Целлюлоза, гликоген и глюкоза
Глюкоза, целлюлоза и гликоген относятся к категории углеводов. Углеводы - самый распространенный тип органических молекул на Земле. Они являются источником химической энергии для живых организмов. Мало того, они служат важными составляющими тканей. Углеводы можно снова разделить на три категории: моносахариды, дисахариды и полисахариды. Моносахариды являются простейшим типом углеводов. Дисахарид представляет собой комбинацию двух моносахаридов. Когда десять или более моносахаридов соединены гликозидными связями, они известны как полисахариды.
Глюкоза
Глюкоза представляет собой моносахарид, который содержит шесть атомов углерода и альдегидную группу. Следовательно, это гексоза и альдоза. Он имеет четыре гидроксильные группы и имеет следующую структуру.
Хотя глюкоза показана как линейная структура, глюкоза может присутствовать и как циклическая структура. На самом деле в растворе большинство молекул имеют циклическую структуру. Когда формируется циклическая структура, -ОН на углероде 5 превращается в эфирную связь, чтобы замкнуть кольцо с углеродом 1. Это формирует шестичленную кольцевую структуру. Кольцо также называют полуацетальным кольцом из-за присутствия углерода, который имеет как эфирную кислородную, так и спиртовую группу. Из-за свободной альдегидной группы глюкоза может быть восстановлена. Таким образом, он называется восстанавливающим сахаром. Кроме того, глюкоза также известна как декстроза, потому что она вращает плоскополяризованный свет вправо.
При солнечном свете в хлоропластах растений синтезируется глюкоза с использованием воды и углекислого газа. Эта глюкоза хранится и используется в качестве источника энергии. Животные и человек получают глюкозу из растительных источников. Уровень глюкозы в крови человека регулируется механизмом гомеостаза. В механизме участвуют гормоны инсулин и глюкагон. Когда в крови высокий уровень глюкозы, это называется диабетическим состоянием. Измерение уровня сахара в крови измеряет уровень глюкозы в крови. Существуют различные способы измерения уровня глюкозы в крови.
Гликоген
Гликоген представляет собой полимер глюкозы, аналогичный крахмалу, но более разветвленный и сложный, чем крахмал. Гликоген является основным запасным полисахаридом в нашем организме, а также в некоторых микроорганизмах. В нашем организме он синтезируется и хранится в основном в печени. Когда в нашей крови высокий уровень глюкозы, эти молекулы глюкозы превращаются в гликоген, и этот процесс стимулируется гормоном гликогеном. Когда уровень глюкозы в крови ниже нормы, гликоген снова превращается в глюкозу с помощью инсулина. Этот гликоген, гомеостаз глюкозы важен в нашем организме. При нарушении поддержания уровня гликогена может развиться диабет, гипогликемия. Гликоген имеет сходную структуру с амилопектином. Полимер гликогена имеет α(1→4)-гликозидные связи. В местах разветвления образуются 1,6-гликозидные связи.
Целлюлоза
Целлюлоза – это полисахарид, который состоит из глюкозы. Глюкозные звенья связаны между собой β(1→4) гликозидными связями. Целлюлоза не разветвляется, но благодаря водородным связям между молекулами может образовывать очень жесткие волокна. Целлюлоза содержится в большом количестве в клеточных стенках зеленых растений и водорослей. Следовательно, это самый распространенный углевод на земле. Целлюлоза используется для изготовления бумаги и других полезных производных. В дальнейшем он используется для производства биотоплива.
В чем разница между целлюлозой, глюкозой и гликогеном?
• Глюкоза – это моносахарид, а гликоген и целлюлоза – это полисахариды. В целлюлозе между глюкозой имеются β(1→4) гликозидные связи, а в гликогене присутствуют α(1→4)-гликозидные связи.
• Целлюлоза представляет собой полимер с прямой цепью, тогда как гликоген имеет разветвленную структуру. Глюкоза является мономером.
• Из этих трех молекул глюкоза имеет очень маленькую молекулярную массу.
• Гликоген является запасной формой, а целлюлоза является составной частью клеток. Глюкоза - это форма, вырабатывающая энергию в клетках.
