Kolhydrater ger energi och struktur till levande varelser. De är gjorda av kol, syre och väte. Monosackarider består av de enklaste kolhydraterna, byggstensmolekylerna, och innehåller enstaka sockerenheter. Disackarider är gjorda av två sockerenheter, och polysackarider innehåller flera sådana enheter. Monosackarider är sällsynta i naturen medan polysackarider är vanliga.
Monosackarider och polysackarider omfattar kolhydrater. Monosackarider är enkla sockerenhetsmolekyler, medan polysackarider är enorma och förbinder tusentals sockerenheter. Monosackarider ger celler kortvarig energi. Polysackarider ger långvarig energilagring och stel struktur till cellväggar och exoskelett hos djur.
Molekylära egenskaper hos monosackarider och polysackarider
Monosackarider innehåller minst tre kolatomer. Hexoser, de vanligaste monosackariderna, innehåller sex kolatomer. Exempel på hexoser inkluderar glukos, galaktos och fruktos. Glukos representerar den främsta energikällan i cellandning, dess ringa storlek ger den förmågan att komma in i cellmembranen. Fruktos fungerar som lagringssocker. Pentoser innehåller fem kol (som ribos och deoxiribos), och trioser innehåller tre kol (som glyceraldehyd). Monosackarider är ganska små och bildar antingen kedje- eller ringstrukturer. Polysackarider innehåller dock hundratals eller till och med tusentals monosackarider och en hög molekylvikt.
Medan monosackarider som glukos ger kortvarig energi, ger polysackarider längre lagring av energi. Celler använder monosackarider snabbt. Molekylerna kan binda till cellmembranets lipider och hjälpa till med signalering. Men för längre lagring måste monosackarider omvandlas till antingen disackarider eller polysackarider via kondensationspolymerisation. Polysackariderna blir för stora för att passera ett cellmembran, därav deras lagringsförmåga. Stärkelser representerar polysackarider som används av växter och deras frön för att lagra energi. Stärkelse är gjord av glukospolymererna amylos och amylopektin. Polysackarider kan brytas ned eller hydrolyseras i cellen, eftersom energi behövs i form av monosackarider. Så här använder djur växtstärkelse för att göra glukos för ämnesomsättning
Cellulosa, den vanligaste polysackariden och den organiska molekylen, kan innehålla 50 procent av världens kol. Basmonosackariden av cellulosa är glukos. De raka cellulosamolekylerna bildar rader i stabil form via de svaga men förekommande vätebindningarna mellan dem. Tillverkad av växter, svampar och alger ger cellulosa den stela strukturen av växtcellväggar, som också skyddar mot sjukdomar. Många djur kan inte smälta cellulosa, men de som kan använda tarmmikroorganismer och enzymer för uppgiften. Jäsning sker i tjocktarmen hos andra djur och människor som inte kan smälta cellulosa. Djur producerar en liknande polysackarid, kitin, gjord av en modifierad monosackarid. Kitin består av exoskelett. Både cellulosa och kitin utgör kompakta energilagringsenheter.
En annan polysackarid, glykogen , kan brytas ned från sin kompakta form snabbt till sina beståndsdelar glukosmonosackarider. Människor lagrar glykogen som en snabb energikälla i levern och musklerna. Pektiner, arabinoxylaner, xyloglukaner och glukomannaner representerar ytterligare komplexa polysackarider. Monosackarider är lösliga i vatten, men många polysackarider har dålig vattenlöslighet i vatten. Polysackarider kan bilda geler, beroende på deras löslighet. Det är därför de ofta används för att förtjocka livsmedel.
Vikten av monosackarider och polysackarider
Både monosackarider och polysackarider ger energi. Monosackariderna ger energi snabbt för celler, medan polysackarider ger längre energilagring och strukturell stabilitet. Båda är viktiga för allt levande som den största källan till mat och matenergi. Polysackarider från cellväggar utgör fibern som människor äter, medan monosackarider ger sötman i maten. När människor äter bryter tuggning ner polysackarider till mindre partiklar som till slut, genom matsmältning, ger upp de enkla monosackarider som kan passera in i blodomloppet.
