Ogļhidrāti jeb saharīdi ir visbagātākā klase biomolekulas. Ogļhidrātus izmanto enerģijas uzkrāšanai, lai arī tie pilda arī citas svarīgas funkcijas. Šis ir ogļhidrātu ķīmijas pārskats, ieskaitot ogļhidrātu veidus, to funkcijas un ogļhidrātu klasifikāciju.
Ogļhidrātu elementu saraksts
Visi ogļhidrāti satur vienādus trīs elementus neatkarīgi no tā, vai tie ir vienkārši cukuri, cietes vai citi polimēri. Šie elementi ir:
- Ogleklis (C)
- Ūdeņradis (H)
- Skābeklis (O)
Dažādi ogļhidrāti tiek veidoti pēc veida, kādā šie elementi saista viens ar otru, un katra atoma veida skaita. Parasti ūdeņraža atomu attiecība pret skābekļa atomiem ir 2: 1, tas ir tāds pats kā attiecība ūdenī.
Kas ir ogļhidrāti
Vārds "ogļhidrāti" nāk no grieķu vārda sakharon, kas nozīmē "cukurs". Ķīmijā ogļhidrāti ir izplatīta klase vienkārši organiski savienojumi. Ogļhidrāts ir aldehīds vai ketons, kam ir papildu hidroksilgrupas. Tiek saukti vienkāršākie ogļhidrāti monosaharīdi, kurām ir pamatstruktūra (C · H2O)n, kur n ir trīs vai lielāks.
Divi monosaharīdi savienojas, veidojot a disaharīds. Tiek saukti monosaharīdi un disaharīdi cukuri un parasti nosaukumi beidzas ar piedēkli -tā. Vairāk nekā divi monosaharīdi savienojas, veidojot oligosaharīdus un polisaharīdus.
Ikdienas lietošanā vārds "ogļhidrāti" attiecas uz jebkuru pārtiku, kas satur daudz cukura vai cietes. Šajā kontekstā ogļhidrāti ir galda cukurs, želeja, maize, graudaugi un makaroni, kaut arī šie pārtikas produkti var saturēt citus organiskos savienojumus. Piemēram, labība un makaroni satur arī zināmu olbaltumvielu līmeni.
Ogļhidrātu funkcijas
Ogļhidrāti pilda vairākas bioķīmiskās funkcijas:
- Monosaharīdi kalpo par degvielu šūnu metabolismam.
- Monosaharīdus izmanto vairākās biosintēzes reakcijās.
- Monosaharīdus var pārveidot par vietu taupošiem polisaharīdiem, piemēram, glikogēnam un cietei. Šīs molekulas nodrošina uzkrāto enerģiju augu un dzīvnieku šūnām.
- Ogļhidrātus izmanto, lai veidotu strukturālus elementus, piemēram, hitīnu dzīvniekiem un celulozi augos.
- Ogļhidrāti un modificētie ogļhidrāti ir svarīgi organisma apaugļošanai, attīstībai, asins recēšanai un imūnsistēmas darbībai.
Ogļhidrātu piemēri
- Monosaharīdi: glikoze, fruktoze, galaktoze
- Disaharīdi: saharoze, laktoze
- Polisaharīdi: hitīns, celuloze
Ogļhidrātu klasifikācija
Monosaharīdu klasificēšanai tiek izmantoti trīs raksturlielumi:
- Oglekļa atomu skaits molekulā
- Karbonilgrupas atrašanās vieta
- hirālisms ogļhidrātu
- Aldose - monosaharīdu, kurā karbonilgrupa ir aldehīds
- Ketons - monosaharīdu, kurā karbonilgrupa ir ketons
- Triose - monosaharīds ar 3 oglekļa atomiem
- Tetroze - monosaharīds ar 4 oglekļa atomiem
- Pentose - monosaharīds ar 5 oglekļa atomiem
- Heksoze - monosaharīds ar 6 oglekļa atomiem
- Aldoheksoze - 6 oglekļa aldehīdi (piemēram, glikoze)
- Aldopentose - 5-oglekļa aldehīds (piemēram, riboze)
- Ketoheksoze - 6 oglekļa heksoze (piemēram, fruktoze)
A monosaharīds ir D vai L atkarībā no asimetriskā oglekļa orientācijas, kas atrodas vistālāk no karbonilgrupas. D cukurā hidroksilgrupa atrodas labajā pusē molekulai, kad tā ir uzrakstīta kā Fišera projekcija. Ja hidroksilgrupa atrodas molekulas kreisajā pusē, tas ir L cukurs.