Mereka adalah bentuk paling dasar dari karbohidrat.
Monosakarida dapat bergabung melalui ikatan glikosidik untuk membentuk karbohidrat yang lebih besar, yang dikenal sebagai oligosakarida atau polisakarida .
Oligosakarida dengan hanya dua monosakarida dikenal sebagai disakarida . Ketika lebih dari 20 monosakarida digabungkan dengan ikatan glikosidik, oligosakarida menjadi polisakarida. Beberapa polisakarida, seperti selulosa, mengandung ribuan monosakarida.
Monosakarida adalah jenis monomer atau molekul yang dapat bergabung dengan molekul serupa untuk membuat polimer yang lebih besar.
Fungsi monosakarida
Monosakarida memiliki banyak fungsi di dalam sel. Pertama, monosakarida digunakan untuk menghasilkan dan menyimpan energi. Sebagian besar organisme menciptakan energi dengan memecah glukosa monosakarida dan memanen energi yang dilepaskan dari ikatan.
Monosakarida lain digunakan untuk membentuk serat panjang, yang dapat digunakan sebagai bentuk struktur sel. Tanaman membuat selulosa untuk melakukan ini, sementara beberapa bakteri dapat menghasilkan dinding sel yang serupa dari polisakarida yang sedikit berbeda.
Bahkan sel hewan mengelilingi diri mereka dengan matriks kompleks polisakarida, semuanya terdiri dari monosakarida yang lebih kecil.
Struktur monosakarida
Semua monosakarida memiliki rumus umum yang sama yaitu (CH 2 O) n , yang menunjukkan sebuah molekul karbon pusat yang terikat pada dua hidrogen dan satu oksigen. Oksigen juga akan berikatan dengan hidrogen, menciptakan gugus hidroksil.
Karena karbon dapat membentuk 4 ikatan, beberapa molekul karbon ini dapat berikatan satu sama lain. Salah satu karbon dalam rantai akan membentuk ikatan rangkap dengan oksigen, yang disebut gugus karbonil.
Jika karbonil ini terjadi pada akhir rantai, monosakarida adalah di dalam alsin keluarga . Jika gugus karboksil adalah di tengah-tengah rantai, monosakarida adalah di dalam ketose keluarga .
Glukosa adalah salah satu monosakarida yang paling umum di alam, digunakan di hampir semua bentuk kehidupan. Monosakarida sederhana ini terdiri dari 6 karbon, masing-masing diberi label pada gambar. Karbon pertama adalah gugus karbonil.
Karena berada di ujung molekul, glukosa berada dalam keluarga alsin. Biasanya, monosakarida dengan lebih dari 5 karbon ada sebagai cincin dalam larutan air. Gugus hidroksil pada karbon kelima akan bereaksi dengan karbon pertama.
Gugus hidroksil meninggalkan atom hidrogennya ketika membentuk ikatan dengan karbon pertama. Ikatan rangkap oksigen pada ikatan karbon pertama dengan hidrogen baru ketika ikatan karbon kedua putus. Ini membentuk cincin karbon yang sepenuhnya terhubung dan stabil.
Contoh Monosakarida
Glukosa
Glukosa adalah monosakarida penting karena menyediakan energi dan struktur untuk banyak organisme. Molekul glukosa dapat dipecah dalam glikolisis, menyediakan energi dan prekursor untuk respirasi sel.
Jika sel tidak membutuhkan lebih banyak energi saat ini, glukosa dapat disimpan dengan menggabungkannya dengan monosakarida lain. Tanaman menyimpan rantai panjang ini sebagai pati, yang dapat dibongkar dan digunakan untuk energi nanti.
Hewan menyimpan rantai glukosa dalam polisakarida glikogenik, yang dapat menyimpan banyak energi.
Glukosa juga dapat terhubung menjadi rantai panjang monosakarida untuk membentuk polisakarida yang menyerupai serat.
Tanaman biasanya menghasilkan ini sebagai selulosa. Selulosa adalah salah satu molekul paling melimpah di planet ini, dan jika kita bisa menimbang semuanya sekaligus, beratnya akan jutaan ton.
Setiap tanaman menggunakan selulosa untuk mengelilingi setiap sel, menciptakan dinding sel kaku yang membantu tanaman berdiri kokoh dan tetap tegak. Tanpa kemampuan monosakarida untuk bergabung menjadi rantai panjang ini, tanaman akan rata dan mengembang.
Fruktosa
Meskipun hampir identik dengan glukosa, fruktosa adalah molekul yang sedikit berbeda. Rumusnya ((CH 2 O) 6 ) sama, tetapi strukturnya sangat berbeda.
Perhatikan bahwa alih-alih gugus karbonil berada di ujung molekul, seperti pada glukosa, itu adalah karbon kedua yang mengalami penurunan. Hal ini membuat fruktosa ketosis, bukan alsin. Seperti glukosa, fruktosa masih memiliki 6 karbon, masing-masing dengan gugus hidroksil yang melekat padanya.
Namun, karena ikatan rangkap oksigen dalam fruktosa ada di tempat yang berbeda, cincin berbentuk sedikit berbeda terbentuk. Di alam, ini membuat perbedaan besar dalam cara gula diproses.
Sebagian besar reaksi dalam sel dikatalisis oleh enzim tertentu. Monosakarida dari berbagai bentuk membutuhkan enzim khusus untuk dipecah.
Fruktosa, karena merupakan monosakarida, dapat bergabung dengan monosakarida lain membentuk oligosakarida. Disakarida yang sangat umum dibuat oleh tanaman adalah sukrosa. Sukrosa adalah molekul fruktosa yang terhubung ke molekul glukosa melalui ikatan glikosidik.
galaktosa
Galaktosa adalah monosakarida yang diproduksi di banyak organisme, terutama mamalia. Mamalia menggunakan galaktosa dalam susu untuk memberi daya pada keturunannya. Galaktosa bergabung dengan glukosa untuk membentuk disakarida laktosa.
Ikatan dalam laktosa mengandung banyak energi, dan mamalia yang baru lahir membuat enzim khusus untuk memutuskan ikatan ini. Setelah disapih dari ASI, enzim yang memecah laktosa menjadi glukosa dan monosakarida galaktosa hilang.
Manusia, sebagai satu-satunya spesies mamalia yang mengonsumsi susu di masa dewasa, telah mengembangkan beberapa fungsi enzim yang menarik. Dalam populasi yang minum banyak susu, kebanyakan orang dewasa dapat mencerna laktosa untuk sebagian besar hidup mereka.
Pada populasi yang tidak minum susu setelah disapih, intoleransi laktosa mempengaruhi hampir seluruh populasi. Meskipun monosakarida dapat dipecah secara individual, molekul laktosa tidak dapat lagi dicerna.
Gejala intoleransi laktosa (kram perut dan diare) disebabkan oleh racun yang diproduksi oleh bakteri di usus yang mencerna laktosa berlebih.
Racun dan kelebihan nutrisi yang mereka hasilkan meningkatkan jumlah total zat terlarut di usus, memungkinkan mereka untuk menahan lebih banyak air untuk mempertahankan pH yang stabil.