La chimica della biologia: Carboidrati

Carboidrati

I carboidrati sono composti organici organizzati come strutture ad anello e sono sempre composti dagli elementi carbonio, idrogeno e ossigeno. I carboidrati sono veramente idrati di carbonio perché il rapporto tra atomi di idrogeno e atomi di ossigeno è sempre quasi 2:1, come in H2O.

Hanno anche molte funzioni. La maggior parte dell’energia che ricevi proviene dai carboidrati che mangi. Le piante producono carboidrati come il grano, il mais e le patate. I carboidrati sono normalmente consumati dagli animali o mangiando la pianta che li ha prodotti o mangiando altri animali. Gli esseri umani ricevono anche carboidrati da cereali integrali, frutta, verdura, latte, caramelle, bibite e pasta.

Gli insetti producono il carboidrato chitina come un duro esoscheletro per la protezione, e le aragoste e i granchi usano la chitina per i loro gusci. Infine, la cellulosa è probabilmente il composto di carboidrati più usato, che comprende il legno e i prodotti del legno, come la carta.

Monosaccaridi

I carboidrati biologicamente più semplici sono monosaccaridi, cioè uno zucchero (mono = uno, saccaride = zucchero). La formula generale per qualsiasi carboidrato è (CH2O)x dove x è un numero qualsiasi tra tre e otto. I monosaccaridi più comuni (esosi) sono il glucosio, il galattosio e il fruttosio.

Il glucosio è il monosaccaride più semplice e probabilmente lo zucchero più familiare, soprattutto se siete stati in ospedale. In natura, il glucosio è lo zucchero che le piante verdi producono durante la fotosintesi. È anche la principale fonte di energia per le cellule. Le procedure mediche spesso richiedono una flebo di glucosio per permettere ai pazienti in convalescenza di recuperare più rapidamente le forze. Il galattosio si trova nel latte e il fruttosio dà alla frutta un sapore dolce. Anche se la struttura chimica di ogni zucchero differisce, la formula chimica è la stessa: C6H12O6.

Disaccaridi

I monosaccaridi sono uniti dalla sintesi di disidratazione per formare disaccaridi, o zuccheri doppi (di = due). La reazione di sintesi di disidratazione rilascia acqua di disidratazione come sottoprodotto. Il disaccaride più comune è il saccarosio, noto anche come zucchero da tavola, C12H22O11. Altri disaccaridi comuni includono il maltosio (zucchero di malto) e il lattosio (zucchero del latte).

Polisaccaridi

L’ulteriore disidratazione aggiunge più molecole di zucchero insieme per formare lunghe catene note come polisaccaridi. Un polisaccaride si riferisce generalmente a un polimero di carboidrati composto da centinaia, anche migliaia di monosaccaridi covalentemente legati insieme. Le cellule usano i polisaccaridi per una serie di ragioni, compreso lo stoccaggio del glucosio in eccesso come amido nelle piante e il glicogeno negli animali. Il grande polisaccaride cellulosa è un componente strutturale presente nelle piante che dà loro rigidità e flessibilità.