Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

3.4: Wat zijn Koolhydraten?
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
What are Carbohydrates?
 
TRANSCRIPT

3.4: What are Carbohydrates?

3.4: Wat zijn Koolhydraten?

Overview

Carbohydrates are essential biological molecules made of carbon, hydrogen, and oxygen atoms, often in the ratio of 1:2:1. They occur as simple or complex structures and are essential for energy metabolism and storage.

Naming Convention of Carbohydrates

All carbohydrates are sugars, also called saccharides. However, depending on their length and complexity carbohydrates can be classified as monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides. Monosaccharides are also called simple sugars. Polysaccharides are referred to as complex carbohydrates. They are polymers, as they are built from repeating units of simple sugars.

One of the simplest sugars is glucose. It is made of six carbons, 12 hydrogens, and six oxygens (i.e., C6H12O6). Glucose has a single sugar unit and is, therefore, a monosaccharide. Even such a simple molecule has several variants (isomers), depending on the orientation of individual atoms in space. For instance, if the hydroxyl (-OH) group on carbon number five points to the right, we speak of D-Glucose, if it points to the left, it is L-Glucose. The two molecules are enantiomers, mirror images of each other.

The representation of a molecule as a ring structure is called Haworth projection. It reveals another option to arrange the atoms in a glucose molecule. Identify the carbon that previously carried the carboxyl group (1 in glucose, 2 in fructose). If the hydroxyl group on that carbon points down, it is said to be the α-form. If the hydroxyl group points up, it is the β-form.

Monosaccharides are also classified based on the number of carbons. For instance, pentoses have five carbon atoms and hexoses six. Furthermore, monosaccharides are classified by the placement of their carbonyl group (a carbon-oxygen double bond). An aldose has a single terminal aldehyde group (-CH=O) whereas a ketose has a single carbonyl group positioned in the middle of the molecule.

These different classification systems and naming conventions can be combined. For instance, fructose is a ketohexose — a sugar with five carbons, and the carboxyl group is located at a carbon that is not at the end of the molecule.

A disaccharide forms when two monosaccharides linked by dehydration synthesis. A common disaccharide is sucrose. It consists of two monosaccharides, α-glucose and β-fructose. Sucrose is the ordinary household sugar, usually derived from sugar cane or sugar beets.

When more than two monosaccharides link, it forms a polysaccharide. Cellulose is a common polysaccharide that is built from glucose monomers. It is insoluble and the building block of cell walls and fibers in plants. Your cotton t-shirt is made of sugar!

Overzicht

Koolhydraten zijn essentiële biologische moleculen gemaakt van koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen, vaak in de verhouding 1: 2: 1. Ze komen voor als eenvoudige of complexe structuren en zijn essentieel voor het metabolisme en de opslag van energie.

Naamgevingsconventie van koolhydraten

Alle koolhydraten zijn suikers, ook wel sachariden genoemd. Afhankelijk van hun lengte en complexiteit kunnen koolhydraten echter worden geclassificeerd als monosachariden, disachariden en polysachariden. Monosacchariden worden ook wel enkelvoudige suikers genoemd. Polysacchariden worden complexe koolhydraten genoemd. Het zijn polymeren, omdat ze zijn opgebouwd uit zich herhalende eenheden van eenvoudige suikers.

Een van de eenvoudigste suikers is glucose. Het is gemaakt van zes koolstofatomen, 12 waterstofatomen en zes zuurstofatomen (dwz C 6 H 12 O 6 ). Glucose heeft een enkele suikereenheid en is daarom een monosaccharide. Zelfs zo'n eenvoudig molecuul heeft meerdere varianten (isomeren), afhankelijk van de oriëntatie van individuele atomen in spatie. Als bijvoorbeeld de hydroxyl (-OH) groep op koolstof nummer vijf naar rechts wijst, spreken we van D-glucose, als het naar links wijst, is het L-glucose. De twee moleculen zijn enantiomeren, spiegelbeelden van elkaar.

De weergave van een molecuul als een ringstructuur wordt Haworth-projectie genoemd. Het onthult een andere mogelijkheid om de atomen in een glucosemolecuul te rangschikken. Identificeer de koolstof die voorheen de carboxylgroep droeg (1 in glucose, 2 in fructose). Als de hydroxylgroep op die koolstof naar beneden wijst, wordt gezegd dat het de α-vorm is. Als de hydroxylgroep naar boven wijst, is het de β-vorm.

Monosacchariden worden ook geclassificeerd op basis van het aantal koolstofatomen. Pentosen hebben bijvoorbeeld vijf koolstofatomen en hexosen zes. Bovendien worden monosacchariden geclassificeerd door de plaatsing van hun carbonylgroep (een dubbele koolstof-zuurstofbinding). Een aldose heeft een enkele terminale aldehydegroep (-CH = O) terwijl een ketose een enkele carbonylgroep in het midden heeftvan het molecuul.

Deze verschillende classificatiesystemen en naamgevingsconventies kunnen worden gecombineerd. Fructose is bijvoorbeeld een ketohexose - een suiker met vijf koolstofatomen, en de carboxylgroep bevindt zich op een koolstofatoom dat niet aan het einde van het molecuul is.

Een disaccharide vormt zich wanneer twee monosacchariden worden verbonden door dehydratatiesynthese. Een veel voorkomende disaccharide is sucrose. Het bestaat uit twee monosacchariden, α-glucose en β-fructose. Sucrose is de gewone huishoudelijke suiker, meestal afgeleid van suikerriet of suikerbieten.

Wanneer meer dan twee monosacchariden zich verbinden, vormt het een polysaccharide. Cellulose is een veelgebruikt polysaccharide dat is opgebouwd uit glucosemonomeren. Het is onoplosbaar en de bouwsteen van celwanden en vezels in planten. Je katoenen T-shirt is gemaakt van suiker!

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter