Monosaccaridi

I monosaccaridi sono carboidrati semplici. Sono chiamati anche zuccheri semplici, poiché sono composti da una sola molecola di zucchero.

Sono idrofili, cioè solubili in acqua e rappresentano i mattoni (monomeri) di molecole più grandi conosciute come polisaccaridi (polimeri).

Struttura dei monosaccaridi

Come spiegato nell'articolo sui carboidrati, i monosaccaridi sono molecole organiche composte da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno. Possono essere rappresentati nella loro struttura lineare o ad anello.

Figura 1. Struttura lineare del glucosio.

Figura 2. Struttura ad anello del glucosio.

Come vengono classificati i monosaccaridi

I monosaccaridi sono classificati in base al numero di atomi di carbonio che contengono. I tre tipi più comuni possono essere considerati:

• I triosi (3 atomi di carbonio) sono importanti nella respirazione cellulare.
• I pentosi (5 atomi di carbonio), ad esempio il ribosio nell'RNA e il desossiribosio nel DNA.
• Esosi (6 atomi di carbonio), come il glucosio, il fruttosio e il galattosio.

Figura 3. Differenze tra monosaccaridi triosi, pentosi ed esosi.

Esempi di monosaccaridi

I monosaccaridi più importanti per l'alimentazione possono essere considerati: il glucosio, il galattosio ed il fruttosio. Tuttavia, non sono gli unici. Anche il desossiribosio e il ribosio rivestono una grande importanza, essendo le basi del DNA e dell'RNA.

Glucosio

Il glucosio è il monosaccaride più comune. Insieme all'ossigeno, è il prodotto finale della fotosintesi. È un'importante fonte di energia sia negli animali che nelle piante.

La formula molecolare del glucosio: $C_6{H}_{12}{O}_6$

Questo indica che ha 6 atomi di carbonio, il che significa che il glucosio è un esoso.

Il glucosio ha due isomeri: l'α-glucosio (alfa-glucosio) e il β-glucosio (beta-glucosio). Hanno la stessa formula molecolare. Tuttavia, differiscono nella struttura. C'è una leggera differenza nella disposizione degli atomi nella molecola.

Figura 4. Struttura ad anello dell'α-glucosio (alfa-glucosio) e il β-glucosio (beta-glucosio).

Galattosio e fruttosio

Il galattosio si trova principalmente nel latte, mentre il fruttosio si trova, in diversi alimenti tra cui la frutta. Sono simili al glucosio in quanto tutti e tre condividono la stessa formula: ${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6$ Tuttavia, come l'α-glucosio e il β-glucosio, differiscono nella struttura.

Figura 5. Struttura lineare del glucosio, fruttosio e galattosio.

Deossiribosio e ribosio

Altri due monosaccaridi molto importanti sono il desossiribosio e il ribosio. Si trovano rispettivamente nel DNA e nell'RNA, dove rappresentano le basi dei nucleotidi, che trasportano il materiale genetico.

Sia il desossiribosio che il ribosio sono pentosi, cioè composti da 5 atomi di carbonio. La formula del desossiribosio è ${\mathrm{C}}_5{\mathrm{H}}_{10}{\mathrm{O}}_4$ e del ribosio è ${\mathrm{C}}_5{\mathrm{H}}_{10}{\mathrm{O}}_5$.

Figura 6. Struttura ad anello del ribosio e deossiribosio.

I monosaccaridi formano disaccaridi e polisaccaridi

I monosaccaridi si uniscono in un processo chiamato condensazione. La reazione di condensazione di alcuni monosaccaridi porta alla formazione di disaccaridi e polisaccaridi. Nei disaccaridi sono legati due monosaccaridi, mentre nei polisaccaridi ce ne sono molti (poli- sta per "molti").

Una reazione di condensazione tra due monosaccaridi forma un legame glicosidico covalente. Esistono diversi tipi di legami glicosidici che si formano tra i monosaccaridi. A seconda della posizione dei legami, ci sono, ad esempio, legami 1,4-glicosidici che si formano sul 1° atomo di carbonio di uno e sul 4° atomo di carbonio dell'altro monosaccaride. I legami 1,6-glicosidici si trovano anche nei polisaccaridi, dove si formano dei rami nelle catene.

Ricorda che esistono due diversi isomeri del glucosio: l'α-glucosio e il β-glucosio. A seconda dell'isomero che forma un determinato disaccaride o polisaccaride, questi legami possono essere scritti come legami α-1,4-glicosidici o β-1,4-glicosidici. Lo stesso vale per i legami 1,6.

I disaccaridi e i polisaccaridi possono essere scissi in monosaccaridi durante l'idrolisi. Si tratta di una reazione in cui vengono aggiunte molecole d'acqua e vengono rotti i legami glicosidici tra i monosaccaridi. In questo modo si ottiene la scissione dei disaccaridi e dei polisaccaridi.