Tärkkelyksen, selluloosan ja glykogeenin ero

Pääasiallinen ero – Tärkkelys vs. selluloosa vs. glykogeeni

Tärkkelys, selluloosa ja glykogeeni ovat kolme erilaista elävissä soluissa esiintyvää polymeeristä hiilihydraattia. Autotrofit tuottavat glukoosia yksinkertaisena sokerina fotosynteesin aikana. Kaikki nämä hiilihydraattipolymeerit, tärkkelys, selluloosa ja glykogeeni, koostuvat glukoosimonomeeriyksiköiden liittämisestä toisiinsa erityyppisillä glykosidisidoksilla. Ne toimivat kemiallisina energianlähteinä sekä solun rakenneosina. Tärkein ero tärkkelyksen, selluloosan ja glykogeenin välillä on se, että tärkkelys on kasvien pääasiallinen varastohiilihydraatin lähde, kun taas selluloosa on kasvien soluseinän pääasiallinen rakenneosa ja glykogeeni on sienien ja eläinten pääasiallinen varastohiilihydraatin energianlähde.

Tässä artikkelissa tarkastellaan,

1. Mikä on tärkkelys
– Rakenne, ominaisuudet, lähde, toiminta
2. Mikä on selluloosa
– Rakenne, ominaisuudet, lähde, toiminta
3. Mikä on glykogeeni
– Rakenne, ominaisuudet, lähde, toiminta
4. Mikä on glykogeeni
– Rakenne, ominaisuudet, lähde, toiminta
4. Mitä eroa on tärkkelyksellä, selluloosalla ja glykogeenillä

Mitä on tärkkelys

Tärkkelys on polysakkaridi, jota vihreät kasvit syntetisoivat pääasialliseksi energiavarastokseen. Glukoosia tuottavat fotosynteettiset eliöt yksinkertaisena orgaanisena yhdisteenä. Se muunnetaan varastointia varten liukenemattomiksi aineiksi, kuten öljyiksi, rasvoiksi ja tärkkelykseksi. Liukenemattomat varastointiaineet, kuten tärkkelys, eivät vaikuta solun sisäiseen vesipotentiaaliin. Ne eivät voi siirtyä pois varastointialueilta. Kasveissa glukoosi ja tärkkelys muunnetaan rakenneosiksi, kuten selluloosaksi. Niistä muodostuu myös proteiineja, joita tarvitaan solurakenteiden kasvuun ja korjaamiseen.

Kasvit varastoivat glukoosia peruselintarvikkeisiin, kuten hedelmiin, mukuloihin, kuten perunoihin, siemeniin, kuten riisiin, vehnään, maissiin ja maniokkiin. Tärkkelys esiintyy amyloplastiksi kutsutuissa rakeissa, jotka ovat järjestäytyneet puolikiteisiksi rakenteiksi. Tärkkelys koostuu kahdentyyppisistä polymeereistä: amyloosista ja amylopektiineistä. Amyloosi on lineaarinen ja spiraalimainen ketju, mutta amylopektiini on haaroittunut ketju. Kasvien tärkkelyksestä noin 25 prosenttia on amyloosia ja loput amylopektiiniä. Glukoosi-1-fosfaatti muunnetaan ensin ADP-glukoosiksi. Sen jälkeen ADP-glukoosi polymerisoituu 1,4-alfaglykosidisidoksen kautta tärkkelyssyntaasientsyymin avulla. Tämä polymerisaatio muodostaa lineaarisen polymeerin, amyloosin. Tärkkelyksen haarautumisentsyymi tuo ketjuun 1,6-alfaglykosidisidoksia, jolloin syntyy amylopektiiniä. Riisin tärkkelysrakeet on esitetty kuvassa 1.

Mitä on selluloosa

Selluloosa on polysakkaridi, joka koostuu sadoista tai monista tuhansista glukoosiyksiköistä. Se on kasvien soluseinän pääkomponentti. Myös monet levät ja oomykeetit käyttävät selluloosaa soluseinänsä muodostamiseen. Selluloosa on suoraketjuinen polymeeri, jossa glukoosimolekyylien välille muodostuu 1,4-beeta-glykosidisidoksia. Yhden ketjun useiden hydroksyyliryhmien ja viereisten ketjujen välille muodostuu vetysidoksia. Näin kaksi ketjua pysyy lujasti yhdessä. Samoin useat selluloosaketjut osallistuvat selluloosakuitujen muodostumiseen. Kuvassa 2 on esitetty selluloosakuitu, joka koostuu kolmesta selluloosaketjusta. Selluloosaketjujen väliset vetysidokset on esitetty syaaninvärisillä viivoilla.

Mitä on glykogeeni

Glykogeeni on eläinten ja sienten varastopolysakkaridi. Se on eläinten tärkkelyksen analogi. Glykogeeni on rakenteellisesti samankaltainen kuin amylopektiini, mutta voimakkaammin haaroittunut kuin jälkimmäinen. Lineaarinen ketju muodostuu 1,4-alfaglykosidisidosten kautta ja haarautuminen tapahtuu 1,6-alfaglykosidisidosten kautta. Haarautuminen tapahtuu ketjun 8-12 glukoosimolekyylin välein. Sen rakeet sijaitsevat solujen sytosolissa. Maksasolut sekä lihassolut varastoivat ihmisellä glykogeenia. Tarvittaessa glykogeeni hajotetaan glukoosiksi glykogeenifosforylaasin avulla. Prosessia kutsutaan glykogenolyysiksi. Glukogoni on hormoni, joka stimuloi glykogenolyysiä. Glykogeenin 1,4-alfaglykosidiset ja 1,6-alfaglykosidiset sidokset on esitetty kuvassa 3.

Tärkkelyksen, selluloosan ja glykogeenin ero

Määritelmä

Tärkkelys:

Selluloosa: Selluloosa on kasvien soluseinän tärkein rakenneosa.

Glykogeeni: Glykogeeni on sienten ja eläinten tärkein varastohiilihydraattien energialähde.

Monomeeri

Tärkkelys: Tärkkelyksen monomeeri on alfaglukoosi.

Selluloosa: Selluloosan monomeeri on beetaglukoosi.

Glykogeeni: Glykogeenin monomeeri on alfaglukoosi.

Monomeerien välinen sidos

Tärkkelys: Tärkkelyksen monomeerien välillä esiintyy 1,4 glykosidisidoksia amyloosissa ja 1,4 ja 1,6 glykosidisidoksia amylopektiineissä.

Selluloosa: Selluloosan monomeerien välillä esiintyy 1,4 glykosidisidosta.

Glykogeeni: Glykogeenin monomeerien välillä esiintyy 1,4 ja 1,6 glykosidisidosta.

Ketjun luonne

Tärkkelys: Amyloosi on haaraton, kierteinen ketju ja amylopektiini on pitkä haaroittunut ketju, josta osa on kierteinen.

Selluloosa: Selluloosa on suora, pitkä, haarautumaton ketju, joka muodostaa H-sidoksia viereisten ketjujen kanssa.

Glykogeeni: Glykogeeni on lyhyt, monihaarainen ketju, josta osa ketjuista on kierteisiä.

Molekyylikaava

Tärkkelys: Tärkkelyksen molekyylikaava on (C6H10O5)n

Selluloosa: Selluloosan molekyylikaava on (C6H10O5)n.

Glykogeeni: Glykogeenin molekyylikaava on C24H42O21.

Molaarinen massa

Tärkkelys: Tärkkelyksen moolimassa vaihtelee.

Selluloosa: Selluloosan moolimassa on 162,1406 g/mol.

Glykogeeni: Glykogeenin moolimassa on 666,5777 g/mol.

Löytyy

Tärkkelys: Tärkkelystä löytyy kasveista.

Selluloosa: Selluloosaa esiintyy kasveissa.

Glykogeeni: Glykogeeniä esiintyy eläimissä ja sienissä.

Toiminta

Tärkkelys: Tärkkelys toimii hiilihydraattien energiavarastona.

Selluloosa: Selluloosa osallistuu solurakenteiden kuten soluseinien rakentamiseen.

Glykogeeni: Glykogeeni toimii hiilihydraattien energiavarastona.

Esiintyminen

Tärkkelys: Tärkkelystä esiintyy jyvissä.

Selluloosa: Selluloosaa esiintyy kuiduissa.

Glykogeeni: Glykogeeni esiintyy pienissä rakeissa.

Yhteenveto

Tärkkelys, selluloosa ja glykogeeni ovat polysakkarideja, joita esiintyy eliöissä. Tärkkelystä esiintyy kasveissa niiden tärkeimpänä hiilihydraattien varastointimuotona. Tärkkelyksen lineaarisia ketjuja kutsutaan amyloosiksi ja haaroittuneina amylopektiiniksi. Glykogeeni on samanlainen kuin amylopektiini, mutta se on voimakkaasti haaroittunut. Se on tärkein hiilihydraattien varastointimuoto eläimissä ja sienissä. Selluloosa on lineaarinen polysakkaridi, joka muodostaa useiden selluloosaketjujen välille vetysidoksia muodostaen kuiturakenteen. Se on kasvien, joidenkin levien ja sienten soluseinän pääkomponentti. Tärkein ero tärkkelyksen, selluloosan ja glykogeenin välillä on siis niiden rooli kussakin organismissa.

Viite:
1. Berg, Jeremy M. ”Monimutkaiset hiilihydraatit muodostuvat monosakkaridien yhdistymisestä”. Biochemistry. 5. painos. U.S. National Library of Medicine, 01.01.1970. Web. 17 May 2017. <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22396/>.

Image Courtesy:
1. ”Rice starch – microscopy” By MKD – Own work (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. ”Cellulose spacefilling model ”By CeresVesta (talk) (Uploads) – Own work (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. ”Glycogen” (Public Domain) via Commons Wikimedia

.