Fő különbség – Keményítő vs. cellulóz vs. glikogén
A keményítő, a cellulóz és a glikogén az élő sejtekben található polimer szénhidrátok három típusa. Az autotrófok a fotoszintézis során egyszerű cukorként glükózt állítanak elő. Mindezek a szénhidrátpolimerek, a keményítő, a cellulóz és a glikogén, glükóz-monomer egységek különböző típusú glikozidos kötésekkel történő összekapcsolásából állnak. Ezek kémiai energiaforrásként és a sejt szerkezeti elemeiként is szolgálnak. A fő különbség a keményítő, a cellulóz és a glikogén között az, hogy a növényekben a keményítő a fő tároló szénhidrátforrás, míg a cellulóz a növények sejtfalának fő szerkezeti eleme, a glikogén pedig a gombák és az állatok fő tároló szénhidrát-energiaforrása.
Ez a cikk feltárja,
1. Mi a keményítő
– Szerkezet, tulajdonságok, forrás, funkció
2. Mi a cellulóz
– Szerkezet, tulajdonságok, forrás, funkció
3. Mi a glikogén
– Szerkezet, tulajdonságok, forrás, funkció
4. Mi a glikogén
– Szerkezet, tulajdonságok, forrás, funkció
4. Mi a különbség a keményítő, a cellulóz és a glikogén között
Mi a keményítő
A keményítő a zöld növények által szintetizált poliszacharid, amely a fő energiatárolójuk. A glükózt a fotoszintetikus szervezetek egyszerű szerves vegyületként állítják elő. A tárolás céljából oldhatatlan anyagokká, például olajokká, zsírokká és keményítővé alakul át. Az oldhatatlan tárolóanyagok, mint a keményítő, nem befolyásolják a sejt belsejében lévő vízpotenciált. Nem tudnak elmozdulni a raktározási területekről. A növényekben a glükóz és a keményítő olyan szerkezeti összetevőkké alakul át, mint a cellulóz. Fehérjékké is átalakulnak, amelyek a sejtstruktúrák növekedéséhez és javításához szükségesek.
A növények a glükózt olyan alapélelmiszerekben tárolják, mint a gyümölcsök, gumók, mint a burgonya, magvak, mint a rizs, búza, kukorica és manióka. A keményítő amiloplasztnak nevezett szemcsékben fordul elő, amelyek félkristályos szerkezetekbe rendeződnek. A keményítő kétféle polimerből áll: amilózból és amilopektinből. Az amilóz lineáris és spirális lánc, az amilopektin viszont elágazó lánc. A növényekben lévő keményítő mintegy 25%-a amilóz, míg a többi amilopektin. A glükóz-1-foszfát először ADP-glükózzá alakul át. Ezután az ADP-glükóz 1,4-alfa-glikozidos kötésen keresztül polimerizálódik a keményítő-szintáz enzim által. Ez a polimerizáció képezi a lineáris polimert, az amilózt. Az 1,6-alfa glikozidos kötéseket a keményítő elágazó enzim vezeti be a láncba, amelyből amilopektin keletkezik. A rizs keményítőszemcséit az 1. ábra mutatja.
1. ábra: Keményítőszemcsék rizsben
Mi a cellulóz
A cellulóz olyan poliszacharid, amely száz és sok ezer glükózegységből áll. A növények sejtfalának fő alkotórésze. Számos alga és oomycéta is cellulózt használ sejtfalának kialakításához. A cellulóz egyenes láncú polimer, amelyben a glükózmolekulák között 1,4-béta glikozidos kötések jönnek létre. Egy lánc több hidroxilcsoportja között hidrogénkötések jönnek létre a szomszédos láncokkal. Ez teszi lehetővé, hogy a két láncot szilárdan összetartsák. Hasonlóképpen, több cellulózlánc vesz részt a cellulózszálak kialakulásában. A 2. ábrán egy cellulózszál látható, amely három cellulózláncból áll. A cellulózláncok közötti hidrogénkötéseket ciánkék színű vonalak mutatják.
2. ábra: Egy cellulózszál
Mi a glikogén
A glikogén az állatok és gombák tároló poliszacharidja. Az állatokban a keményítő analógja. A glikogén szerkezetileg hasonló az amilopektinhez, de erősebben elágazó, mint az utóbbi. A lineáris lánc 1,4-alfa glikozidos kötéseken keresztül alakul ki, az elágazások pedig 1,6-alfa glikozidos kötéseken keresztül jönnek létre. Az elágazás a láncban minden 8-12 glükózmolekulában bekövetkezik. Szemcséi a sejtek citoszoljában fordulnak elő. Az emberben a májsejtek, valamint az izomsejtek tárolják a glikogént. Amint szükség van rá, a glikogént a glikogén-foszforiláz glükózzá bontja. A folyamatot glikogenolízisnek nevezik. A glükogon az a hormon, amely serkenti a glikogenolízist. A glikogén 1,4-alfa glikozidos és 1,6-alfa glikozidos kötései a 3. ábrán láthatók.
3. ábra: Kötések a glikogénben
Keményítő cellulóz és glikogén közötti különbség
Definíció
Keményítő:
Cellulóz: A keményítő a növények fő raktározási szénhidrátforrása.
Cellulóz: A cellulóz a növények sejtfalának fő szerkezeti összetevője.
Glikogén: A glikogén a gombák és az állatok fő tároló szénhidrát energiaforrása.
Monomer
Keményítő: A keményítő monomerje az alfa-glükóz.
Cellulóz: A cellulóz monomerje a béta glükóz.
Glikogén: A glikogén monomerje az alfa-glükóz.
Monomerek közötti kötés
Keményítő: Az 1,4 glikozidos kötés az amilózban és az 1,4 és 1,6 glikozidos kötés az amilopektinben a keményítő monomerjei között fordul elő.
Cellulóz: A cellulóz monomerjei között 1,4 glikozidos kötés fordul elő.
Glikogén: A glikogén monomerjei között 1,4 és 1,6 glikozidos kötés fordul elő.
A lánc természete
Keményítő: Az amilóz egy elágazás nélküli, tekercselt lánc, az amilopektin pedig egy hosszú, elágazó lánc, amelynek egy része tekercselt.
Cellulóz: A cellulóz egyenes, hosszú, elágazás nélküli lánc, amely H-kötéseket képez a szomszédos láncokkal.
Glikogén: A glikogén rövid, sok elágazó lánc, amelyből néhány lánc tekeredik.
Molekuláris képlet
Keményítő: A keményítő molekuláris képlete: (C6H10O5)n
Cellulóz: A cellulóz molekuláris képlete (C6H10O5)n.
Glikogén: A glikogén molekuláris képlete: C24H42O21.
Moláris tömeg
Keményítő: A keményítő moláris tömege változó.
Cellulóz: A cellulóz moláris tömege 162,1406 g/mol.
Glikogén: A glikogén moláris tömege 666,5777 g/mol.
A
keményítőben található: A növényekben megtalálható a keményítő.
Cellulóz: A cellulóz megtalálható a növényekben.
Glikogén: A glikogén az állatokban és a gombákban található.
Funkció
Keményítő: A keményítő szénhidrát energiaraktárként szolgál.
Cellulóz: A cellulóz részt vesz a sejtszerkezetek, például a sejtfalak felépítésében.
Glikogén: A glikogén szénhidrát energiaraktárként szolgál.
Előfordulás
Keményítő: A keményítő a gabonafélékben fordul elő.
Cellulóz: A cellulóz a rostokban fordul elő.
Glikogén: A glikogén kis szemcsékben fordul elő.
Következtetés
A keményítő, a cellulóz és a glikogén a szervezetekben található poliszacharidok. A növényekben a keményítő a szénhidrátok fő tárolási formája. A lineáris keményítőláncokat amilóznak, elágazó láncokat pedig amilopektinnek nevezzük. A glikogén hasonló az amilopektinhez, de erősen elágazó. Ez a fő szénhidrát-raktározási forma az állatokban és a gombákban. A cellulóz lineáris poliszacharid, amely több cellulózlánc között hidrogénkötéseket képezve szálas szerkezetet alkot. A növények, egyes algák és gombák sejtfalának fő összetevője. Így a fő különbség a keményítő cellulóz és a glikogén között az egyes szervezetekben betöltött szerepükben rejlik.
Hivatkozás:
1. Berg, Jeremy M. “Az összetett szénhidrátok monoszacharidok összekapcsolódásával jönnek létre”. Biochemistry. Ötödik kiadás. U.S. National Library of Medicine, 1970. január 01. Web. 2017. május 17. <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22396/>.
Image Courtesy:
1. “Rizskeményítő – mikroszkópia” By MKD – Saját munka (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
.