Sumário
- Os três tipos de hidratos de carbono são monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos
- Monossacarídeos são os açúcares mais simples, por exemplo, a glucose. frutose e galactose
- Dissacarídeos são formados por condensação onde há ligação de dois monossacarídeos juntos
li>Dissacarídeos podem ser decompostos em monossacarídeos através de hidrólise li>Polissacarídeos, também conhecidos como polímeros contêm três ou mais monossacarídeosli>Polissacarídeos; amido, glicogénio e celulose são importantes para armazenar energia e para fornecer apoio e protecção às células e organismos inteiros
Geral
Carboidratos estão dentro das quatro principais classes de biomoléculas juntamente com proteínas, lípidos e ácidos nucleicos. São macromoléculas biológicas, orgânicas que incluem açúcares, amidos e fibras. São constituídas por moléculas menores chamadas monómeros e são simbolizadas pela fórmula (CH2O)n.
Da fórmula mostra que os hidratos de carbono contêm três elementos; carbono, azoto e oxigénio, um número de grupos hidroxilo (-OH) e um grupo carbonilo (C=O).
- Os primeiros hidratos de carbono servem funções úteis dentro de uma célula, por exemplo, são uma fonte e armazenamento de energia para realizar vários processos. Os hidratos de carbono são considerados como a forma mais rápida e básica de obter energia. Os açúcares são o que comemos para obter a nossa energia e estes carbohidratos podem ser encontrados em massas, arroz e pão, por exemplo, e ribose.
- Terceiro, os polissacáridos de hidratos de carbono desempenham um papel estrutural importante dentro de uma célula. Por exemplo, uma célula vegetal tem uma característica importante conhecida como a parede celular que fornece força e rigidez à célula vegetal.
Segundo, deoxirribose e açúcares ribose formam o principal quadro estrutural do ADN e do ARN.
Classificação de hidratos de carbono
Monossacáridos
A forma mais simples de hidratos de carbono é chamada monossacáridos que são “solúveis”, açúcares “de sabor doce”. São os blocos de construção de monómeros que se juntam para obter carbohidratos mais complexos. “Mono” refere-se a um e “sacarídeo” refere-se a açúcares. Todos eles têm a fórmula de (CH2O)n, onde n pode ser um número entre 3 e 7. As fórmulas moleculares para cada tipo de açúcar podem ser trabalhadas usando a fórmula geral (CH2O)n.
Com moléculas biológicas, as unidades individuais são conhecidas como monómeros e os monómeros unidos em cadeias são conhecidos como polímeros.
O monossacarídeo mais comum é conhecido como glucose, um açúcar de seis carbonos que tem uma fórmula de n=6; C6H12O6. Nas células eucarióticas, a glucose desempenha um papel importante no transporte de açúcares no sangue e é a principal fonte de energia na respiração. A glucose está em forma de anel e tem 2 isómeros chamados α-glucose e beta-glucose e difere pela posição do grupo hidroxil (-OH) (Figura 2). α-glucose é quando o grupo hidroxil está presente abaixo do número de carbono 1 na molécula de açúcar e beta-glucose é quando o grupo hidroxil está presente abaixo do átomo de carbono.
Figura 2: Disposição molecular de α-glucose e beta-glucose
Um isómero são moléculas que têm a mesma fórmula química mas uma disposição diferente dos átomos no espaço
Dissacarídeos
Quando dois monossacarídeos são combinados em pares, um dissacarídeo se formado. A tabela 1 mostra as combinações dos dois monossacáridos que podem ser iguais ou diferentes. É importante lembrar estas simples reacções de condensação resumidas no Quadro 1:
| Dissacarídeos | Monossacarídeos Componentes | Papel |
| Maltose | α-glucose e α-glucose | Fonte de energia em sementes germinativas |
| Sacarose | α-glucose e frutose | Transporte no floema |
| Lactose | α-glucose e galactose | Fonte de energia no leite |
Tabela 1: mostra os diferentes tipos de dissacáridos, os monossacáridos componentes que estão presentes e o papel que cada dissacárido desempenha
Ligação glicosídica – condensação (polimerização)
Quando um polímero é formado a partir de um monómero, ocorre uma reacção de condensação que forma uma ligação glicosídica. Uma reacção de condensação envolve a formação de água (H2O), uma vez que um átomo de oxigénio e dois átomos de hidrogénio são removidos dos monossacáridos. Esta ligação covalente une o monossacarídeo para formar um dissacarídeo. A nomenclatura das ligações glicosídicas depende de quais os átomos de carbonos entre os quais a ligação que se está a formar. Uma regra importante é nomear os carbonos em cada açúcar, numa orientação de 3′ horas. A ligação glicosídica liga dois carbonos formados; o carbono número 1 da α-glucose está ligado ao carbono número 4. Usando dissacarídeo, maltose como exemplo, a ligação glicosídica é formada entre o carbono 1 e o carbono 4 e é chamada ligação glicosídica 1,4.
Ligação glicosídica – hidrólise (decomposição)
A decomposição dos dissacáridos é decomposta através de uma reacção de hidrólise para formar dois monossacáridos. Isto é o inverso da reacção de condensação e uma reacção de hidrólise requer água (H2O). A química irá mudar novamente através da adição de água ao dissacarídeo e quebra a ligação glicosídica para formar dois monossacarídeos.
Rolhas de monossacarídeos e dissacarídeos
Bem os monossacarídeos e dissacarídeos podem funcionar como substratos para a respiração que são decompostos para produzir energia ATP. O que os torna úteis é o grande número de grupos de espinha dorsal C-H que podem ser facilmente oxidados, o que é capaz de produzir muita energia.
Testes de redução e não redução de açúcares
Monossacarídeos e dissacarídeos são ambos açúcares redutores. O teste para testar os açúcares redutores é conhecido como o teste de Benedict. Um exemplo de um açúcar redutor é o maltose e um exemplo de açúcar não redutor é a sacarose dissacarídeo. O processo global do teste é o seguinte:
Uma amostra é aquecida com o reagente de Benedict; uma solução alcalina de sulfato de cobre, se a solução permanecer azul, não há açúcar redutor presente
Se a solução alcalina formar um precipitado insolúvel de óxido de cobre e a solução mudar de verde para amarelo, laranja e castanho para vermelho profundo. A diferença na intensidade da cor depende da quantidade da quantidade de açúcar redutor presente na amostra a ser testada.
Um açúcar redutor é um açúcar dentro da sua estrutura e tem um corpo livre de aldeídos ou cetonas que tem a capacidade de actuar como agente redutor.
Um agente não redutor não tem aldeído ou cetona e não pode actuar como agente redutor
Polissacáridos
Polissacáridos também conhecidos como polímeros, são longas cadeias complexas de muitos monossacáridos que estão unidos por ligações glicosídicas. São formadas por uma série de reacções de condensação e produzem mais de 10 moléculas de monossacarídeos na hidrólise. As suas propriedades estão resumidas no Quadro 2. A sua fórmula geral é (C6H10O5)n. Ao contrário dos monossacáridos e dissacáridos, os polissacáridos são insolúveis e não açúcares. São moléculas muito grandes (macromoléculas) e a sua característica de serem insolúveis torna-os adequados para armazenamento.
Amido, glicogénio e celulose são exemplos de polissacarídeos (Quadro 3).
- Amido é o polissacarídeo encontrado em muitas partes da célula vegetal e forma granulados e é uma mistura de duas substâncias, amilose e amilopectina.
- O glicogénio é o principal produto de armazenamento de hidratos de carbono encontrado nos seres humanos e é armazenado em grânulos mais pequenos, encontrados principalmente no fígado e nos músculos.
- A celulose é um polissacárido é conhecido como a molécula orgânica mais abundante na terra, constituindo cerca de 50% de todo o carbono orgânico. A estrutura difere do amido e do glicogénio e é constituída por beta-glucose em vez de α-glucose.
| Propriedades dos Polissacáridos | Importância para Armazenamento de Energia |
| Molécula grande | Não se pode difundir fora da célula |
| Molécula insolúvel | Faz não afectar o equilíbrio osmótico da célula |
| Compacto | Muita energia armazenada em pouco espaço |
| Facilmente quebrável down | Permite para cada energia acessível |
Tabela 2: Resumo de Polissacarídeos
| Característica | Amilose | Amilopectina | Glicogénio | Celulose | |
| Found in | Plantas | Plantas | Animais e Fungos | Plantas | |
| Found as | Grain | Grains | Grains | Tiny granules | Fibras |
| Função | |||||
| α-glucose | α-glucose | α-glucose | -glucose | ||
| Type of bond between monomer unit | 1,4 glosídicos | 1,4 e 1,6 glosídicos | 1,4 e 1,6 glosídicos | 1,4 6 glyosidic | |
| Type of chain | Unbranched Cadeia helicoidal |
Branched Less ramched than glycogen |
Short and highly ramched | Long, cadeias rectas não ramificadas Sem bobinas |
Tabela 3: Comparação da celulose com outros polissacáridos amilose, amilopectina e glicogénio