Concetti Chiave
- I carboidrati si suddividono in monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi, con i monosaccaridi come i monomeri fondamentali.
- Gli isomeri, come glucosio e fruttosio, condividono la stessa formula bruta ma hanno strutture diverse, influenzando le loro proprietà e funzioni.
- I disaccaridi si formano tramite reazione di deidratazione tra due monosaccaridi e possono essere scissi mediante idrolisi.
- La cellulosa è un polisaccaride strutturale nei vegetali, con legami Beta 1,4-glicosidici che gli esseri umani non possono digerire.
- L'amido e il glicogeno sono polisaccaridi di riserva energetica, con strutture differenziate dalle loro ramificazioni e tipi di legami glicosidici.
Contengono un certo numero di atomi di carbonio, e si suddividono in monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. I monosaccaridi sono i monomeri di zuccheri più complessi.
Tra i monosaccaridi abbiamo i pentosi (come deossiribosio nel DNA e ribosio nel RNA) e gli esosi (tra cui fruttosio, galattosio, glucosio e mannosio). Il glucosio è il monomero della cellulosa ed è presente nelle riserve di amido (vegetali) e glicogeno (animali).
Notevole importanza rivestono gli isomeri, cioè molecole con la stessa formula bruta ma con disposizione diversa.
I disaccaridi si formano per reazione di deidratazione di due monosaccaridi, questo avviene con la formazione di una molecola di acqua al momento della creazione del legame tra le due molecole.
La reazione inversa è detta di idrolisi, che avviene con l’aggiunta di acqua e di enzimi e porta alla formazione di due monomeri partendo dal disaccaride. I disaccaridi si possono formare con due monomeri diversi.
Ovviamente la cellula, per creare i legami, deve usare energia, fornita dall’ATP (adenosintrifosfato), che viene prodotto dai mitocondri e durante la fotosintesi.
La reazione di polimerizzazione è endoergonica, cioè richiede energia, quindi deve essere accoppiata ad una reazione esoergonica. Inoltre vi è bisogno di un enzima come attivatore, che velocizza la reazione. La reazione esoergonica è data dall’ATP che si riduce ad ADP (adenosindifosfato) con liberazione di energia. Parte dell’energia risulta in eccesso e viene dispersa (vedere immagine pagina precedente).
I principali polisaccaridi sono:
Cellulosa, fatta da legami covalenti Beta 1,4-glicosidici (atomo n°1 di carbonio di una molecola legato al carbonio n°4 dell’altra). Sono legami che gli esseri umani non riescono a idrolizzare, mentre numerosi animali (es. ruminanti) ci riescono.
La cellulosa è presente nella parete cellulare delle cellule vegetali, quindi ha un importante funzione strutturale. Forma lunghe catene lineari, dette fibre di cellulosa, che riescono a interagire con altre molecole grazie ai legami a idrogeno. Questa sostanza è creata dall’enzima cellulosa sintasi.
Amido, costituito da glucosio legato con legami alfa 1-4 glicosidici. Possono attaccarsi altre catene su quella principale, con legami alfa 1-6 glicosidici. Queste ramificazione non sono molto numerose, l’amido può quindi formare una struttura compatta e granulare. La catena principale è l’amilosio, le ramificazioni sono delle amilopectine. L’amido è la principale sostanza di riserva nel mondo vegetale.
Glicogeno, differisce dall’amido solamente per le ramificazioni (ne possiede in numero molto superiore). Ha consistenza viscosa, è sintetizzato dalla glicogeno sintetasi (UTP). Come l’amido presenta legami alfa 1-4 sulla catena principale e alfa 1-6 a livello delle ramificazioni. Sono presenti sia legami a idrogeno che covalenti. È una riserva di energia nei tessuti animali.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali categorie di carboidrati e come si differenziano tra loro?
- Qual è la differenza tra glucosio e fruttosio?
- Come avviene la formazione dei disaccaridi?
- Quali sono le caratteristiche principali della cellulosa e perché è importante?
I carboidrati si suddividono in monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. I monosaccaridi sono i monomeri di zuccheri più complessi, i disaccaridi si formano per reazione di deidratazione di due monosaccaridi, e i polisaccaridi sono catene di monosaccaridi.
Glucosio e fruttosio sono isomeri, cioè molecole con la stessa formula bruta (C6H12O6) ma con disposizione diversa, presentando forme ad anello e lineari differenti.
I disaccaridi si formano attraverso una reazione di deidratazione tra due monosaccaridi, che comporta la formazione di una molecola di acqua durante la creazione del legame tra le due molecole.
La cellulosa è composta da legami covalenti Beta 1,4-glicosidici, che gli esseri umani non riescono a idrolizzare. È presente nella parete cellulare delle cellule vegetali, svolgendo una funzione strutturale importante, e forma lunghe catene lineari che interagiscono con altre molecole tramite legami a idrogeno.
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