Skip to main content
Global

7.2: Karodi

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    174879

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Malengo ya kujifunza

    • Kutoa mifano ya monosaccharides na polysaccharides
    • Eleza kazi ya monosaccharides na polysaccharides ndani ya seli

    Biomolecules nyingi zaidi duniani ni wanga. Kutokana na mtazamo wa kemikali, wanga kimsingi ni mchanganyiko wa kaboni na maji, na wengi wao wana formula ya kimapenzi (CH 2 O) n, ambapo n ni idadi ya vitengo vya mara kwa mara. Mtazamo huu unawakilisha molekuli hizi tu kama minyororo ya atomi ya kaboni “hidrati” ambayo molekuli za maji zinaambatana na kila atomu ya kaboni, na kusababisha neno “wanga. Ingawa wanga wote huwa na kaboni, hidrojeni, na oksijeni, kuna baadhi ambayo pia yana nitrojeni, fosforasi, na/au sulfuri. Karodi zina kazi nyingi tofauti. Wao ni wingi katika mazingira ya duniani, aina nyingi ambazo tunatumia kama vyanzo vya chakula. Molekuli hizi pia ni sehemu muhimu za miundo ya macromolecular inayohifadhi na kusambaza habari za maumbile (yaani, DNA na RNA). Wao ni msingi wa polima za kibiolojia zinazotoa nguvu kwa vipengele mbalimbali vya kimuundo vya viumbe (kwa mfano, selulosi na chitini), na ni chanzo kikuu cha hifadhi ya nishati kwa namna ya wanga na glycogen.

    Monosaccharides: Ndio tamu

    Katika biochemistry, wanga mara nyingi huitwa saccharides, kutoka sakcharon ya Kigiriki, maana ya sukari, ingawa si saccharides zote ni tamu. Karoli rahisi huitwa monosaccharides, au sukari rahisi. Wao ni vitalu vya ujenzi (monomers) kwa ajili ya awali ya polima au wanga tata, kama itajadiliwa zaidi katika sehemu hii. Monosaccharides huwekwa kulingana na idadi ya kaboni katika molekuli. Makundi ya jumla yanatambuliwa kwa kutumia kiambishi awali kinachoonyesha idadi ya kaboni na suffix — ose, ambayo inaonyesha saccharide; kwa mfano, triose (kaboni tatu), tetrose (kaboni nne), pentose (kaboni tano), na hexose (kaboni sita) (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). D-glucose ya hexose ni monosaccharide nyingi zaidi katika asili. Nyingine ya kawaida sana na tele hexose monosaccharides ni galactose, kutumika kwa ajili ya kufanya disaccharide maziwa sukari lactose, na matunda sukari fructose.

    Mifumo ya monosaccharides mbalimbali. Glyceraldehyde ni aldose kwa sababu ina mara mbili Bonded O masharti ya kaboni mwisho. Dihydroxyacetone ni ketose kwa sababu ina mara mbili Bonded O masharti katika kituo cha mnyororo. Glyceraldehyde ni triose kwa sababu ina kaboni 3. Ribose ni pentose kwa sababu ina kaboni 5. Glucose ni hexose kwa sababu ina kaboni 6.
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Monosaccharides huwekwa kulingana na nafasi ya kundi la carbonyl na idadi ya kaboni katika mgongo.

    Monosaccharides ya atomi nne au zaidi kaboni ni kawaida imara zaidi wakati wao kupitisha mzunguko, au pete, miundo. Miundo hii ya pete hutokana na mmenyuko wa kemikali kati ya vikundi vya kazi kwenye ncha tofauti za mnyororo wa kaboni rahisi wa sukari, yaani kundi la kabonili na kikundi cha hidroksili cha mbali. Glucose, kwa mfano, huunda pete ya wanachama sita (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)).

    a) mchoro unaonyesha jinsi kabohaidreti linalounda pete. Glucose ina kaboni 6; Carbon 1 ina O. iliyofungwa mara mbili O. Carbon 5 ina kundi la OH. Baada ya fomu za pete, Carbon 1 imeunganishwa na O na dhamana moja na O hii sasa imeunganishwa na kaboni 5. B) inaonyesha muundo wa mwisho ambayo ni sura ya hexagon. Kona ya juu kulia ni O, ijayo 5 pembe ni Cs na C upande wa juu kushoto ni masharti ya mwingine C kwamba miradi zaidi kutoka pete.
    Kielelezo\(\PageIndex{2}\): (a) Monosaccharide linear (glucose katika kesi hii) huunda muundo wa mzunguko. (b) Mfano huu unaonyesha picha ya kweli zaidi ya muundo wa monosaccharide. Kumbuka katika michoro hizi za kimuundo, atomi za kaboni zinazojenga pete hazionyeshwa wazi.

    Zoezi\(\PageIndex{1}\)

    Kwa nini monosaccharides huunda miundo ya pete?

    Disaccharides

    Molekuli mbili za monosaccharide zinaweza kushikamana na kemikali ili kuunda disaccharide. Jina lililopewa dhamana ya covalent kati ya monosaccharides mbili ni dhamana ya glycosidic. Vifungo vya glycosidic huunda kati ya makundi ya hydroxyl ya molekuli mbili za saccharide, mfano wa awali ya upungufu wa maji mwilini ilivyoelezwa katika sehemu ya awali ya sura hii:

    \[\text{monosaccharide—OH} + \text{HO—monosaccharide} ⟶ \underbrace{\text{monosaccharide—O—monosaccharide}}_{\text{disaccharide}}\]

    Disaccharides ya kawaida ni maltose ya sukari ya nafaka, iliyofanywa kwa molekuli mbili za glucose; lactose ya sukari ya maziwa, iliyofanywa kwa galactose na molekuli ya glucose; na sucrose ya sukari ya meza, iliyofanywa kwa glucose na molekuli ya fructose (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)).

    Maltose hutengenezwa kwa molekuli 2 za glucose zilizounganishwa na O kutoka Carbon 4 ya glucose moja hadi kaboni 1 ya nyingine.
    Lactose hufanywa kwa glucose inayohusishwa na galactose. Carbon 4 ya glucose inahusishwa na kaboni 1 ya galactose.
    Sucrose hufanywa kwa glucose na fructose. Carbon 1 ya glucose inafungwa na kaboni 2 ya fructose.
    Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Disaccharides ya kawaida ni pamoja na maltose, lactose, na sucrose.

    Polysaccharides

    Polysaccharides, pia huitwa glycans, ni polima kubwa linajumuisha mamia ya monoma ya monosaccharide. Tofauti na mono- na disaccharides, polysaccharides si tamu na, kwa ujumla, hazipatikani katika maji. Kama disaccharides, vitengo vya monomeric vya polysaccharides vinaunganishwa pamoja na vifungo vya glycosidic.

    Polysaccharides ni tofauti sana katika muundo wao. Tatu ya polysaccharides muhimu kibiolojia - wanga, glycogen, na selulosi-wote linajumuisha vitengo repetitive glucose, ingawa tofauti katika muundo wao (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Cellulose ina mlolongo wa mstari wa molekuli ya glucose na ni sehemu ya kawaida ya miundo ya kuta za seli katika mimea na viumbe vingine. Glycogen na wanga ni polima za matawi; glycogen ni molekuli ya msingi ya kuhifadhi nishati katika wanyama na bakteria, wakati mimea hasa kuhifadhi nishati katika wanga. Mwelekeo wa uhusiano wa glycosidic katika polima hizi tatu ni tofauti pia na, kwa sababu hiyo, macromolecules ya mstari na matawi yana mali tofauti.

    Molekuli ya glucose iliyobadilishwa inaweza kuwa vipengele vya msingi vya polysaccharides nyingine za miundo. Mifano ya aina hizi za polysaccharides za kimuundo ni N-acetyl glucosamine (NAG) na asidi N-acetyl muramic (NAM) inayopatikana katika ukuta wa seli za bakteria peptidoglycan. Polima za NAG huunda chitini, ambayo hupatikana katika kuta za seli za vimelea na katika exoskeleton ya wadudu.

    Amylose ni mlolongo wa hexagons. Wanga ni mlolongo wa matawi ya hexagons. Glycogen ni mlolongo mkubwa wa matawi ya hexagons. Cellulose (fiber) ni safu nyingi za hexagons zilizounganishwa kwenye mraba wa gorofa. Micrographs ya wanga inaonekana kama Bubbles za maji, glycogen inaonekana kama ovals, na selulosi inaonekana kama vipande vya muda mrefu.
    Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Wanga, glycogen, na selulosi ni tatu ya polysaccharides muhimu zaidi. Katika mstari wa juu, hexagons inawakilisha molekuli binafsi ya glucose. Micrographs (mstari wa chini) zinaonyesha chembe za wanga za ngano zilizosababishwa na iodini (kushoto), CHEMBE za glycogen (G) ndani ya seli ya cyanobacterium (katikati), na nyuzi za selulosi za bakteria (kulia). (mikopo “granules ya iodini”: mabadiliko ya kazi na Kiselov Yuri; mikopo “granules ya glycogen”: mabadiliko ya kazi na Stöckel J, Elvitigala TR, Liberton M, Pakrassi HB; mikopo “selulosi”: mabadiliko ya kazi na Shirika la Marekani la Microbiolojia)

    Zoezi\(\PageIndex{2}\)

    Je, ni polysaccharides muhimu zaidi ya biolojia na kwa nini ni muhimu?

    Dhana muhimu na Muhtasari

    • Karodi, biomolecules nyingi zaidi duniani, hutumiwa sana na viumbe kwa madhumuni ya kimuundo na ya kuhifadhi nishati.
    • Karodi ni pamoja na molekuli ya sukari ya mtu binafsi (monosaccharides) pamoja na molekuli mbili au zaidi zinazounganishwa na kemikali na vifungo vya glycosidic. Monosaccharides huwekwa kulingana na idadi ya kaboni katika molekuli kama trioses (3 C), tetroses (4 C), pentoses (5 C), na hexoses (6 C). Wao ni vitalu vya ujenzi kwa ajili ya awali ya polima au wanga tata.
    • Disaccharides kama vile sucrose, lactose, na maltose ni molekuli linajumuisha monosaccharides mbili zilizounganishwa pamoja na dhamana ya glycosidic.
    • Polysaccharides, au glycans, ni polima linajumuisha mamia ya monoma monosaccharide wanaohusishwa pamoja na vifungo vya glycosidic. Wanga wa polima wa kuhifadhi nishati na glycogen ni mifano ya polysaccharides na yote yanajumuisha minyororo ya matawi ya molekuli ya glucose.
    • Cellulose ya polysaccharide ni sehemu ya kawaida ya miundo ya kuta za seli za viumbe. Nyingine polysaccharides miundo, kama vile N-acetyl glucosamine (NAG) na N-acetyl muramic acid (NAM), huingiza molekuli za glucose zilizobadilishwa na hutumika katika ujenzi wa peptidoglycan au chitini.