidratos. Esta fórmula também explica a origem do termo “carboidrato”: os componentes são carbono (“carbo”) e água (“hidrato”). Os carboidratos podem ser classificados em simples e complexos. Os monossacarídeos e os dissacarídeos são carboidratos simples. Os polissacarídeos são carboidratos complexos.
Monossacarídeos
Os monossacarídeos são açúcares simples, sendo o mais comum a glicose. Nos monossacarídeos, o número de carbonos varia geralmente entre três e sete. Se o açúcar tiver um grupo aldeído (o grupo funcional com a estrutura R-CHO), é uma aldose, e se tiver um grupo cetona (o grupo funcional com a estrutura RC(=O)R'), é uma cetose. Dependendo do número de carbonos no açúcar, eles podem ser trioses (três carbonos), pentoses (cinco carbonos), e/ou hexoses (seis carbonos).
Galactose e frutose são outros monossacarídeos comuns. Glicose, galactose, e frutose são monossacarídeos isoméricos (hexoses), o que significa que têm a mesma fórmula química, mas têm estruturas ligeiramente diferentes. Glicose e galactose são aldoses, e frutose é uma cetose.
Os monossacarídeos podem existir como uma cadeia linear ou como moléculas em forma de anel. Em soluções aquosas, eles geralmente estão em formas de anel. A glicose em forma de anel pode ter dois arranjos diferentes do grupo hidroxilo (OH) ao redor do carbono anomérico (carbono 1 que se torna assimétrico no processo de formação do anel). Se o grupo hidroxilo estiver abaixo do carbono número 1 no açúcar, ele está na posição alfa (α), e se estiver acima do plano, está na posição beta (β).
<h4>Dissacarídeos</h4>
Os dissacarídeos formam-se quando dois monossacarídeos sofrem uma reação de desidratação (ou uma reação de condensação ou síntese de desidratação). Durante este processo, um grupo hidroxilo do monossacarídeo combina-se com o hidrogénio de outro monossacarídeo, libertando uma molécula de água e formando uma ligação covalente. Isto é chamado uma ligação glicosídica. As ligações glicosídicas podem ser do tipo alfa ou beta. Uma ligação alfa é formada quando o grupo OH no carbono-1 da primeira glicose está abaixo do plano do anel, e uma ligação beta é formada quando o grupo OH no carbono-1 está acima do plano do anel. O dissacarídeo mais comum é a sacarose, ou o açúcar de mesa, que é composto por monómeros de glicose e frutose.
<h4>Polissacarídeos</h4>
Uma longa cadeia de monossacarídeos ligados por ligações glicosídicas é um polissacarídeo. A cadeia pode ser ramificada ou não ramificada e pode conter diferentes tipos de monossacarídeos. O peso molecular pode ser igual ou superior a 100.000 daltons, dependendo do número de monómeros associados. Amido, glicogénio, celulose, e quitina são exemplos de polissacarídeos.
As plantas armazenam amido na forma de açúcares. Nas plantas, uma mistura de amilose e amilopectina (ambos polímeros de glicose) constitui estes açúcares. O amido é constituído por monómeros de glicose que estão unidos por ligações glicosídicas α 1-4 ou α 1-6. Os números 1-4 e 1-6 referem-se ao número de carbono dos dois resíduos que se juntaram para formar a ligação.
O glicogénio é a forma de armazenamento de glicose em humanos e outros vertebrados e é composto por monómeros de glicose. O glicogénio é o equivalente animal do amido e é uma molécula altamente ramificada armazenada geralmente nas células do fígado e musculares. Sempre que os níveis de glicose do sangue diminuem, o glicogénio é quebrado para libertar glicose.
A celulose é o biopolímero natural mais abundante. A celulose constitui principalmente a parede celular das plantas. Isto fornece o apoio estrutural da célula. A madeira e o papel são principalmente celulósicos em natureza. Os monómeros da glicose compreendem a celulose que as ligações glicosídicas β 1-4 unem
Este texto é adaptado de <a href="https://openstax.org/books/biology-2e/pages/3-2-carbohydrates">Openstax, Biology 2e, Chapter 3.4: Carbohydrates.</a>

Química dos Carboidratos

Os carboidratos são uma parte essencial da dieta em humanos e animais. Grãos, frutas e vegetais são fontes naturais de carboidratos que fornecem ...

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Biologia Molecular

Unit 1

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Bioquímica da Célula

KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMOS-CHAVE E CONCEITOS

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

the-periodic-table-and-organismal-elements

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

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...

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 Biologia Molecular mostra os processos moleculares da célula através de vídeos de animação claros e concisos. Além disso, nos vídeos de Cientistas em ação, a aplicação desses conceitos é demonstrada por meio de experimentos reais em laboratórios modernos.

Carbohydrate Structures and Types

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