Karbonhidratlar, genellikle 1: 2: 1 oranında karbon, hidrojen ve oksijen atomlarından oluşan temel biyolojik moleküllerdir. Basit veya karmaşık yapılar olarak ortaya çıkarlar ve enerji metabolizması ve depolama için gereklidirler.
Tüm karbonhidratlar, sakkarit olarak da adlandırılan şekerlerdir. Bununla birlikte, uzunluklarına ve karmaşıklıklarına bağlı olarak karbonhidratlar, monosakkaritler, disakkaritler ve polisakkaritler olarak sınıflandırılabilir. Monosakkaritler ayrıca basit şekerler olarak da adlandırılır. Polisakkaritler, kompleks karbonhidratlar olarak adlandırılır. Polisakkaritler, basit şekerlerin tekrar eden birimlerinden yapıldıkları için polimerlerdir.
En basit şekerlerden biri glikozdur. Altı karbon, 12 hidrojen ve altı oksijen içerir (yani, C 6 H 12 O 6 ). Glikoz tek bir şeker birimine sahiptir ve bu nedenle bir monosakkarittir. Böylesine basit bir molekülün bile, uzaydaki tek tek atomların yönelimine bağlı olarak çeşitli varyantları (izomerleri) vardır. Örneğin beş numaralı karbon üzerindeki hidroksil (—OH) grubu sağı gösteriyorsa, D—Glikozdan bahsediyoruz, solu gösteriyorsa L—Glikozdur. İki molekül, birbirlerinin ayna görüntüsü olan enantiyomerlerdir.
Bir molekülün halka yapısı olarak temsiline Haworth projeksiyonu denir. Atomları bir glikoz molekülünde düzenlemek için başka bir seçenek ortaya koyar. Daha önce karboksil grubunu (glikozda 1, fruktozda 2) taşıyan karbonu tanımlayın. Bu karbon üzerindeki hidroksil grubu aşağıyı gösteriyorsa, bunun α—formu olduğu söylenir. Hidroksil grubu yukarıyı gösteriyorsa, bu β—formudur.
Monosakkaritler ayrıca karbon sayısına göre sınıflandırılır. Örneğin, pentozlar beş karbon atomuna ve altı heksoza sahiptir. Ayrıca, monosakkaritler, karbonil gruplarının (bir karbon—oksijen çift bağı) yerleşimine göre sınıflandırılır. Bir aldoz, tek bir terminal aldehit grubuna (—CH = O) sahipken, bir ketoz, molekülün ortasında konumlanmış tek bir karbonil grubuna sahiptir.
Bu farklı sınıflandırma sistemleri ve adlandırma kuralları birleştirilebilir. Örneğin, fruktoz bir ketoheksozdur —beş karbonlu bir şeker ve karboksil grubu, molekülün sonunda olmayan bir karbonda bulunur.
Bir disakkarit, iki monosakkarit dehidrasyon sentezi ile bağlandığında oluşur. Yaygın bir disakkarit, bir sakkarozdur. İki monosakkaritten, α—glukoz ve β—fruktozdan oluşur. Sakkaroz, genellikle şeker kamışı veya şeker pancarından elde edilen sıradan ev şekeridir.
İkiden fazla monosakkarit bağlandığında, bir polisakkarit oluşturur. Selüloz, glikoz monomerlerinden yapılan yaygın bir polisakkarittir. Çözünmez ve bitkilerdeki hücre duvarlarının ve liflerinin yapı taşıdır. Pamuklu tişörtünüz şekerden yapılmıştır!
