Вуглеводи (цукри, сахариди) — органічні сполуки, до складу яких входять Карбон, Гідроген і Оксиген. Їхня загальна формула — .
Структура вуглеводів не закодована безпосередньо генетично, а утворюється внаслідок серії ферментативних реакцій фотосинтезу з низькомолекулярних сполук або глюконеогенезу із піровиноградної кислоти, яка є проміжною сполукою метаболізму клітин.
Вуглеводи за хімічним складом можуть бути простими і складними.
Прості вуглеводи утворені відповідно до загальної формули .
Складні вуглеводи утворюються внаслідок взаємодії молекул простих вуглеводів між собою.
Вуглеводи здатні до кисневого та безкисневого розщеплення, що зумовлює їх провідну енергетичну функцію в метаболізмі живого (глюкоза, фруктоза). Понад \(2/3\) енергетичних потреб організму забезпечується завдяки використанню вуглеводів.
Структурну функцію виконують нерозчинні та стійкі вуглеводи клітинних оболонок грибів (хітин), рослин (целюлоза), бактерій (муреїн), прості вуглеводи є будівельним матеріалом для утворення нуклеотидів (рибоза та дезоксирибоза), оліго- чи полісахаридів (глюкоза, галактоза).
Резервна функція вуглеводів полягає в запасанні крохмалю в зелених рослин та водоростей. Основною формою запасання глюкози в клітинах тварин, більшості грибів, багатьох бактерій та архей є глікоген, що має компактну розгалужену структуру.
Зв'язування та видалення з організму людини радіонуклідів за участі пектинів ілюструє захисну функцію вуглеводів.
Властивості та біологічна роль вуглеводів:
- моносахариди: глюкоза — основне джерело енергії для клітинного дихання; фруктоза — складова частина нектару квітів і фруктових соків; рибоза і дезоксирибоза — структурні елементи нуклеотидів, які є мономерами нуклеїнових кислот (РНК і ДНК).
- Дисахариди утворюються шляхом сполучення двох молекул моносахаридів і за своїми властивостями близькі до моносахаридів (добре розчинні у воді і є солодкими на смак): сахароза (тростинний цукор) — основний продукт фотосинтезу, що транспортується у рослинах; лактоза (молочний цукор) — входить до складу молока ссавців, мальтоза (солодовий цукор) — — джерело енергії у насінні, що проростає.
- Полісахариди складаються з великого числа ланок моносахаридів. Зі збільшенням кількості мономерів розчинність полісахаридів зменшується і солодкий смак зникає: крохмаль основним резервним вуглеводом більшості рослин; целюлоза — є важливим структурним компонентом клітинних стінок грибів і рослин; хітин — входить до складу клітинних стінок деяких грибів і формує зовнішній скелет членистоногих тварин; глікоген — основна запасна речовина більшості тварин і грибів.
Вуглеводи в обміні речовин спеціалізуються на виконанні енергетичної, структурної, резервної та захисної функцій.
Джерела:
Біологія і екологія (рівень стандарту): підруч. для 10 кл. закл. заг. серед. освіти / В. І. Соболь. – Кам’янець-Подільський : Абетка, 2018. с. 89.