Comprendere i carboidrati: categorie, funzioni e strutture molecolari

Categorie principali dei carboidrati

Le categorie biologicamente più importanti dei carboidrati sono quattro:

monosaccaridi: sono molecole di piccole dimensioni che contengono da 7 a 3 atomi di carbonio (un esempio è il glucosio);


disaccaridi: sono formati da due monosaccaridi tenuti insieme da un legame covalente;


oligosaccaridi: essi contengono da tre a venti monosaccaridi;


polisaccaridi: sono polimeri di grandi dimensioni, formati da centinaia o migliaia di monosaccaridi (es. amido e cellulosa).

Funzioni dei carboidrati

I carboidrati svolgono quattro compiti principali:

sono la fonte principale di energia delle cellule;


sono impiegati per accumulare energia di riserva;


forniscono scheletri carboniosi che possono essere riorganizzati in nuove molecole;


sono i materiali strutturali per il sostegno e il rivestimento delle cellule.

Monosaccaridi e fotosintesi

i monosaccaridi (o zuccheri semplici) sono prodotti da organismi autotrofi attraverso la fotosintesi; gli organismi eterotrofi (es gli animali) assumono direttamente o indirettamente tali molecole dalle piante.

I monosaccaridi hanno:

-una catena carboniosa che contiene da 3 a 7 atomi di carbonio;


-un atomo di carbonio porta il gruppo carbonillico (C=O);


-tutti gli altri atomi di carbonio portano un gruppo ossidrillico (-OH).

Isomeri e demolizione del glucosio

Alcuni monosaccaridi sono isomeri strutturali con lo stesso tipo e numero di atomi, ma disposti in modo diverso: gli esosi contengono sei atomi di carbonio e hanno tutti la stessa formula, C6H12O6, e il più diffuso è il glucosio. Le cellule demoliscono il glucosio attraverso la respirazione cellulare, che liberano l'energia contenuta nella molecola producendo acqua e diossido di carbonio.

Poi vi sono i pentosi che sono zuccheri a 5 atomi di carbonio. Due di essi, il ribosio e desossiribosio sono componenti fondamentali degli acidi nucleici (RNA e DNA). Non sono isometri perchè nel desossiribosio si è perso un atomo di ossigeno dal carbonio 2.

Derivazione e legami dei carboidrati

Disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi derivano tutti da monosaccaridi che sono uniti attraverso legami covalenti detti legami glicosidici;

un singolo legame glicosidico tra due monosaccaridi forma un disaccaride.

Gli oligosaccaridi contengono monosaccaridi legati in vari punti sempre da legami glicosidici e comprendono un numero elevato di molecole di vario tipo.

Sono polimeri di grandi dimensioni, costituiti da centinaia di monosaccaridi collegati da legami glicosidici. I polisaccaridi più diffusi sono:

Polisaccaridi comuni

amido: comprende una famiglia di molecole grandi e ramificate che si accumulano sotto forma di granuli nelle cellule. Gli amidi sono utilizzati come riserva energetica delle piante;


glicogeno: viene utilizzato come riserva energetica, contenuto nel fegato e nei muscoli, degli animali;


cellulosa: polisaccaride del glucosio, le sue molecole sono meno ramificate e si uniscono mediante legami a idrogeno formando fibre lunghe e sottili, molto rigide.