Hoofdverschil – Zetmeel vs Cellulose vs Glycogeen
Zetmeel, cellulose, en glycogeen zijn drie soorten polymere koolhydraten die in levende cellen worden aangetroffen. Autotrofen produceren glucose als de enkelvoudige suiker tijdens fotosynthese. Al deze koolhydraatpolymeren, zetmeel, cellulose en glycogeen, zijn opgebouwd uit het samenvoegen van glucosemonomere eenheden door verschillende soorten glycosidebindingen. Zij dienen als chemische energiebronnen en als structurele bestanddelen van de cel. Het belangrijkste verschil tussen zetmeel, cellulose en glycogeen is dat zetmeel de belangrijkste opslagkoolhydraatbron is bij planten, terwijl cellulose de belangrijkste structurele component is van de celwand van planten en glycogeen de belangrijkste opslagkoolhydraatenergiebron is van schimmels en dieren.
In dit artikel wordt ingegaan op,
1. Wat is Zetmeel
– Structuur, Eigenschappen, Bron, Functie
2. Wat is Cellulose
– Structuur, Eigenschappen, Bron, Functie
3. Wat is Glycogeen
– Structuur, Eigenschappen, Bron, Functie
4. Wat is het verschil tussen Zetmeel Cellulose en Glycogeen
Wat is Zetmeel
Zetmeel is de polysaccharide die door groene planten wordt gesynthetiseerd als hun belangrijkste energievoorraad. Glucose wordt door fotosynthetische organismen geproduceerd als een eenvoudige organische verbinding. Het wordt omgezet in onoplosbare stoffen zoals oliën, vetten en zetmeel om te worden opgeslagen. Onoplosbare opslagstoffen zoals zetmeel hebben geen invloed op het waterpotentiaal in de cel. Zij mogen zich niet verplaatsen uit de opslagplaatsen. In planten worden glucose en zetmeel omgezet in structurele componenten zoals cellulose. Zij worden ook omgezet in eiwitten die nodig zijn voor de groei en het herstel van de celstructuren.
Planten slaan glucose op in basisvoedsel zoals fruit, knollen zoals aardappelen, zaden zoals rijst, tarwe, maïs, en cassave. Zetmeel komt voor in korrels die amyloplasten worden genoemd, gerangschikt in semi-kristallijne structuren. Zetmeel is samengesteld uit twee soorten polymeren: amylose en amylopectine. Amylose is een lineaire en spiraalvormige keten, terwijl amylopectine een vertakte keten is. Ongeveer 25% van het zetmeel in planten bestaat uit amylose en de rest uit amylopectine. Glucose 1-fosfaat wordt eerst omgezet in ADP-glucose. Daarna wordt ADP-glucose gepolymeriseerd via een 1,4-alfaglycosidebinding door het enzym zetmeelsynthase. Deze polymerisatie vormt het lineaire polymeer, amylose. De 1,6-alfaglycosidebindingen worden aan de keten toegevoegd door het zetmeelvertakkingsenzym dat amylopectine produceert. De zetmeelkorrels van rijst worden in figuur 1 getoond.
Figuur 1: Zetmeelkorrels in rijst
Wat is cellulose
Cellulose is de polysacharide die is opgebouwd uit honderd- tot vele duizenden glucose-eenheden. Het is het belangrijkste bestanddeel van de celwand van planten. Veel algen en oomyceten gebruiken ook cellulose om hun celwand te vormen. Cellulose is een polymeer met rechte ketens waarin 1,4-bèta-glucosidebindingen worden gevormd tussen glucosemoleculen. Waterstofbruggen worden gevormd tussen meerdere hydroxylgroepen van één keten met naburige ketens. Hierdoor kunnen de twee ketens stevig bij elkaar worden gehouden. Evenzo zijn meerdere celluloseketens betrokken bij de vorming van cellulosevezels. Een cellulosevezel, die is opgebouwd uit drie celluloseketens, is afgebeeld in figuur 2. De waterstofbruggen tussen de celluloseketens zijn aangegeven met cyaankleurige lijnen.
Figuur 2: Een cellulosevezel
Wat is glycogeen
Glycogeen is de opslagpolysacharide van dieren en schimmels. Het is het analoog aan zetmeel bij dieren. Glycogeen lijkt structureel op amylopectine, maar is sterker vertakt dan laatstgenoemde. Lineaire ketens worden gevormd via 1,4-alfaglycosidebindingen en vertakkingen ontstaan via 1,6-alfaglycosidebindingen. Vertakking komt voor in elke 8 tot 12 glucosemoleculen in de keten. De korrels ervan komen voor in het cytosol van cellen. Levercellen, evenals de spiercellen, slaan bij de mens glycogeen op. Zodra het nodig is, wordt glycogeen door glycogeenfosforylase afgebroken tot glucose. Dit proces wordt glycogenolyse genoemd. Glucogon is het hormoon dat de glycogenolyse stimuleert. De 1,4-alfaglycosidebindingen en de 1,6-alfaglycosidebindingen van glycogeen zijn weergegeven in figuur 3.
Figuur 3: Bindingen in glycogeen
Verschil tussen zetmeel-cellulose en glycogeen
Definitie
Zetmeel: Zetmeel is de belangrijkste opslagkoolhydraatbron in planten.
Cellulose: Cellulose is het belangrijkste structurele bestanddeel van de celwand van planten.
Glycogeen: Glycogeen is de belangrijkste opslag koolhydraat energiebron van schimmels en dieren.
Monomeer
Zetmeel: Het monomeer van zetmeel is alfaglucose.
Cellulose: Het monomeer van cellulose is beta glucose.
Glycogeen: Het monomeer van glycogeen is alfaglucose.
Bond tussen monomeren
Stijfsel: De 1,4 glycosidebindingen in amylose en 1,4 en 1,6 glycosidebindingen in amylopectine komen voor tussen de monomeren van zetmeel.
Cellulose: 1,4 glycosidebindingen komen voor tussen de monomeren van cellulose.
Glycogeen: 1,4 en 1,6 glycosidebindingen komen voor tussen de monomeren van glycogeen.
Natuur van de keten
Zetmeel: Amylose is een onvertakte, opgerolde keten en amylopectine is een lange vertakte keten, waarvan sommige opgerold zijn.
Cellulose: Cellulose is een rechte, lange, onvertakte keten, die H-bindingen vormt met aangrenzende ketens.
Glycogeen: Glycogeen is een korte, veel vertakte keten, waarvan sommige ketens opgerold zijn.
Moleculaire formule
Zetmeel: De molecuulformule van zetmeel is (C6H10O5)n
Cellulose: De molecuulformule van cellulose is (C6H10O5)n.
Glycogeen: De molecuulformule van glycogeen is C24H42O21.
Molaire massa
Zetmeel: De molaire massa van zetmeel is variabel.
Cellulose: Molaire massa van cellulose is 162,1406 g/mol.
Glycogeen: Molaire massa van glycogeen is 666,5777 g/mol.
Vonden in
Stijfsel: Zetmeel is te vinden in planten.
Cellulose: Cellulose wordt gevonden in planten.
Glycogeen: Glycogeen wordt gevonden in dieren en schimmels.
Functie
Zetmeel: Zetmeel dient als een koolhydraat energie opslag.
Cellulose: Cellulose is betrokken bij de opbouw van cellulaire structuren zoals celwanden.
Glycogeen: Glycogeen dient als energieopslag van koolhydraten.
Occurrence
Starch: Zetmeel komt voor in granen.
Cellulose: Cellulose komt voor in vezels.
Glycogeen: Glycogeen komt voor in kleine korrels.
Conclusie
Stijfsel, cellulose, en glycogeen zijn polysacchariden die in organismen worden aangetroffen. Zetmeel wordt gevonden in planten als hun belangrijkste opslagvorm van koolhydraten. Lineaire ketens van zetmeel worden amylose genoemd en wanneer ze vertakt zijn amylopectine. Glycogeen is vergelijkbaar met amylopectine, maar is sterk vertakt. Het is de belangrijkste opslagvorm van koolhydraten bij dieren en schimmels. Cellulose is een lineaire polysacharide, die waterstofbruggen vormt tussen verschillende celluloseketens om een vezelachtige structuur te vormen. Het is het belangrijkste bestanddeel van de celwand van planten, sommige algen en schimmels. Het belangrijkste verschil tussen zetmeel-cellulose en glycogeen is dus hun rol in elk organisme.
Referentie:
1. Berg, Jeremy M. “Complexe koolhydraten worden gevormd door koppeling van monosacchariden.” Biochemie. 5e editie. U.S. National Library of Medicine, 01 jan. 1970. Web. 17 mei 2017. <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22396/>.
Image Courtesy:
1. “Rijstzetmeel – microscopie” Door MKD – Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Cellulose ruimtevullend model “Door CeresVesta (talk) (Uploads) – Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. “Glycogeen” (Public Domain) via Commons Wikimedia
