Karbonhidratlar

Giriş

Karbonhidratlar, adından da anlaşılacağı üzere karbon ve hidrat (su) içeren moleküllerdir. Yapılarındaki karbon atomu ve su moleküllerinin sayıları birbirine eşittir. Bu nedenle C_nH_2nO_n veya C_n(H₂O)_n formülü ile ifade edilirler. Örneğin 6 karbon atomuna sahip glikoz, C₆H₁₂O₆ kapalı formülü ile gösterilebilir.

Bir karbonhidrat molekülü incelendiğinde hidroksil gruplarının fazlalığı dikkati çeker. Primer veya sekonder alkol özelliğindeki hidrofilik hidroksil grupları, karbonhidratlara su ile güçlü etkileşim potansiyeli kazandırır. Ayrıca bu hidroksil grupları, hidrojen bağları vasıtasıyla molekül içi ve moleküller arası etkileşim olanağı sağlar. En basit karbonhidratlar sadece karbon, hidrojen ve oksijen içerir. Karbonhidrat türevleri ise bileşimlerinde azot, fosfor ve bazen de kükürt bulundururlar. Karbonhidratların yapısındaki aldehit veya keto grupları, gerek molekül içi, gerekse moleküller arası glikozid (eter = asetal) bağları oluşturur.

Karbonhidratlar glikoprotein ve glikolipit oluşturmak üzere makromoleküller ile birleştikleri gibi, nükleotidlerde önemli bir yapı taşı olarak bulunurlar. Glikoz, früktoz gibi küçük karbonhidratlar, enerji metabolizmasında anahtar rol oynar veya belli reaksiyonlarla diğer bileşiklerin sentezi için uygun hale getirilirler. Polimerik karbonhidratlar bitki hücre duvarlarının ve ekstrasellüler matriksin başlıca yapısal bileşikleridir. Ayrıca kısa süreli enerji depolama bileşikleri olarak fonksiyon yaparlar. Bu bileşikler glikoz ve glikojen halinde enerji kaynağı, bitkilerde nişasta halinde besin deposu, bitki hücre duvarlarında selüloz, mikroorganizmalarda kompleks polimerler olarak doğada çok yaygındır ve canlılar için büyük önem taşır.

Dallanmış zincirli polimerik karbonhidratlar, kovalent bağlarla bağlandıkları proteinlere, protein yönlendirilmesinde ve hücre tanıma işlemlerinde kullanılabilen yüzey karakteristiklerini verirler.

Karbonhidratların organizmadaki fonksiyonları, bu biyomoleküllerin yapabilecekleri görevlerden çok yapamayacaklarının tartışılmasının daha kolay olduğunu düşündürebilir. Bugünkü bilgilere göre potansiyel açıdan eksik oldukları sadece iki alan vardır. Karbonhidratlar genetik bilgiyi kayıt ve ifade edemezler, katalitik aktivite gösteremezler.

Karbonhidratlar genelde tatlı maddeler oldukları için şeker (=oz) diye de adlandırılırlar. En basit şekerler polialkollerden türer. Bunun için bir karbinol grubunun bir karbonil grubuna oksitlenmesi gerekir.