Структура и функция на въглехидратите
Статии по природни науки и математика
Въглехидратите, заедно с протеините, мазнините и нуклеиновите киселини, са основните органични вещества, които изграждат живите организми. Името на въглехидратите идва от въглерод (C) и вода (H2O), тъй като тяхната формула може да бъде написана като Cn(H2O)m. Структурната формула съдържа карбонилна група (-C=O) и няколко хидроксилни групи (-OH).
Доставчикът на въглехидрати за всички живи организми е процесът на фотосинтеза. Тъй като се извършва от растенията, по-нататък по хранителните вериги въглехидратите преминават към животинските организми и се абсорбират от тях. Въглехидратите са най-много по тегло в сравнение с други органични вещества. В животинските клетки няма толкова много въглехидрати (по-малко от 5%), но има повече в растителните клетки (понякога до 90% в тъканите за съхранение).
Въглехидратите се делят на монозахариди, олигозахариди и полизахариди. Сред олигозахаридите дизахаридите са от най-голямо значение, поради което въглехидратите често се класифицират, както следва: монозахариди, дизахариди, полизахариди.
Монозахаридите се състоят от една мономерна единица и не се хидролизират, за да образуват по-прости въглехидрати. Въглехидратните мономери са много разнообразни (поради малко различни структури). Обикновено монозахаридите на живите организми са пръстенни въглеродни вериги, състоящи се от пет (пентоза) или шест (хексоза) въглеродни атома (от които един С атом не е включен в пръстена, но е включен в карбоксилната група).
Най-важните монозахариди са рибоза и дезоксирибоза (част от нуклеиновите киселини), глюкоза (източник на енергия) и фруктоза.
Дизахаридите се състоят от две мономерни единици, може да се каже, от два монозахарида. Свързването става чрез хидроксилни групи с елиминиране на водата. Най-известният дизахарид езахароза (захар). Молекулата му се състои от остатъци от глюкоза и фруктоза. Малтозата се състои от два глюкозни остатъка.
Простите въглехидрати изпълняват главно пластични (те са част от АТФ, ДНК, РНК) и енергийни функции. Те също така регулират осмотичното налягане в тялото, изпълняват рецепторна функция (те са част от клетъчните рецептори).
Полизахаридите са съставени от повече от дузина мономерни единици. Те включват нишесте, гликоген, целулоза, хитин и др.
Нишестето (при растенията) и гликогенът (при животните и гъбите) се съхраняват в организмите като резервно хранително вещество. Нишестето се различава от гликогена в по-малко разклонена структура.
Целулозата (наричана още фибри) образува стените на растителните клетки. По този начин той изпълнява структурни и защитни функции. Същата функция изпълнява хитинът при животни и гъби. При животните обаче не образува клетъчни стени, а външния скелет. При гъбичките хитинът е част от клетъчните стени.