Karbohidratların xüsusiyyətləri və quruluşu. Karbohidratlar funksiyaları

İnsan bədəni, eləcə də digər canlılar üçün enerji lazımdır. Onsuz heç bir proses mümkün deyildir. Axı, hər biokimyəvi reaksiya, hər hansı bir enzimatik proses və ya metabolik mərhələ enerji mənbəyinə lazımdır.

Buna görə vücudun həyat üçün verdiyi maddələrin əhəmiyyəti çox böyük və vacibdir. Bu maddələr hansılardır? Karbohidratlar, zülallar, yağlar. Hər birinin strukturu fərqlidir, tamamilə fərqli kimyəvi birləşmələrə aiddir, ancaq onların funksiyalarından birinə bənzəyir - vücudun həyat üçün zəruri enerji ilə təmin edilməsi. Bu maddələrin bir hissəsini - karbohidratlardan hesablayın.

Karbohidratların təsnifatı

Karbohidratların tərkibi və tərkibi onların kəşfindən sonra adları ilə müəyyən edilmişdir. Axı, erkən mənbələrə görə, bu quruluşda su molekulları ilə əlaqəli karbon atomları olan birləşmələr qrupu olduğuna inanırdılar.

Bu maddələrin müxtəlifliyinə dair ətraflı məlumatlar, eləcə də yığılmış məlumatlar bütün nümayəndələrin yalnız bir tərkibə malik olmadığını sübut etməyə imkan verdi. Lakin bu əlamət hələ karbohidratların tərkibini müəyyən edənlərdən biridir.

Bu qrupların müasir təsnifatı aşağıdakı kimidir:

1. Monosakkaridlər (riboz, fruktoza, qlükoza və s.).
2. Oligosakkaridlər (bioslar, trioslar).
3. Polisaxaridlər (nişasta, selüloz).

Həmçinin, bütün karbohidratlar aşağıdakı iki böyük qrupa bölünə bilər:

• Bərpa;
• Qeyri bərpa.

Hər bir qrupun karbohidrat molekullarının strukturu daha ətraflı müzakirə olunur.

Monosakaridlər: xarakterikdir

Bu kateqoriyada aldehid (aldoz) və ya keton (ketoz) qruplaşması və zəncir strukturunda 10-dan çox karbon atomu olmayan bütün sadə karbonhidratlar daxildir. Əsas zəncirdə atomların sayına baxdığınızda, monosakkaridlər aşağıdakılara bölünür:

• Trioslar (gliserol aldehid);
• Tetrozlar (eritruloz, eritroz);
• Pentozlar (riboz və deoksiriboz);
• Heksozlar (qlükoza, fruktoza).

Bütün digər nümayəndələr siyahıda olduğu kimi bədən üçün də vacib deyil.

Molekulların strukturunun xüsusiyyətləri

Onların strukturlarında monozemlər həm zəncir şəklində, həm də cyclic karbohidrat şəklində təmsil edilə bilər. Bu necə olur? Budur, tərkibindəki mərkəzi karbon atomu, həlledəki molekulun dönə biləcəyi bir asimmetrik mərkəzdir. Beləliklə, L- və D-form monosakkaritlərin optik izomerləri formalaşır. Bu halda, bir düz zəncir şəklində yazılmış qlükoza formülü bir aldehid qruplaşması (və ya keton) kimi zehni olaraq tutulub topa vurulub bilər. Müvafiq siklik formulunu əldə edirik.

Bir sıra monozonların karbohidratlarının kimyəvi tərkibi olduqca sadədir: hər birindən fərqli və ya bir tərəfdən hidroksil qrupları və hidrogen atomları yerləşdirilən bir zəncir və ya bir dövrü meydana gətirən bir sıra karbon atomları. Eyni tərəfdə eyni strukturlar varsa, D-izomer bir-birinin ardınca - L-izomerlə fərqlənir. Molekulyar formada glikoz monosakkaridlərin ən ümumi nümayəndəsinin ümumi formulunu yazarsak, bu formada olacaq: C ₆ H ₁₂ O ₆ . Və bu qeyd də strukturu və fruktoza əks etdirir. Bütün bunlardan ötəri kimyəvi cəhətdən bu iki monozem struktur izomeridir. Qlükoza - aldehid spirt, fruktoza - ketoalkol.

Bir sıra monosakaridlərin karbohidratlarının strukturu və xassələri birbaşa bağlıdır. Bütün bunlardan ötəri, yapıda aldehid və keton qruplaşmasının olması səbəbi onların kimyəvi təbiətini və daxil olduqları reaksiyaları müəyyən edən aldehid və keton spirtlərinə aiddir.

Beləliklə, qlükoza aşağıdakı kimyəvi xassələri göstərir:

1. Karbonil qrupunun olması səbəbindən reaksiyalar:

• Oksidləşmə - "gümüş aynası" nın reaksiyası;
• Yeni təzələnmiş mis (II) hidroksid - aldon turşusu ilə;
• Güclü oksidantlar aldehid deyil, həm də bir hidroksil qrupunu dəyişdirən dibazik turşuları (Aldar) yarada bilirlər;
• Recovery - polihidrik spirtlərə çevrilir.

2. Moleküldə də strukturu əks etdirən hidroksil qrupları da vardır. Bu qruplardan təsirlənmiş karbohidratların xüsusiyyətləri:

• Alkillənmə bacarığı - eterlərin formalaşması;
• Alyasiya - esterlərin formalaşması;
• Mis (II) hidroksidinə nitelikli bir reaksiya.

3. Qlükozanın dar inkişaf xüsusiyyətləri:

• Oleaginous acid;
• Alkol;
• Laktik fermentasiya.

Bədəndə funksiyaları yerinə yetirir

Bir sıra monosomların karbohidratlarının strukturu və funksiyaları yaxından əlaqələndirilir. Sonuncusu, ilk növbədə canlı orqanizmin biokimyəvi reaksiyalarına iştirakdır. Monosakaridlərin bu rolu nədir?

1. Oligo- və polisaxaridlərin istehsalı üçün əsasdır.
2. Pentozlar (riboz və deoksiriboz) ATP, RNT və DNT formalaşmasında iştirak edən ən vacib molekullardır. Onlar öz növbəsində irsi material, enerji və zülalın əsas təchizatçılarıdır.
3. İnsan qanında qlükozanın konsentrasiya tərkibi osmotik təzyiqin və onun dəyişmələrinin düzgün göstəricisidir.

Oligosakkaridlər: quruluş

Bu qrupun karbohidratlar strukturu tərkibdə monosakkaridlərin iki (diozy) və ya üç (triozi) molekulunun varlığına qədər azaldılır. 4, 5 və ya daha çox strukturu olanlar (10-a qədər) var, lakin ən çox rast gəlinənlər disakaridlərdir. Yəni, hidroliz zamanı bu cür tərkiblər qlükoza, fruktoza, pentoz və s. Meydana gəlməsi ilə parçalanır. Bu kateqoriyada hansı əlaqələr var? Tipik bir nümunə sukroz (adi qan şəkəri), laktoza (əsas süd komponenti), maltoz, laktuloz, izomaltozdur.

Bu seriyanın karbohidratlardakı kimyəvi strukturu aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:

1. Molekulyar növlərin ümumi forması aşağıdakılardır: C ₁₂ H ₂₂ O _11.
2. Disakarid strukturunda iki eyni və ya müxtəlif monazid qalıqları bir glikozid körpüsü ilə birləşdirilir. Bu tərkibin xarakteri şəkərin azalma qabiliyyətindən asılıdır.
3. Dezaxaridlərin bərpası. Bu tip karbohidratların strukturu aldehidin hidroksil və müxtəlif mono molekulyar molekulların hidroksil qrupları arasında bir glikozid köprünün meydana gəlməsidir. Bunlara: maltoz, laktoz və s. Daxildir.
4. Qeyri-azaldılması - sukrozun tipik bir nümunəsi - körpü yalnız aldehid strukturunun iştirakı olmadan yalnız müvafiq qrupların hidroksilləri arasında formalaşdıqda.

Beləliklə, karbohidratların strukturu qısa bir molekulyar formul şəklində təmsil edilə bilər. Daha detallı bir struktur tələb olunarsa, o, Fisher qrafik proqnozları və ya Hevors formulları ilə təmsil edilə bilər. Xüsusilə, iki sikli monomer (monozemlər) bir glikozid köprü ilə birləşən ya fərqli və ya eynidır (oligosakariddən asılı olaraq). Quruluş zamanı, əlaqənin düzgün göstərilməsi üçün bərpa qabiliyyətini nəzərə almaq lazımdır.

Disakarid molekullarının nümunələri

Vəzifə şəklində olarsa: "Karbohidratların strukturunun xüsusiyyətlərinə diqqət edin", sonra isə disakaridlər üçün monoziyanın qalıqlarını hansı hissədən meydana gətirdiyini göstərmək yaxşıdır. Ən ümumi növləri:

• Sükroz - alfa-qlükoza və betta-fruktozadan hazırlanır;
• Maltoz - qlükoza qalıqlarından;
• Cellobiose - beta-qlükoza D-formasından iki qalıqdan ibarətdir;
• Laktoz - galaktoz + qlükoza;
• Laktuloz - galaktoz + fruktoza və s.

Bundan sonra mövcud qalıqların əsasında glikozid köprü tipi üçün açıq bir reseptli struktur formulu hazırlanmalıdır.

Canlı orqanizmlər üçün əhəmiyyət

Disaxaridlərin rolu çox böyükdür, struktur vacibdir. Karbohidratlar və yağların funksiyaları ümumiyyətlə bənzəyir. Əsas enerji komponentidir. Buna baxmayaraq, bəzi fərdi disakaridlər üçün onların xüsusi əhəmiyyəti göstərilməlidir.

1. Sucrose insan vücudunda qlükoza əsas mənbəyidir.
2. Laktoza məməlilərin ana südü, o cümlədən qadınlarda 8% -ə qədərdir.
3. Laktuloz tibbi istifadə üçün laboratoriyada əldə edilir və süd məhsulları istehsalına da əlavə edilir.

İnsan bədənində və digər canlılarda hər hansı bir disakarid, trisakarit və s. Monoz meydana gəlməsi ilə ani hidrolizə məruz qalır. Xəm, dəyişməz forma (çuğundur və ya şəkər qamışı) şəklində bir şəxs tərəfindən bu karbonhidratlar sinifinin istifadə edilməsinin əsas xüsusiyyətidir.

Polisaxaridlər: molekulyar xüsusiyyətlər

Bu seriyenin karbonhidratlarının funksiyaları, tərkibi və tərkibi canlıların canlıları üçün, eləcə də insan təsərrüfatının fəaliyyəti üçün böyük əhəmiyyət daşıyır. Birincisi, karbohidratların polisakaridlərə aid olduğunu anlamaq lazımdır.

Onların bir çoxu var:

• Nişasta;
• Glikogen;
• Murine;
• Glucomannan;
• Selüloz;
• Dextrin;
• Galactomannan;
• Muromin;
• Pektin maddəsi;
• Amiloz;
• Chitin.

Bu tam siyahı deyil, heyvanlar və bitkilər üçün ən əhəmiyyətli deyil. Əgər vəzifəni yerinə yetirirsinizsə, "Bir sıra polisaxaridlərin karbohidrət strukturunun xüsusiyyətlərinə diqqət edin", onda siz əvvəlcə onların məkan quruluşuna diqqət yetirməlisiniz. Bunlar yüzlərlə monomer birləşməsindən ibarət olan, glikozid kimyəvi istiqrazlar ilə birləşən çox həcmli, gigant molekullardır. Polisakaridlərin karbohidrat molekullarının strukturu tez-tez qatlanan bir tərkibdir.

Belə molekulların müəyyən bir təsnifatı var.

1. Homopolisakkaridlər - monosakkaridlərin təkrarlanan təkrarlanan birləşmələrindən ibarətdir. Monozoa asılı olaraq heksozlar, pentozlar və s. Ola bilər (qlükanlar, mannanlar, galaktanlar).
2. Heteropolisakkaridlər müxtəlif monomer ədədlərindən ibarətdir.

Doğrusal bir fəza quruluşu olan birləşmələr üçün, məsələn, selüloz daxil edilməlidir. Daşlanmış struktur polisaxaridlərin əksəriyyətinə - nişasta, glikogen, xitinə və s.

Bədəndə canlı varlığın rolu

Bu qrupdakı karbohidratların strukturu və funksiyaları bütün varlıqların həyati fəaliyyəti ilə yaxından əlaqələndirilir. Məsələn, ehtiyat qida şəklində olan bitkilər sürgünün və ya kökün müxtəlif yerlərində nişasta yığırlar. Heyvanlar üçün əsas enerji qaynağı polisakaridlərdir, parçalanmasında çox enerji yaranır.

Hüceyrələrin strukturunda karbohidratlar çox əhəmiyyətli bir rol oynayır. Çitin bir çox həşərat və xərçəngkimilərin örtüyüdür, murin - bakteriyaların hüceyrə divarının bir hissəsi, sellüloz bitkilərin əsasını təşkil edir.

Heyvan mənşəli ehtiyatlı qidalar, qlikogen molekullarıdır və ya daha tez-tez adlandırılan heyvan yağlarıdır. Bədənin ayrı-ayrı hissələrində saxlanılır və təkcə enerji deyil, həm də mexanik təsirlərdən qoruyucu bir funksiya yerinə yetirir.

Ən çox orqanizmlər üçün karbohidratların strukturu böyük əhəmiyyət daşıyır. Hər heyvan və bitki biologiyası daima enerji tükənməz bir qaynaq qaynağı tələb edir. Və bu yalnız onlara verilə bilər və ən çox polisaxarid şəklindədir. Beləliklə, metabolik proseslər nəticəsində 1 g karbohidratın tam parçalanması 4.1 kcal enerjinin sərbəst buraxılmasına gətirib çıxarır! Bu, maksimum, daha çox əlaqələrdir. Buna görə karbohidratlar mütləq hər hansı bir insanın və heyvanın pəhrizində olmalıdır. Bitkilər də özlərinə qayğı göstərir: fotosintez prosesində onlar öz içərisində bir nişasta təşkil edir və onu saxlayırlar.

Karbohidratlar ümumi xüsusiyyətləri

Yağların, zülalların və karbohidratların strukturu ümumiyyətlə oxşardır. Axı, hamısı makromoleküllərdir. Hətta bəzi funksiyaları da ümumi bir təbiətdir. Planetin biokütlə həyatında bütün karbohidratların rolu və əhəmiyyətini ümumiləşdirmək lazımdır.

1. Karbohidratların tərkibi və quruluşu bitki hüceyrələri, heyvanların membranları və bakteriyaların, habelə hüceyrə içi orqanellərin formalaşması üçün tikinti materialları kimi istifadə edilməsini nəzərdə tutur.
2. Qoruyucu funksiyası. Bitki orqanizmlərinə xarakterikdir və çivilərin, tikanların və s. Meydana gəlməsində ortaya çıxır.
3. Plastik rol - həyati molekulların formalaşması (DNT, RNT, ATP və s.).
4. Reseptor funksiyası. Polisaxaridlər və oligosakkaridlər, nəqliyyat vasitələrinin membranı, təsirləri ələ keçirən "gözətçilər" vasitəsi ilə nəqliyyatda hərəkət edirlər.
5. Enerji rolu ən vacibdir. Bütün hüceyrə prosesi, eləcə də bütün orqanizmin işi üçün maksimum enerji təmin edir.
6. Osmotik təzyiqin tənzimlənməsi - qlükoza bu cür nəzarət edir.
7. Bəzi polisakaridlər, heyvan canlıları üçün enerji qaynağı olan ehtiyat qida maddəsi olur.

Beləliklə, yağların, proteinlərin və karbohidratların strukturu, onların funksiyaları və canlı sistemlərin orqanizmlərindəki rolu həlledici və həlledicidir. Bu molekullar həyatın yaradıcılarıdır, onu qoruyur və dəstəkləyirlər.

Digər yüksək molekullu birləşmələrlə karbonhidratlar

Həmçinin, karbohidratların rolu saf şəklində deyil, digər molekullarla birləşir. Beləliklə, belə geniş yayılmışdır:

• Glycosaminoglycans və ya mukopolisaccharides;
• Glikoproteinlər.

Bu cür karbohidratların strukturu və xüsusiyyətləri olduqca mürəkkəbdir, çünki müxtəlif funksional qruplar kompleksə qoşulur. Bu tip molekulların əsas rolu orqanizmlərin bir çox həyat proseslərinə iştirakdır. Təmsilçilər: hialuron turşusu, kondroitin sulfat, heparan, keratan sulfat və s.

Digər bioloji aktiv molekullarla polisaxarid kompleksləri də var. Məsələn, glikoproteinlər və ya lipopolisakkaridlər. Onların mövcudluğu bədənin immunoloji reaksiyalarının formalaşmasında vacibdir, çünki onlar limfatik sistemin hüceyrələrinin bir hissəsidir.