cukry

Cukry są dla komórek źródłem energii i stanowią podjednostki polisacharydów.

Najprostsze cukry — monosachaiycly sa związkami o ogólnym wzorze (CH₂0)_n, gdzie n zwykle przybiera wartość 3, 4, 5 lub 6. .Cukry i cząsteczki z nich utworzone często nazywa się węglowodanami ze względu na ich wzór sumaryczny, w którym stosunek ilości węgla do pozostałych pierwiastków jest taki, jaki byłby po połączeniu się jednego atomu węgla z jedną cząsteczką wody. Na przykład, glukoza ma wzór sumaryczny CóHnCC; wzór ten jednak nie definiuje w pełni cząsteczki glukozy, gdyż ten sam zestaw atomów węgla, wodoru i tlenu może być kowalencyjnie połączony na wiele różnych sposobów, tworząc struktury o rozmaitych kształtach. Glukoza może być przekształcona w inne cukry — mannozg. lub ga 1 aktozę po prostu przez zmianę orientacji niektórych grup OH w stosunku do pozostałej części cząsteczki. Każdy z tych cukrów może ponadto istnieć w jednej z dwóch form — D lub, L, z których każda jest lustrzanym odbiciem dmgiei. Zestawy cząsteczek o tym samym wzorze sumarycznym, ale wykazującychodmienne struktury, nazywa si^zomeramL-cipary cząsteczek będących wzajemnym odbiciem lustrzmwm.—JzoMemniioptycznymi. Wśród związków organicznych zjawisko izomerii występuje bardzo często, a w przypadku cukrów izomeria jest głównym czynnikiem decydującym o ich olbrzymiej różnorodności. Monosacharvdv (cukry proste) mogą łaczyć-sie_ze_s_oj3a wiązaniami kowalencyjnymi, co prowadzi do tworzenia się większych węglowodanów. Dwa monosacharydy połączonezg,, sobą tworzą di sacjiąrydj:aki jak sacharoza zbudowana z reszt glukozy i fruktozy^ Szeroka garna większych polimerów cukrowych sięga od oligosaehaiydów (trisacharydy, tetrasachary-dy itd.) aż do gigantycznych polisacharydów, zawierających tysiące jednostek monosacharydowych. W większości przypadków przedrostek „oligo" odnosi się do makrocząsteczek utworzonych z niewielkiej liczby (3-ok. 50) monomerów. Polimery natomiast zawierają setki lub tysiące podjednostek.

Sposób, w jaki cukry łączą się ze sobą, dobrze ilustruje ogólne cechy tworzenia się wiązań kowalencyjnych w procesach biochemicznych. Wiązanie tworzy się między grupą-OH jednego cukru i grupą-OH drugiego w reakcji kondensacji, w czasie której wydziela się cząsteczka wody. Jednostki monomeryczne w innych polimerach biologicznych, takich jak białka lub kwasy nukleinowe, także łączą się w reakcjach kondensacji, podczas których wydzielają się cząsteczki wody. Wiązania powstające podczas reakcji kondensacji mogą ulec zerwaniu w odwrotnym procesie hydrolizy, podczas którego zostaje zużyta cząsteczka wody.

Ponieważ każdy monosacharyd ma kilka wolnych grup hydroksylowych zdolnych do tworzenia wiązań z innym monosacharydem (lub z niektórymi innymi związkami), polimery cukrowe mogą być rozgałęzione, a liczba możliwych struktur polisacharydów jest niezmiernie duża. Z tego też powodu zbadanie układu jednostek monomerycznych w polisacharydzie jest zadaniem znacznie bardziej złożonym niż określenie sekwencji nukleotydów w DNA, gdzie każda jednostka monomeryczna jest połączona z następną w dokładnie taki sam sposób.

Monosacharyd glukoza jest podstawowym źródłem energiidla komórek. W serii reakcji ulega ona rozpadowi do prostszych cząsteczek, przy czym uwalnia się energia w formie, w jakiej komórka może ją wykorzystać. Proste polisacharydy, zbudowanewyłącznie z iednostekjglukozowych — glikogen ipzwierząt oraz skrobki u roślin, są d ł ug o o kr e s ow_yixL magazynenimlukoz y, wykorzystywanym przez komórki jajęojgzęrwa-enemetyczna.

Cukry służą nie tylko do uzyskiwania i przechowywania energij^^c^ąńg^tanawić materiał budulcowy do konstruowania elementów struktury komórki. Związek organiczny występujący najobficiej na Ziemi —- celuloza, z której są zbudowane ściany komórek roślinnych, jest polisacharydem utworzonym z glukozy. Polisacharydem jest także inna^ obficie występująca substancja organiczna — chityna, stanowiąca materiał konstrukcyjny zewnętrznych szkieletów owadów oraz ścian komórkowych grzybów. Chityna jest liniowym