Крохмаль, глікоген і целюлоза – це полісахариди, основні вуглеводи, які служать важливими джерелами енергії для організмів. Вони складаються з простих одиниць, які називаються мономерами, які мають унікальні властивості та функції.
Мономери крохмалю і глікогену представлені глюкозою, однак у них різні типи зв'язку між цими молекулами. У молекулі крохмалю глюкозні мономери з'єднані α-глікозидним зв'язком, що надає крохмалю здатність утворювати водорозчинні комплекси і служити запасним джерелом енергії в рослинах.
Мономери глікогену також пов'язані α-глікозидним зв'язком, але вони утворюють довші, гіллясті ланцюги, що забезпечує більш компактну структуру молекули і полегшує швидкий доступ до запасів енергії. Глікоген є головним сховищем вуглеводів у тварин і людини.
Целюлоза, на відміну від крохмалю та глікогену, складається з глюкози, зв'язаної β-глікозидним зв'язком. Цей зв'язок робить целюлозу нерозчинною у воді і надає їй міцність і стійкість. Целюлоза є ключовим компонентом клітинних стінок рослин, забезпечуючи їм будівельну підтримку і захист.
Структурні відмінності між мономерами крохмалю, глікогену та целюлози
Крохмаль складається з двох головних мономерів - α-глюкози і β-глюкози. У ньому присутні дві різні фракції: амілоза і амілопектину. Амілоза - це лінійні ланцюги α-глюкози, пов'язані альфа-1,4-глікозидними зв'язками. Амілопектину-це розгалужена молекула, що включає ланцюги амілози і ланцюга α-глюкози, пов'язані альфа-1,6-глікозидними зв'язками.
Глікоген є мономером глюкози, з'єднаної альфа-1,4-глікозидним зв'язком, з розгалуженнями, утвореними альфа-1,6-глікозидним зв'язком. Структура глікогену дозволяє клітинам зберігати запаси енергії у вигляді молекул глюкози і мобілізувати їх при необхідності.
Целюлоза, на відміну від крохмалю та глікогену, складається з мономеру β-глюкози. Молекули целюлози утворюють лінійні ланцюжки, пов'язані β-1,4-глікозидними зв'язками. Ця структура надає целюлозі міцність і нерозчинність у воді.
| Полімер | Мономер | Тип зв'язку | Структура |
|---|---|---|---|
| Крохмаль | α-глюкоза, β-глюкоза | α-1,4-глікозидна (α-глюкоза), α-1,6-глікозидна (β-глюкоза) | Амілоза: лінійні ланцюги α-глюкози; амілопектину: розгалужені ланцюжки α-глюкози зі зв'язками α-1,6 |
| Глікоген | глюкоза | α-1,4-глікозидна (основний ланцюг), α-1,6-глікозидна (розгалуження) | Розгалужена молекула з основним ланцюгом і розгалуженнями, зв'язаними α-1,6-глікозидними зв'язками |
| Целюлоза | β-глюкоза | β-1,4-глікозидна | Лінійні ланцюги β-глюкози |
Таким чином, структурні відмінності між мономерами крохмалю, глікогену та целюлози пояснюють їх різні функції та властивості, такі як зберігання енергії (глікоген), структурна підтримка (целюлоза) та утримання вологи (крохмаль).
Чим відрізняється мономер крохмалю?
Чим відрізняється мономер глікоген?
Мономер глікогену-це альфа-глюкоза. Відмінною особливістю глікогену є те, що молекули глюкози в ньому пов'язані між собою не тільки за допомогою α-1,4-глікозидних зв'язків, а й α-1,6-глікозидними зв'язками, утворюючи гілки.
Гілки глікогену виростають з основного ланцюга, яка будується з глюкози за допомогою α-1,4-глікозидних зв'язків. Гілка створюється за допомогою α-1,6-глікозидного зв'язку, що з'єднує атом вуглецю 1 молекули глюкози з атомом вуглецю 6 іншої молекули глюкози. Це робить глікоген добре розгалуженим полісахаридом.
Маючи розгалужену структуру, глікоген зберігається у вигляді гранул, які накопичуються в клітинах, головним чином в печінці і м'язах. Саме тому глікоген є важливим джерелом енергії для організму при необхідності.
Чим відрізняється мономер целюлози?
На відміну від мономерів інших полісахаридів, таких як крохмаль і глікоген, мономери целюлози пов'язані між собою бета-1,4-глікозидним зв'язком. Це означає, що кожна молекула глюкози пов'язана з попередньою і наступною молекулами глюкози через атоми вуглецю 1 і 4.
Такий зв'язок між мономерами робить целюлозу вкрай стабільною і володіє високою міцністю. Бета-1,4-Глікозидний зв'язок і специфічна структура целюлози дозволяють їй утворювати волокно, яке служить будівельним матеріалом для рослин, а також є основною складовою деревини.
| Целюлоза | Крохмаль | Глікоген |
|---|---|---|
| Мономери: молекули глюкози, пов'язані бета-1,4-глікозидним зв'язком | Мономери: молекули глюкози, пов'язані альфа-1,4-глікозидним зв'язком | Мономери: молекули глюкози, пов'язані альфа-1,4-глікозидним та альфа-1,6-глікозидним зв'язком |
| Полісахарид, який утворює волокно у рослин і становить деревину | Полісахарид, що зберігає енергію у рослин | Полісахарид, що зберігає енергію у тварин і людей |
Таким чином, мономер целюлози відрізняється від мономерів крохмалю і глікогену своєю специфічною структурою і зв'язком між мономерами, що обумовлює особливості властивостей і функцій цих полісахаридів в організмах і природі.