Carboidratos: tipos, função, estrutura – Sacarídeos

Um carboidrato é um açúcar ou um polímero de açúcares. Um polímero é dois ou mais açúcares simples unidos. Os carboidratos são moléculas à base de carbono, com hidrogênio e oxigênio ligados a uma cadeia de átomos de carbono.

O que você vai aprender nesta página

• O que é um carboidrato
• Por que carboidratos são importantes
• A estrutura dos carboidratos
• As diferenças entre monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos
• Exemplos de carboidratos importantes

Um açúcar simples é conhecido como monossacarídeo. Os monossacarídeos podem se unir para formar dissacarídeos e polissacarídeos. Estes são os três tipos diferentes de carboidratos e todos os três são importantes para diferentes propósitos no mundo natural.

POR QUE OS CARBOIDRATOS SÃO IMPORTANTES?

Toda a vida na Terra requer carboidratos. Eles encontraram o caminho para a vida não só de animais e plantas, mas também de fungos , bactérias , archaea e protistas .

O papel mais importante dos carboidratos é como fonte de energia. A energia química nos açúcares é a principal fonte de energia para a maioria das coisas vivas.

As plantas usam a energia do sol e CO₂ para criar carboidratos. Esses carboidratos formam as fundações de quase todos os ecossistemas da Terra.

Usando carboidratos para energia impede que as proteínas sejam usadas para energia. Isso é importante porque permite que as proteínas sejam usadas para outros fins, como metabolismo e contração muscular.

Alguns dos carboidratos mais complexos fornecem suporte estrutural e proteção. Células vegetais e fúngicas têm paredes celulares feitas a partir de carboidratos. Essas paredes celulares fornecem proteção e suporte para a célula e todo o organismo.

Os carboidratos também estão envolvidos no reconhecimento de células. As células têm carboidratos na superfície externa de suas membranas celulares que atuam como receptores. Os receptores podem interagir com os carboidratos nas membranas de outras células e ajudar as células a se identificarem mutuamente.

Veja também:

• A Água – características físicas e químicas – Resumo
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ESTRUTURA DE CARBOIDRATOS

A estrutura química e composição de um carboidrato é relativamente simples em comparação com proteínas e lipídios. A maioria dos carboidratos é composta inteiramente de átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Um carboidrato tem três ou mais átomos de carbono, pelo menos dois átomos de oxigênio e múltiplos átomos de hidrogênio. Alguns carboidratos também contêm átomos de nitrogênio, como a quitina, que é encontrada em cascas de insetos.

Os átomos de carbono têm a capacidade de se ligar a outros quatro átomos. Nos carboidratos, os átomos de carbono formam uma cadeia linear, ligando-se a dois outros átomos de carbono. A cadeia termina quando um carbono usa três de suas ligações com oxigênio e hidrogênio, em vez de se unir a dois carbonos.

Os átomos de oxigênio de um carboidrato podem ser ligados ao carbono com ligações duplas ou simples. Se um oxigênio formar uma ligação dupla a um átomo de carbono (C = O) ao longo da cadeia de carbono, isso é conhecido como o grupo carbonila.

O oxigênio pode ser ligado à cadeia de carbono em um grupo hidroxila (um átomo de oxigênio ligado a um átomo de hidrogênio -OH) com uma ligação simples a um átomo de carbono da cadeia de carbono. Um carboidrato pode conter mais de um grupo hidroxila.

Átomos de hidrogênio ocupam a maioria das ligações de carbono restantes. Geralmente há cerca de duas vezes mais átomos de hidrogênio em um carboidrato do que átomos de oxigênio.

Na realidade, os carboidratos nem sempre formam cadeias lineares, mas muitas vezes são organizados em anéis. Isso ocorre porque a ligação dupla entre o carbono e o oxigênio do grupo carbonila é reduzida a uma ligação simples e o oxigênio se liga a outro átomo de carbono ao longo da cadeia. Isso cria um anel contendo múltiplos átomos de carbono e um único átomo de oxigênio.

MONOSSACARÍDEOS – AÇÚCARES SIMPLES

Os monossacarídeos são os carboidratos mais básicos e são comumente conhecidos como açúcares simples. Eles incluem açúcares bem conhecidos, como glicose e frutose. Um monossacarídeo inclui todos os componentes necessários de um carboidrato, ou seja, a cadeia de carbono, o grupo carbonila e o grupo hidroxila.

Monossacarídeos são os blocos de construção de carboidratos maiores e também são usados ​​em células para produzir proteínas e lipídios. Açúcares que não são usados ​​para sua energia são freqüentemente armazenados como lipídios ou carboidratos mais complexos.

São os monossacarídeos que são usados ​​principalmente pelas células para obter energia. A glicose é indiscutivelmente o monossacarídeo mais importante porque é usado na respiração para fornecer energia às células. A energia armazenada nas ligações de uma molécula de glicose é convertida por uma série de reações em energia que é utilizável pelas células.

DISSACARÍDEOS

Um dissacarídeo é um carboidrato feito de dois monossacarídeos unidos. Eles ainda são considerados açúcares, mas não são mais açúcares simples.

Os monossacarídeos se unem no que é conhecido como uma reação de desidratação porque uma molécula de água é removida à medida que os dois açúcares se ligam. A reação ocorre entre dois grupos hidroxila (-OH) dos dois monossacarídeos.

O grupo hidroxilo é completamente removido de um monossacárido e do segundo monossacárido, sendo removido um átomo de hidrogénio de um grupo hidroxilo. O grupo hidroxila removido e o hidrogênio produzem uma molécula de água, ou seja, OH + H → H₂O

A partir do segundo monossacarídeo, o oxigênio do grupo hidroxila ainda permanece. Este oxigênio se liga ao átomo de carbono onde o grupo hidroxila foi removido no primeiro monossacarídeo. A ligação liga os dois monossacarídeos, criando um dissacarídeo.

O dissacarídeo mais conhecido é a sacarose, que usamos em nossas casas como açúcar por causa de sua doçura. A sacarose é feita pela ligação de uma frutose e uma molécula de glicose.

glucose + frutose = sacarose

Outro dissacarídeo bem conhecido é a lactose, o açúcar encontrado nos laticínios. A lactose é feita a partir de uma molécula de glicose e uma molécula de galactose.

Não é incomum que os seres humanos tenham dificuldade em quebrar a lactose em glicose e galactose após ingerir produtos lácteos. Esta é a causa da condição de saúde conhecida como intolerância à lactose, que pode causar diarreia, inchaço, gases e vomitar.

Os nomes dos carboidratos monossacarídeos e dissacarídeos terminam com o sufixo -ose. Por exemplo, frutose, glucose, galactose, sacarose e lactose.

POLISSACARÍDEOS

Um polissacarídeo é três ou mais monossacarídeos juntos. Do mesmo modo que um dissacarídeo é formado, os polissacarídeos se formam através de múltiplas reações de desidratação entre os carboidratos.

Um monossacarídeo único em um polissacarídeo é referido como um monômero. Um polissacarídeo, que é feito de muitos monômeros, pode ser chamado de polímero. Alguns polímeros possuem mais de 1000 monômeros (ou monossacarídeos) de comprimento.

monômero = monossacarídeo; polímero = polissacarídeo

monômero + monômero + monômero = polímero

Polissacarídeos têm uma gama de funções biológicas. Uma função chave que eles preenchem é como armazenamento temporário de energia. As plantas armazenam energia na forma do polissacarídeo conhecido como “amido”. Muitas culturas, como milho, arroz e batatas, são importantes devido ao seu alto teor de amido. Os seres humanos e outros animais armazenam energia em nossos músculos e fígado usando um polissacarídeo conhecido como “glicogênio”.

Um segundo papel importante dos polissacarídeos é fornecer suporte estrutural. As plantas têm dois polissacarídeos estruturais muito importantes: celulose e lignina.

A celulose é o principal composto que compõe as paredes celulares das células vegetais. Paredes celulares são responsáveis ​​por proteger e manter a forma das células vegetais. A lignina é o composto estrutural que produz madeira e permitiu que as plantas evoluíssem para árvores gigantes.

Animais e fungos também usam polissacarídeos como materiais estruturais. A quitina é um polissacarídeo encontrado nos exoesqueletos de insetos, aranhas e crustáceos, bem como nas paredes celulares dos fungos.

RESUMO

• Os carboidratos são uma das quatro principais moléculas da vida
• Um carboidrato é uma molécula feita de átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio e inclui um grupo carbonila (C = O) e um grupo hidroxila (-OH)
• Os carboidratos são a principal fonte de energia para a maioria dos organismos e também são importantes como compostos estruturais e reconhecimento de células
• Os três tipos de carboidratos são monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos
• Os monossacarídeos são açúcares simples, por exemplo, glicose e frutose
• Os dissacarídeos são formados pela ligação de dois monossacarídeos juntos
• Polissacarídeos contêm três ou mais monossacarídeos e também são conhecidos como polímeros
• Os polissacarídeos são importantes para armazenar energia e fornecer suporte e proteção para células e organismos inteiros.