Os monossacarídeos são moléculas simples de carboidratos compostas por apenas um açúcar. São a forma mais básica de carboidratos e servem como a principal fonte de energia para as células do corpo humano. Além disso, os monossacarídeos desempenham funções importantes no metabolismo, como a glicólise e a produção de energia celular. Alguns exemplos de monossacarídeos incluem a glicose, a frutose e a galactose. Eles são essenciais para o bom funcionamento do organismo e são encontrados em diversos alimentos, como frutas, mel e laticínios.
Principais características dos monossacarídeos: o que são e como se diferenciam dos outros açúcares.
Os monossacarídeos são moléculas de açúcar simples, compostas por uma única unidade de açúcar. Eles são os blocos de construção dos carboidratos e são facilmente absorvidos pelo corpo devido à sua estrutura simples. Os monossacarídeos se diferenciam dos outros açúcares, como os dissacarídeos e polissacarídeos, por serem a forma mais básica e pequena de açúcar, não necessitando de digestão adicional para serem absorvidos pelo organismo.
Esses açúcares simples desempenham um papel fundamental no fornecimento de energia para as células do corpo. Eles são rapidamente metabolizados e convertidos em ATP, a principal forma de energia utilizada pelas células. Além disso, os monossacarídeos também estão envolvidos em processos de sinalização celular e na manutenção do equilíbrio osmótico no organismo.
Alguns exemplos de monossacarídeos incluem a glicose, frutose e galactose. A glicose é a principal fonte de energia para o cérebro e os músculos, enquanto a frutose é encontrada em frutas e mel. Já a galactose está presente no leite e é convertida em glicose pelo organismo para ser utilizada como energia.
Qual a importância dos monossacarídeos no organismo humano?
Os monossacarídeos são moléculas de açúcar simples que desempenham um papel essencial no organismo humano. Eles são a forma mais básica de carboidratos e são rapidamente absorvidos pelo corpo para fornecer energia imediata. Glicose, frutose e galactose são alguns exemplos de monossacarídeos.
A principal função dos monossacarídeos no organismo humano é fornecer energia para as células. A glicose, por exemplo, é a principal fonte de energia para o cérebro e os músculos. Além disso, os monossacarídeos também desempenham um papel importante na síntese de proteínas, lipídios e outras moléculas essenciais para o funcionamento do corpo.
Os monossacarídeos são facilmente absorvidos pelo intestino delgado e transportados para as células através da corrente sanguínea. Eles são essenciais para o funcionamento adequado do metabolismo e para manter os níveis de glicose no sangue equilibrados.
Portanto, os monossacarídeos desempenham um papel fundamental no organismo humano, fornecendo energia imediata, contribuindo para a síntese de moléculas essenciais e mantendo o metabolismo em funcionamento adequado.
Quais substâncias são consideradas monossacarídeos?
Os monossacarídeos são carboidratos simples compostos por uma única molécula de açúcar. São considerados monossacarídeos substâncias como a glicose, a frutose e a galactose. Essas moléculas possuem a fórmula geral (CH2O)n, onde n pode variar de 3 a 7.
A glicose é o monossacarídeo mais abundante na natureza e desempenha um papel fundamental como fonte de energia para as células. Já a frutose é conhecida como o açúcar das frutas, sendo encontrada em grande quantidade em alimentos como mel, frutas e vegetais. Por fim, a galactose é um componente do leite e faz parte da composição da lactose, o açúcar do leite.
Esses monossacarídeos são essenciais para o funcionamento adequado do organismo, sendo utilizados como fonte de energia, na síntese de outras moléculas e na formação de estruturas celulares. Eles são absorvidos rapidamente pelo corpo devido à sua estrutura simples, sendo facilmente metabolizados para fornecer energia imediata.
Qual é o papel dos carboidratos na estrutura dos organismos?
Os carboidratos são moléculas essenciais para a estrutura dos organismos, desempenhando diversas funções vitais. Eles são uma importante fonte de energia para as células, além de atuarem na comunicação celular e na estruturação de tecidos. Um dos principais papéis dos carboidratos na estrutura dos organismos é a formação de glicoproteínas e glicolipídios, que são fundamentais para a membrana celular e para a identificação de células.
Os monossacarídeos são a forma mais simples de carboidratos, compostos por uma única molécula de açúcar. Eles são rapidamente absorvidos pelo organismo e são a principal fonte de energia imediata para as células. Além disso, os monossacarídeos também desempenham um papel importante na produção de ácidos nucleicos, como o DNA e o RNA, que são essenciais para a replicação e transcrição genética.
Alguns exemplos de monossacarídeos incluem a glicose, a frutose e a galactose. A glicose é o principal combustível para as células, sendo utilizada em processos metabólicos e na produção de energia. A frutose é encontrada em frutas e é uma fonte natural de energia, enquanto a galactose está presente no leite e é convertida em glicose pelo organismo.
Em resumo, os monossacarídeos desempenham um papel fundamental na estrutura dos organismos, atuando na formação de moléculas essenciais para a vida e sendo uma fonte de energia essencial para as células. Sua presença e suas funções são indispensáveis para o funcionamento adequado dos seres vivos.
Monossacarídeos: características, funções e exemplos
Os monossacáridos são moléculas relativamente pequenas que formam a base estrutural para mais hidratos de carbono complexos. Eles variam em termos de estrutura e configuração estereoquímica.
O exemplo mais distinto de um monossacarídeo, e também o mais abundante na natureza, é a d-glicose, composta por seis átomos de carbono. A glicose é uma fonte indispensável de energia e é o componente básico de certos polímeros, como amido e celulose.
Os monossacarídeos são compostos derivados de aldeídos ou cetonas e contêm pelo menos três átomos de carbono em sua estrutura. Eles não podem sofrer processos de hidrólise para se decompor em unidades mais simples.
Em geral, os monossacarídeos são substâncias sólidas, brancas e cristalinas com um sabor doce. Por serem substâncias polares, são altamente solúveis em água e insolúveis em solventes não polares.
Eles podem se ligar a outros monossacarídeos por meio de ligações glicosídicas e formar uma variedade de compostos, de grande importância biológica e estruturalmente variada.
O alto número de moléculas que os monossacarídeos podem formar torna possível que eles sejam ricos em informações e funções. De fato, os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes nos organismos.
A união de monossacarídeos dá origem a dissacarídeos – como sacarose, lactose e maltose – e polímeros maiores, como glicogênio, amido e celulose, que desempenham funções de armazenamento de energia, além de funções estruturais.
Características gerais
Monossacarídeos são os carboidratos mais simples. Estruturalmente, são carboidratos e muitos deles podem ser representados com a fórmula empírica (CH 2 O) n . Eles representam uma importante fonte de energia para as células e fazem parte de diferentes moléculas essenciais para a vida, como o DNA .
Os monossacarídeos são compostos de átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio. Quando encontrada em solução, a forma predominante de açúcares (como ribose, glicose ou frutose) não é uma cadeia aberta, mas forma anéis mais estáveis em energia.
Os menores monossacarídeos consistem em três carbonos e são di-hidroxiacetona e d- e l-gliceraldeído.
O esqueleto de carbono dos monossacarídeos não tem ramificações e todos os átomos de carbono, exceto um, possuem um grupo hidroxila (-OH). No átomo de carbono restante, há um oxigênio carbonílico que pode ser combinado em uma ligação acetal ou cetal.
Estrutura
Estereoisomerismo
Os monossacarídeos – com exceção da di-hidroxiacetona – têm átomos de carbono assimétricos, ou seja, estão ligados a quatro elementos ou substituintes diferentes. Esses carbonos são responsáveis pelo aparecimento de moléculas quirais e, portanto, de isômeros ópticos.
Por exemplo, o gliceraldeído possui um único átomo de carbono assimétrico e, portanto, existem duas formas de estereoisômeros designados: as letras d- e l-gliceraldihido.No caso das aldotetrose, eles têm dois átomos de carbono assimétricos, enquanto as aldopentoses têm três.
As aldohexoses, como a glicose, têm quatro átomos de carbono assimétricos, portanto podem existir na forma de 16 estereoisômeros diferentes.
Esses carbonos assimétricos exibem atividade óptica e as formas de monossacarídeos variam na natureza de acordo com essa propriedade. A forma mais frequente de glicose é dextrorotatória, e a forma usual de frutose é levorotatória.
Quando mais de dois átomos de carbono assimétricos aparecem, os prefixos d- e l- se referem ao átomo assimétrico mais distante do carbono carbonil.
Hememiaceles e hemicetales
Os monossacarídeos têm a capacidade de formar anéis graças à presença de um grupo aldeído que reage com um álcool e gera um hemiacetal. Da mesma forma, as cetonas podem reagir com um álcool e geralmente com um hemiceto.
Por exemplo, no caso da glicose, o carbono na posição 1 (na forma linear) reage com o carbono na posição 5 da mesma estrutura para formar um hemiacetal intramolecular.
Dependendo da configuração dos substituintes presentes em cada átomo de carbono, os açúcares em sua forma cíclica podem ser representados seguindo as fórmulas de projeção de Haworth. Nesses diagramas, a borda do anel que está mais próxima do leitor e essa parte é representada por linhas grossas (veja a imagem principal).
Assim, um açúcar com seis termos é uma piranose e um anel com cinco termos é chamado furanosa.
Dessa forma, as formas cíclicas de glicose e frutose são chamadas de glucopiranose e frutofuranose. Como discutido acima, o d-glucopiranósido pode existir em duas formas estereoisoméricas, denotadas pelas letras α e β.
Conformações: cadeira e navio
Os diagramas de Haworth sugerem que a estrutura de monossacarídeos tem uma estrutura plana, porém essa visão não é verdadeira.
Os anéis não são planos por causa da geometria tetraédrica presente em seus átomos de carbono; portanto, eles podem adotar dois tipos de conformações, chamados cadeira e navio ou navio .
A conformação na forma de uma cadeira é, em comparação com a do navio, mais rígida e estável; por esse motivo, é a conformação que predomina em soluções contendo hexoses.
Na forma de cadeira, duas classes de substituintes, chamadas axial e equatorial, podem ser distinguidas. Na piranose, os grupos hidroxila equatorial passam por processos de esterificação mais facilmente do que os axiais.
Propriedades dos monossacarídeos
Mutarotação e formas anoméricas de d-glicose
Quando estão em soluções aquosas, alguns açúcares se comportam como se tivessem um centro assimétrico adicional. Por exemplo, a d-glicose existe em duas formas isoméricas que diferem na rotação específica: α-d-glicose β-d-glicose.
Embora a composição elementar seja idêntica, ambas as espécies variam em termos de suas propriedades físicas e químicas. Quando esses isômeros entram em uma solução aquosa, uma mudança na rotação óptica é evidenciada com o passar do tempo, atingindo um valor final de equilíbrio.
Esse fenômeno é chamado de mutação e ocorre quando um terço do isômero alfa é misturado com dois terços do isômero beta, a uma temperatura média de 20 ° C.
Modificação de monossacarídeos
Os monossacarídeos podem formar ligações glicosídicas com álcoois e aminas para formar moléculas modificadas.
Da mesma forma, eles podem ser fosforilados, ou seja, um grupo fosfato pode ser adicionado ao monossacarídeo. Este fenômeno é de grande importância em várias vias metabólicas, por exemplo, o primeiro passo da via glicolítica envolve a fosforilação da glicose para dar o glicose intermediário 6-fosfato.
À medida que a glicólise progride, outros intermediários metabólicos são gerados, como fosfato de di-hidroxiacetona e 3-fosfato de gliceraldeído, que são açúcares fosforilados.
O processo de fosforilação fornece uma carga negativa aos açúcares, impedindo que essas moléculas deixem a célula facilmente. Além disso, fornece reatividade para que possam formar ligações com outras moléculas.
Ação do PH em monossacarídeos
Os monossacarídeos são estáveis em ambientes de alta temperatura e com ácidos minerais diluídos. Por outro lado, quando expostos a ácidos altamente concentrados, os açúcares passam por um processo de desidratação que produz derivados de furano aldeídos, chamados furfurais.
Por exemplo, o aquecimento da d-glicose junto com o ácido clorídrico concentrado gera um composto chamado 5-hidroximetilfurfural.
Quando os furfurais se condensam com fenóis, eles produzem substâncias coloridas que podem ser usadas como marcadores na análise de açúcares.
Por outro lado, ambientes alcalinos suaves produzem rearranjos em torno do carbono anomérico e do carbono adjacente. Quando a d-glicose é tratada com substâncias básicas, é criada uma mistura de d-glicose, d-frutado e d-manose. Estes produtos ocorrem à temperatura ambiente.
Quando ocorre um aumento na temperatura ou nas concentrações de substâncias alcalinas, os monossacarídeos passam por processos de fragmentação, polimerização ou rearranjo.
Funções
Fonte de energia
Monossacarídeos e carboidratos em geral, os elementos essenciais da dieta como fontes de energia. Além de funcionar como combustível celular e armazenamento de energia, eles funcionam como metabólitos intermediários em reações enzimáticas.
Interação celular
Eles também podem estar ligados a outras biomoléculas – como proteínas e lipídios – e desempenhar funções essenciais relacionadas à interação celular.
Os ácidos nucléicos, DNA e RNA , são as moléculas responsáveis pela herança e possuem em sua estrutura açúcares, especificamente as pentoses. D-ribose é o monossacarídeo encontrado no esqueleto do RNA. Os monossacarídeos também são componentes importantes dos lipídios complexos.
Componentes dos oligossacarídeos
Os monossacarídeos são os componentes estruturais básicos dos oligossacarídeos (do oligo grego , o que significa poucos) e dos polissacarídeos, que contêm muitas unidades de monossacarídeos, de classe única ou variada.
Essas duas estruturas complexas funcionam como reservas biológicas de combustível, por exemplo, amido. Eles também são componentes estruturais importantes, como a celulose encontrada nas rígidas paredes celulares das plantas e nos tecidos lenhosos e fibrosos de vários órgãos vegetais.
Classificação
Os monossacarídeos são classificados de duas maneiras diferentes. O primeiro depende da natureza química do grupo carbonil, pois pode ser uma cetona ou um aldeído . A segunda classificação se concentra no número de átomos de carbono presentes no açúcar.
Por exemplo, a di-hidroxiacetona contém um grupo cetona e, portanto, é chamada de “cetona”, em contraste com os gliceraldeídos que contêm um grupo aldeído e são considerados “aldose”.
Os monossacarídeos recebem um nome específico, dependendo do número de carbonos contidos em sua estrutura. Assim, um açúcar com quatro, cinco, seis e sete átomos de carbono é chamado tetroses, pentoses, hexoses e heptoses, respectivamente.
De todos os tipos de monossacarídeos mencionados, hexoses são de longe o grupo mais abundante.
Ambas as classificações podem ser combinadas e o nome dado à molécula é uma mistura do número de carbonos e do tipo de grupo carbonila.
No caso da glucose (C 6 H 12 O 6 ) é considerado porque uma hexose tem seis átomos de carbono e é uma aldose. De acordo com as duas classificações, essa molécula é uma aldohexose. Da mesma forma, a ribulose é uma cetopentose.
Derivados importantes de monossacarídeos
Glicosídeos
Na presença de um ácido mineral, os aldopiranos podem reagir com álcoois e formar glicosídeos. Estes são acetais mistos assimétricos constituídos pela reação do átomo de carbono anomérico do hemiacetal com um grupo hidroxil de um álcool.
A ligação formada é chamada ligação glicosídica e também pode ser formada pela reação entre o carbono anomérico de um monossacarídeo com o grupo hidroxila de outro monossacarídeo para formar um dissacarídeo. Desta forma, as cadeias de oligossacarídeos e polissacarídeos são formadas.
Eles podem ser hidrolisados por certas enzimas, como glucosidases ou quando submetidos a acidez e altas temperaturas.
N-glucosilaminas ou N-glicosídeos
Aldoses e cetoses são capazes de reagir com aminas e resultar em N-glicosídeos.
Essas moléculas têm um papel importante nos ácidos nucleicos e nucleotídeos, onde os átomos de nitrogênio da base estão formando ligações N-glucosilamina com o átomo de carbono da posição 1 da d-ribose (no RNA) ou de 2-desoxi-d-ribose (no DNA).
Ácido murmático e ácido neuramínico
Esses dois derivados dos amino-açúcares possuem nove átomos de carbono em sua estrutura e são importantes componentes estruturais da arquitetura bacteriana e da cobertura das células animais, respectivamente.
A base estrutural da parede celular bacteriana é o ácido N-acetilmurâmico e é formado pelo amino-açúcar N-acetil-d-glucosamina ligado ao ácido lático.
No caso do ácido N-acetil-neuramínico, é um derivado da N-acetil-d-manosamina e do ácido pirúvico. O composto é encontrado nas glicoproteínas e glicolipídios das células animais.
Açúcares-álcoois
Nos monossacarídeos, o grupo carbonila é capaz de reduzir e formar álcoois de açúcar. Essa reação ocorre com a presença de hidrogênio gasoso e catalisadores de metal.
No caso da d-glicose, a reação dá origem ao açúcar-álcool d-glucitol. Da mesma forma, a reação da d-manose cede ao d-manitol.
Naturalmente, existem dois açúcares muito abundantes, glicerina e inositol, os quais são de grande importância biológica. O primeiro é o componente de certos lipídios, enquanto o segundo é encontrado no fosfatitil inositol e no ácido fítico.
O sal do ácido fítico é a fitina, um material essencial de suporte nos tecidos vegetais.
Exemplos de monossacarídeos
Glicose
É o monossacarídeo mais importante e está presente em todos os seres vivos. Essa cadeia carbonatada é a necessária para a existência das células, pois fornece energia a elas.
É composto por uma cadeia carbonatada de seis átomos de carbono e complementada por doze átomos de hidrogênio e seis átomos de oxigênio.
-Aldosas
Este grupo é formado por carbonil em uma extremidade da cadeia carbonatada.
Deusas
Glicoaldeído
Trious
Gliceraldeído
Esse monossacarídeo é o único dos aldoses formados por três átomos de carbono. Pelo que é conhecido como triosa.
É o primeiro monossacarídeo obtido na fotossíntese. Além de fazer parte de vias metabólicas, como a glicólise.
Tetrosas
Eritrosa e Treosa
Esses monossacarídeos têm quatro átomos de carbono e um grupo aldeído. A eritrose e a treose diferem na conformação dos carbonos quirais.
Na treosa são encontradas nas conformações DL ou LD, enquanto na eritrose as conformações de ambos os carbonos são DD ou LL
Pentoses
Dentro deste grupo, encontramos as cadeias carbonatadas que possuem cinco átomos de carbono. Dependendo da posição do carbonil, diferenciamos os monossacarídeos ribose, desoxirribose, arabinose, xilose e lipose.
A ribose é um dos principais componentes do RNA e ajuda a formar nucleotídeos como o ATP, que fornecem energia às células dos seres vivos.
A desoxirribose é derivado de um monossacárido deoxysugar cinco átomos de carbono (pentoses de fórmula C5H10O4) empírica
A arabinose é um dos monossacarídeos que aparecem na pectina e na hemicelulose. Este monossacarídeo é usado em culturas bacterianas como fonte de carbono.
A xilose também é comumente conhecida como açúcar da madeira. Sua principal função está relacionada à nutrição humana e é um dos oito açúcares essenciais para o corpo humano.
A lixose é um monossacarídeo incomum na natureza e é encontrada nas paredes bacterianas de algumas espécies.
Hexes
Neste grupo de monossacarídeos existem seis átomos de carbono. Eles também são classificados dependendo de onde seu carbonil está localizado:
Alosa é um raro monossacarídeo obtido apenas das folhas de uma árvore africana.
Altrosa é um monossacarídeo encontrado em algumas cepas da bactéria Butyrivibrio fibrisolvens.
Glicose composta por uma cadeia carbonatada de seis átomos de carbono e suplementada com doze átomos de hidrogênio e seis átomos de oxigênio.
A manose possui uma composição semelhante à glicose e sua principal função é produzir energia para as células.
A gulose é um monossacarídeo artificial de sabor doce que não é fermentado por leveduras.
A idosa é um epímero de glicose e é usada como fonte de energia da matriz extracelular das células dos seres vivos.
A galactose é um monossacarídeo que faz parte de glicolipídios e glicoproteínas e é encontrada principalmente em neurônios cerebrais.
A talose é outro monossacarídeo artificial solúvel em água e com sabor doce
-Coisas
Dependendo do número de átomos de carbono, podemos distinguir a di-hidroxiacetona, formada por três átomos de carbono e a eritrulose, formada por quatro.
Além disso, se eles têm cinco átomos de carbono e considerando a posição do carbonil, encontramos ribulose e xilulose. Formados por seis átomos de carbono, temos a sicosa, a frutose, a sorbose e a tagatose.
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