Sifa na muundo wa wanga. Kazi za wanga

2024 Mwandishi: Angel Austin | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 05:42

Kwa mwili wa binadamu, pamoja na viumbe hai wengine, nishati inahitajika. Bila hivyo, hakuna taratibu zinazoweza kufanyika. Baada ya yote, kila mmenyuko wa kibayolojia, kila mchakato wa enzymatic au hatua ya kimetaboliki inahitaji chanzo cha nishati.

Kwa hivyo, umuhimu wa vitu vinavyoupa mwili nguvu ya maisha ni mkubwa sana na muhimu. Dutu hizi ni nini? Wanga, protini, mafuta. Muundo wa kila mmoja wao ni tofauti, wao ni wa madarasa tofauti kabisa ya misombo ya kemikali, lakini moja ya kazi zao ni sawa - kutoa mwili kwa nishati muhimu kwa maisha. Fikiria kundi moja la dutu zilizoorodheshwa - wanga.

Uainishaji wa wanga

Muundo na muundo wa wanga tangu ugunduzi wao ulibainishwa na majina yao. Hakika, kulingana na vyanzo vya mapema, iliaminika kuwa hii ni kikundi cha misombo katika muundo ambao kuna atomi za kaboni zinazohusiana na molekuli za maji.

Uchanganuzi wa kina zaidi, pamoja na habari iliyokusanywa juu ya anuwai ya dutu hizi, ilifanya iwezekane kudhibitisha kuwa sio wawakilishi wote wana muundo kama huo pekee. Hata hivyokipengele hiki bado ni mojawapo ya zile zinazoamua muundo wa wanga.

Uainishaji wa kisasa wa kundi hili la misombo ni kama ifuatavyo:

Monosaccharides (ribose, fructose, glukosi, n.k.).
Oligosaccharides (bioses, trioses).
Polysaccharides (wanga, selulosi).

Pia, wanga zote zinaweza kugawanywa katika vikundi viwili vikubwa vifuatavyo:

kurejesha;
isiyo ya kurejesha.

Muundo wa molekuli za wanga za kila kikundi utazingatiwa kwa undani zaidi.

Monosaccharides: sifa

Aina hii inajumuisha wanga zote rahisi ambazo zina aldehyde (aldosi) au kikundi cha ketone (ketosi) na si zaidi ya atomi 10 za kaboni katika muundo wa mnyororo. Ukiangalia idadi ya atomi kwenye mnyororo mkuu, basi monosaccharides zinaweza kugawanywa katika:

trioses (glyceraldehyde);
tetrosi (erythrulose, erythrose);
pentoses (ribose na deoxyribose);
hexoses (glucose, fructose).

Wawakilishi wengine wote si muhimu kwa mwili kama walioorodheshwa.

Sifa za muundo wa molekuli

Kulingana na muundo wao, monosi zinaweza kuwasilishwa kwa namna ya mnyororo na kwa namna ya kabohaidreti ya mzunguko. Je, hii hutokeaje? Jambo ni kwamba atomi ya kaboni ya kati katika kiwanja ni kituo cha asymmetric ambacho molekuli katika suluhisho inaweza kuzunguka. Hivi ndivyo isoma za macho za L- na D-form monosaccharides zinaundwa. Ambapofomula ya glukosi, iliyoandikwa kwa namna ya mlolongo wa moja kwa moja, inaweza kushikwa kiakili na kikundi cha aldehyde (au ketone) na kukunjwa ndani ya mpira. Fomula inayolingana ya mzunguko itapatikana.

Muundo wa kemikali wa wanga wa mfululizo wa monoz ni rahisi sana: idadi ya atomi za kaboni zinazounda mnyororo au mzunguko, kutoka kwa kila vikundi vya hidroksili na atomi za hidrojeni ziko kwenye tofauti au upande mmoja. Ikiwa miundo yote ya jina moja iko upande mmoja, basi D-isomer huundwa, ikiwa ni tofauti na ubadilishaji wa kila mmoja, basi L-isomer huundwa. Ikiwa tunaandika formula ya jumla ya mwakilishi wa kawaida wa monosaccharides ya glucose katika fomu ya molekuli, basi itaonekana kama: _{. Aidha, rekodi hii inaonyesha muundo wa fructose pia. Baada ya yote, kemikali, monoses hizi mbili ni isoma za miundo. Glucose ni aldehyde alkoholi, fructose ni pombe ya keto.}

Muundo na sifa za wanga za idadi fulani ya monosakaridi zinahusiana kwa karibu. Hakika, kutokana na kuwepo kwa vikundi vya aldehyde na ketone katika muundo wa muundo, wao ni wa aldehyde na keto alkoholi, ambayo huamua asili yao ya kemikali na athari ambayo wanaweza kuingia.

Kwa hivyo, glukosi huonyesha sifa za kemikali zifuatazo:

1. Maoni kutokana na kuwepo kwa kikundi cha kabonili:

oxidation - majibu ya "kioo cha fedha";
pamoja na hidroksidi ya shaba (II) iliyomwagika upya - asidi ya aldoniki;
vikali vioksidishaji vikali vinaweza kutengeneza asidi ya dibasic (aldaric), kubadilisha si aldehyde tu, bali pia kundi moja la hidroksili;
ahueni - inabadilishwa kuwa pombe za polyhydric.

2. Molekuli pia ina vikundi vya hidroksili, vinavyoonyesha muundo. Tabia za kabuni zilizoathiriwa na data ya kupanga:

uwezo wa alkylate - uundaji wa etha;
acylation - uundaji wa esta;
mtikio wa ubora wa hidroksidi ya shaba (II).

3. Sifa maalum za glukosi:

butyric;
pombe;
uchachushaji wa asidi lactic.

Kazi zinazotekelezwa katika mwili

Muundo na utendakazi wa wanga za mfululizo wa monosi zinahusiana kwa karibu. Mwisho hujumuisha, kwanza kabisa, katika kushiriki katika athari za biochemical ya viumbe hai. Monosaccharides ina jukumu gani katika hili?

Misingi ya utengenezaji wa oligo- na polysaccharides.
Pentosi (ribose na deoxyribose) ni molekuli muhimu zaidi zinazohusika katika uundaji wa ATP, RNA, DNA. Na wao, kwa upande wao, ndio wasambazaji wakuu wa nyenzo za urithi, nishati na protini.
Mkusanyiko wa glukosi katika damu ya binadamu ni kiashirio cha kweli cha shinikizo la kiosmotiki na mabadiliko yake.

Oligosaccharides: muundo

Muundo wa wanga wa kundi hili umepunguzwa hadi kuwepo kwa molekuli mbili (diosi) au tatu (trioses) za monosaccharides katika muundo. Pia kuna wale ambao ni pamoja na miundo 4, 5 au zaidi (hadi 10), lakini ya kawaida ni disaccharides. Hiyo ni, wakati wa hidrolisisimisombo huvunjika ili kuunda glucose, fructose, pentose, na kadhalika. Ni misombo gani inayoangukia katika kategoria hii? Mfano wa kawaida ni sucrose (sukari ya miwa), lactose (sehemu kuu ya maziwa), m altose, lactulose, isom altose.

Muundo wa kemikali ya wanga katika mfululizo huu una vipengele vifuatavyo:

Mfumo wa jumla wa spishi za molekuli: C₁₂H₂₂O_11.
Mabaki mawili ya monosi yanayofanana au tofauti katika muundo wa disakaharidi yameunganishwa kwa kutumia daraja la glycosidic. Asili ya kiwanja hiki itaamua uwezo wa kupunguza sukari.
Kupunguza disaccharides. Muundo wa wanga wa aina hii ni pamoja na malezi ya daraja la glycosidic kati ya hydroxyl ya aldehyde na vikundi vya hydroxyl ya molekuli tofauti za monos. Hizi ni pamoja na: m altose, lactose, na kadhalika.
Haipunguzi - mfano wa kawaida wa sucrose - wakati daraja linapoundwa kati ya hidroksili za makundi yanayolingana tu, bila ushiriki wa muundo wa aldehyde.

Kwa hivyo, muundo wa wanga unaweza kuwakilishwa kwa ufupi kama fomula ya molekuli. Ikiwa muundo wa kina unahitajika, basi unaweza kuonyeshwa kwa kutumia makadirio ya picha ya Fisher au fomula za Haworth. Hasa, monoma mbili za mzunguko (monoses) ni tofauti au zinafanana (kulingana na oligosaccharide), zilizounganishwa na daraja la glycosidic. Wakati wa kujenga, uwezo wa kurejesha unapaswa kuzingatiwa ili kuonyesha muunganisho kwa usahihi.

Mifano ya molekuli za disaccharide

Ikiwa kazi iko katika fomu: "Kumbuka vipengele vya kimuundo vya wanga", basi kwa disaccharides ni bora kwanza kuonyesha mabaki ya monose ambayo yanajumuisha. Aina zinazojulikana zaidi ni:

sucrose - iliyotengenezwa kutoka kwa alpha-glucose na beta-fructose;
m altose - kutoka kwa mabaki ya glukosi;
cellobiose - ina mabaki mawili ya glukosi ya beta ya umbo la D;
lactose - galactose + glucose;
lactulose - galactose + fructose na kadhalika.

Kisha, kulingana na mabaki yanayopatikana, fomula ya muundo inapaswa kutengenezwa kwa dalili wazi ya aina ya daraja la glycosidic.

Umuhimu kwa viumbe hai

Jukumu la disaccharides pia ni muhimu sana, sio tu muundo ni muhimu. Kazi za wanga na mafuta kwa ujumla ni sawa. Msingi ni sehemu ya nishati. Hata hivyo, kwa baadhi ya disaccharides, maana yake mahususi inapaswa kutolewa.

Sucrose ndio chanzo kikuu cha glukosi katika mwili wa binadamu.
Lactose hupatikana katika maziwa ya mamalia, ikijumuisha hadi 8% katika maziwa ya wanawake.
Lactulose hupatikana katika maabara kwa matumizi ya matibabu na kuongezwa kwa bidhaa za maziwa.

Disaccharide yoyote, trisaccharide na kadhalika katika mwili wa binadamu na viumbe vingine hupitia hidrolisisi ya papo hapo na kuunda monoses. Kipengele hiki ndicho kinachochangia matumizi ya aina hii ya wanga kwa binadamu katika hali mbichi isiyobadilika (beet au sukari ya miwa).

Polysaccharides: vipengele vya molekuli

Kazi, muundo na muundo wa wanga wa mfululizo huu ni muhimu sana kwa viumbe hai, na pia kwa shughuli za kiuchumi za binadamu. Kwanza, unapaswa kufahamu ni wanga gani ni polysaccharides.

Zipo nyingi:

wanga;
glycogen;
murein;
glucomannan;
selulosi;
dextrin;
galactomannan;
muromin;
vitu pectic;
amylose;
chitin.

Hii si orodha kamili, lakini muhimu zaidi kwa wanyama na mimea pekee. Ikiwa unafanya kazi "Alama ya vipengele vya muundo wa wanga wa idadi ya polysaccharides", basi kwanza kabisa unapaswa kuzingatia muundo wao wa anga. Hizi ni molekuli nyingi sana, kubwa, zinazojumuisha mamia ya vitengo vya monoma vilivyounganishwa na vifungo vya kemikali vya glycosidic. Mara nyingi muundo wa molekuli za kabohaidreti za polysaccharide ni muundo wa tabaka.

Kuna uainishaji fulani wa molekuli kama hizo.

Homopolysaccharides - inajumuisha vitengo sawa vya monosakharidi vinavyorudiwa kurudiwa. Kulingana na monoses, wanaweza kuwa hexoses, pentoses, na kadhalika (glucans, mannans, galactans)
Heteropolysaccharides - huundwa na vitengo tofauti vya monoma.

Michanganyiko iliyo na muundo wa anga ya mstari inapaswa kujumuisha, kwa mfano, selulosi. Polysaccharides nyingi zina muundo wa matawi - wanga, glycogen, chitin na kadhalika.

Jukumu katika mwili wa viumbe hai

Muundo na kazi za kundi hili la wanga zinahusiana kwa karibu na shughuli muhimu ya viumbe vyote. Kwa hivyo, kwa mfano, mimea kwa namna ya virutubishi vya hifadhi hujilimbikiza wanga katika sehemu tofauti za shina au mizizi. Chanzo kikuu cha nishati kwa wanyama ni polysaccharides tena, ambayo kuvunjika kwake hutoa nishati nyingi.

Wanga huchukua jukumu muhimu sana katika muundo wa seli. Jalada la wadudu wengi na crustaceans lina chitin, murein ni sehemu ya ukuta wa seli ya bakteria, selulosi ni msingi wa mimea.

Kirutubisho cha akiba cha asili ya wanyama ni molekuli za glycojeni, au, kama inavyojulikana zaidi, mafuta ya wanyama. Huhifadhiwa katika sehemu tofauti za mwili na hufanya sio nishati tu, bali pia kazi ya kinga dhidi ya ushawishi wa mitambo.

Kwa viumbe vingi, muundo wa wanga ni muhimu sana. Biolojia ya kila mnyama na mmea ni kwamba inahitaji chanzo cha mara kwa mara cha nishati, isiyo na mwisho. Na tu wanaweza kutoa hii, na zaidi ya yote kwa namna ya polysaccharides. Kwa hivyo, kuvunjika kamili kwa 1 g ya wanga kama matokeo ya michakato ya metabolic husababisha kutolewa kwa 4.1 kcal ya nishati! Huu ndio upeo, hakuna miunganisho zaidi. Ndiyo maana wanga lazima iwepo katika chakula cha mtu yeyote na mnyama. Mimea, kwa upande mwingine, hujitunza wenyewe: katika mchakato wa photosynthesis, huunda wanga ndani yao wenyewe na kuihifadhi.

Tabia za jumla za wanga

Muundo wa mafuta, protini na wangakwa ujumla sawa. Baada ya yote, wote ni macromolecules. Hata baadhi ya kazi zao ni za asili ya kawaida. Jukumu na umuhimu wa kabohaidreti katika maisha ya biomasi ya sayari inapaswa kufupishwa.

Muundo na muundo wa kabohaidreti unamaanisha matumizi yake kama nyenzo ya ujenzi kwa ganda la seli za mimea, utando wa wanyama na bakteria, na pia uundaji wa oganelles ndani ya seli.
Utendaji wa kinga. Ni sifa ya viumbe vya mimea na hujidhihirisha katika uundaji wa miiba, miiba, na kadhalika.
Jukumu la plastiki - uundaji wa molekuli muhimu (DNA, RNA, ATP na zingine).
Kitendaji cha kipokezi. Polysaccharides na oligosaccharides ni washiriki hai katika uhamishaji wa usafiri kupitia utando wa seli, "walinzi" wanaonasa athari.
Jukumu la nishati ndilo muhimu zaidi. Hutoa nishati ya juu zaidi kwa michakato yote ya ndani ya seli, pamoja na kazi ya kiumbe kizima kwa ujumla.
Udhibiti wa shinikizo la kiosmotiki - glukosi hudhibiti hili.
Baadhi ya lisakharidi huwa kirutubisho cha akiba, chanzo cha nishati kwa wanyama.

Kwa hivyo, ni dhahiri kwamba muundo wa mafuta, protini na wanga, kazi zao na jukumu katika viumbe vya mifumo hai ni muhimu sana na muhimu. Molekuli hizi ndizo waundaji wa maisha, pia huhifadhi na kuunga mkono.

Wanga na viambajengo vingine vya macromolecular

Inajulikana pia ni jukumu la wanga si katika umbo lake safi, lakini pamoja na molekuli nyingine. Hizi ni pamoja na zinazojulikana zaidikama:

glycosaminoglycans au mukopolisaccharides;
glycoproteini.

Muundo na sifa za kabohaidreti za aina hii ni changamano kabisa, kwa sababu aina mbalimbali za vikundi vya utendaji huunganishwa kuwa changamano. Jukumu kuu la molekuli za aina hii ni ushiriki katika michakato mingi ya maisha ya viumbe. Wawakilishi ni: asidi ya hyaluronic, sulfate ya chondroitin, heparan, keratan sulfate na wengine.

Pia kuna changamano za polisakharidi na molekuli nyingine amilifu kibiolojia. Kwa mfano, glycoproteins au lipopolysaccharides. Uwepo wao ni muhimu katika uundaji wa athari za kinga za mwili, kwa kuwa ni sehemu ya seli za mfumo wa lymphatic.