Chemie Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind eine der vier grundlegenden Arten von organischen Molekülen. Sie dienen der Energiespeicherung in Form von Zuckern oder Stärken und viele von ihnen werden auch zur Bildung komplexer Strukturen verwendet, wie z. B. das Polysaccharid Cellulose, das zur Bildung der Zellwände von Pflanzen verwendet wird. Nun ist das grundlegende Monomer der Kohlenhydrate als Monosaccharid bekannt, das wir zu Disacchariden und Polysacchariden zusammensetzen können.
Schauen wir uns die Monosaccharide genauer an. Ein Monosaccharid ist eine Kette von irgendwo zwischen fünf und acht Kohlenstoffen mit einigen Wasserstoffen und einigen OH-Gruppen an ihnen. Hier sehen wir ein paar Monosaccharide in ihrer Kettenform. Nun kann man diese Ketten auch kreisförmig machen, wie hier bei diesem Glukosering zu sehen ist. Wenn man nun ein paar Monosaccharide nimmt und sie zusammenfügt, erhält man ein Disaccharid, wie wir hier sehen. Hier ist das Monosaccharid Glukose und ein anderes häufiges Monosaccharid namens Fruktose. Wenn wir etwas Wasser herausziehen, können wir sie zusammenfügen, um ein sehr häufiges Disaccharid namens Saccharose zu bilden. Das ist der Haushaltszucker, den Sie so sehr aus Müsli kennen und lieben. Andere Disaccharide, denen Sie begegnen könnten, sind Laktose, der Milchzucker, der manchen Menschen Probleme bereitet.
Nun, das ist eins, das sind zwei Mono- und Diosaccharide, danach wurde es den Wissenschaftlern irgendwie langweilig, sie in einen Topf zu werfen, ein richtiges Wort, das wir für die vielen verwenden, ist Poly. Ein Polysaccharid ist also eine ganze Gruppe von Monosacchariden, die miteinander verbunden sind, genau wie wir es mit den Disacchariden gemacht haben. Ich habe hier vier von ihnen gezeichnet, aber in Wirklichkeit besteht ein Stärkemolekül wie dieses aus Hunderttausenden dieser Glukosemoleküle, die miteinander verbunden sind.
Nun können Sie sehen, dass dieses und dieses sehr ähnlich aussehen. Aber einige winzige strukturelle Veränderungen wie hier sehen Sie, dass die CH2OH-Gruppe die ganze Zeit oben ist, hier wechselt sie. Und diese winzigen Veränderungen können große strukturelle und funktionelle Unterschiede bewirken. Dieses Molekül hier, dieses Polysaccharid ist Stärke. Diese Substanz ist in Pommes frites und man bekommt so viel Leckeres daraus. Das ist Zellulose. Wenn Sie das essen würden, bekämen Sie stattdessen hmm, autsch herrlich. Diese winzigen Veränderungen können also große Unterschiede in den chemischen und strukturellen Funktionen dieser Moleküle bewirken.
Einige andere Polysaccharide, denen Sie begegnen könnten, sind z.B. Glykogen, eine tierische Version von Stärke, die in der Leber und in den Muskeln für die gemeinsame Nutzung und Abgabe gespeichert wird. Es gibt auch einige Polysaccharide, die auf den Oberflächen Ihrer Membranen verwendet werden, die an der zellulären Erkennung beteiligt sind. So, das sind die Kohlenhydrate.