Er et kulhydrat en monomer eller polymer: detaljerede indsigter

Kulhydrater eller kulhydrater kan være både monomerer og polymerer, afhængigt af deres kompleksitet.

Monomerer af kulhydrater kaldes monosaccharider og er små molekyler med en 3-6 kulstofkæde. mens komplekse kulhydrater generelt omtales som polysaccharider. Disse polysaccharider kan være dannet af 2 eller flere monomerer, som kan være identiske eller forskellige.

Kulhydrater, herunder sukkerarter, stivelser og fibre, er sammensat af 3 hovedelementer - kulstof (C), brint og ilt (O).

KULHYDRATMONOMERER ELLER MONOSAKKARIDER:

  • Monomerer af kulhydrater er simple eller teknisk set enkelte sukkermolekyler. Ordet monosaccharid er sammensat af to udtryk - "mono", der betyder enkelt, og saccharid, som er sukker.
  • Monosaccharider er kulhydratmonomerer, fordi de ikke kan nedbrydes i yderligere mindre molekyler.
  • Monosaccharider har en 3-7 kulstofrygrad. De kan ikke være større eller mindre end det, da det påvirker molekylets stabilitet.
  • Det mest almindelige monosaccharid, som vi kender til, er bordsukker, som ikke er andet end et monosaccharid kaldet glucose. Dette er det samme sukker, som planter producerer under fotosyntesen.
  • Et andet vigtigt sukker er det, der udgør rygraden i vores genetiske materiale, dvs. DNA og RNA. De involverede sukkerarter er henholdsvis Deoxyribose og Ribose.
  • Hvis sukkerarter har en ketongruppe RC=O, kaldes de ketoser, mens hvis de har en aldehydgruppe R-CHO, kaldes de aldoser. (R står for en carbonylgruppe, hvilket betyder en lang carbonkæde med andre grupper knyttet)
  • De er mærket baseret på antallet af C-atomer, der er til stede i hovedrygradsstrukturen. Så 5 C monosaccharider er klassificeret pentoser mens 6 C monosaccharider er klassificeret som hexose.

MONOSACCARID STRUKTURER:

De mest almindeligt forekommende monosaccharider indeholder normalt 5 eller 6 kulstofrygrad, dvs pentose , hexose sukker er mere rigeligt i naturen. Dette skyldes, at de i fri form danner stabile femkantede og sekskantede strukturer, der ikke hydrolyserer yderligere.

NOGLE ALMINDELIGE MONOSAKKARIDER:

PENTOSE:

RIBOSE OG DEOXYRIBOSE: 

De er begge pentosesukkere, hvilket betyder, at de har fem carbonatomer, den eneste forskel er, at 2'C er knyttet til en Hydroxyl(-OH)-gruppe i tilfælde af ribose og en hydrogen i tilfælde af deoxyribose. Denne ene funktion, sammen med dens dobbeltstrengede natur, er det, der gør DNA-struktur mere stabil.

ribose
Ribose sukker
Billede: Wikipedia

HEXOSE:

GLUKOSE:

Glucose er det mest monosaccharid, vi kender. Det mest almindeligt forekommende hexosesukker er et monosaccharid, der driver alle levende organismers kropslige aktiviteter. 

GALACTOSE: 

Et andet hexosesukker minder meget om glukose.

FRUKTOSE:

Disse hexosesukkere er til stede i frugter, og det, der giver dem deres sødme, omtales derfor almindeligvis som frugtsukker.

DEXTROSE:

Dette er et hexosesukker, der er specifikt til stede i honning - betragtes som et af de sundeste sukkerarter efter fructose.

KULHYDRATPOLYMERER ELLER POLYSACCARIDER:

  • De er normalt polymerer sammensat af 2 eller flere monomerer, der kan bindes lineært eller kan danne forbundne lag. Disse monomerer kan være de samme eller en blanding af mere end én type.
  • mest naturligt forekommende form for kulhydrater
  • De kaldes også glykaner.
  • Hvis de er lavet af samme type monomerer, kaldes de homopolysaccharider, mens hvis de er lavet af 2 eller flere forskellige typer o monomerer, kaldes de heteropolysaccharider.
  • Heteropolysaccharider kan også have andre biomolekyler forbundet med dem end monosaccharider. Disse polysaccharider er klassificeret efter de molekyler, der er forbundet med dem.
  • Glykoproteiner og glycolipider er heteropolysaccharider forbundet med proteiner og lipider eller fedtsyrer, henholdsvis.
  • De kræver normalt specifik hydrolyse enzymer til at fordøje eller nedbryde dem til deres monomere former - F.eks. lactase og amylase.

NOGLE ALMINDELIGE POLYSAKKARIDER:

HOMOPOLYSAKKARIDER

GLYKOGEN

Et andet homopolysaccharid sammensat af glucose (C6H10O5)n er den primære form for kulhydrat lagret i højere dyr. Lagret i de menneskelige muskel- og leverceller nedbrydes glykogen til glukose, når det kræves af kroppen i en proces kaldet glykogenolyse.

CELLULOSE: 

Komponenten af planteceller vægge er et af de største polysaccharidmolekyler (C6H10O5)n. Cellulose kan bestå af mere end 3000 glukosemolekyler forbundet i lige linjer som i lag. De er det mest rigelige organiske stof, der findes i naturen.

Er-et-kulhydrat-en-monomer-eller-polymer
Cellulose
Billede: Wikipedia

STIVELSE:

Dette er et andet glukosepolysaccharid produceret af planter, der bruges som fødereserve (C6H10O5)n. Opbevaret i specifikke dele som rødder, knolde og frø er de energireserver, der skal bruges under ugunstige miljøforhold eller under spiring eller dvale. De dannes af α 1,4-bindinger mellem glucosemolekylerne.

PECTIN: 

Pektiner er et andet homopolysaccharid, der findes i cellevæg og intracellulært væv fra nogle planter. På grund af deres stretch og gelélignende sammensætning bruges de til at lave gelatine til fødevarer.

KITIN: 

Et polysaccharid findes i insekters og krebsdyrs hårde eksoskeletter. Men i modsætning til de fleste almindelige homopolymerer er chitinmonomererne N-acetyl-D-glucosamin, et derivat af glucosemolekylet.

chitin
chitin
Billede: Wikipedia

HETEROPOLYSAKKARIDER

LAKTOSE:

 Et disaccharid med formlen C12H22O11 er lavet af 2 monomerer, glucose og galactose. Laktose er det vigtigste sukker, der findes i mælk. Laktose kræver en enzym kaldet lactase at nedbryde det til dets monomerer. Hvis laktase ikke produceres naturligt af et individ i den nødvendige mængde, siges de at være laktoseintolerante.

SUCROSE: 

Disakkaridet saccharose C12H22O11 bruges i vores hverdag som det, vi kender som bordsukker og er sammensat af et molekyle glukose knyttet til et molekyle fructose.

HEPARIN: 

Et antikoagulerende lægemiddel (et lægemiddel, der bruges til at fjerne blodpropper under allergiske reaktioner eller operationer) forekommer også naturligt i menneskets lunge- og levervæv. Sammensat af 3 monomerer D-glucuronsyre, L-iduronsyre, og N-sulfo-D-glucosamin

1024px Heparin.svg
Heparin
Billede: Wikipedia

HYALURONSYRE: 

Hyaluronsyre, der ofte bruges i kosmetiske cremer og serum, er et andet polysaccharid, der almindeligvis forekommer i den menneskelige krop. Består af gentagne monomerer af D-glucuronsyre og N-acetyl-D-glucosamin, det har gode vandtilbageholdende egenskaber. Af denne grund fungerer den som fugtbarriere, smøremiddel og stødabsorberende væske i bindevæv og hud.

KONKLUSION:

Som det fremgår af ovenstående eksempler, kan det med sikkerhed siges, at i naturen forekommer kulhydrater i både monomer- og polymerformer. Begge er lige vigtige og har deres specifikke funktioner. Mens monomerer hovedsageligt bruges som umiddelbare energikilder, fungerer polymerer som energireserver, strukturelle komponenter eller som lægemidler. De er begge lige vigtige for normale organiske reaktioner.

Læs også: