Koolhydraten zorgen voor energie en structuur voor levende wezens. Ze zijn gemaakt van koolstof, zuurstof en waterstof. Monosachariden omvatten de eenvoudigste koolhydraten, de bouwsteenmoleculen, en bevatten afzonderlijke suikereenheden. Disacchariden zijn gemaakt van twee suiker-eenheden en polysacchariden bevatten verschillende van dergelijke eenheden. Monosachariden zijn zeldzaam van aard, terwijl polysachariden veel voorkomen.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Monosachariden en polysachariden bevatten koolhydraten. Monosachariden zijn eenvoudige suiker-eenheidmoleculen, terwijl polysachariden enorm zijn en duizenden suiker-eenheden met elkaar verbinden. Monosachariden voorzien cellen van energie op korte termijn. Polysachariden zorgen voor langdurige energieopslag en stijve structuur voor celwanden en exoskeletten van dieren.
Moleculaire kenmerken van monosachariden en polysachariden

Monosachariden bevatten ten minste drie koolstofatomen. Hexosen, de meest voorkomende monosachariden, bevatten zes koolstofatomen. Voorbeelden van hexosen zijn glucose, galactose en fructose. Glucose is de belangrijkste bron voor energie in cellulaire ademhaling, omdat het zo klein is dat het celmembranen kan binnendringen. Fructose dient als opslagsuiker. Pentoses bevatten vijf koolstofatomen (zoals ribose en deoxyribose), en trio's bevatten drie koolstofatomen (zoals glyceraldehyde). Monosachariden zijn vrij klein en vormen ketting- of ringstructuren. Polysachariden bevatten echter honderden of zelfs duizenden monosachariden en een hoog molecuulgewicht.
Beschikbaarheid en opslag van energie

Terwijl monosachariden zoals glucose op korte termijn energie leveren, zorgen polysachariden voor langere opslag van energie. Cellen gebruiken snel monosachariden. De moleculen kunnen zich binden aan celmembraanlipiden en helpen bij het signaleren. Maar voor langere opslag moeten monosachariden worden omgezet in disachariden of polysachariden via condensatiepolymerisatie. De polysachariden worden te groot om een celmembraan te passeren, vandaar hun opslagcapaciteit. Zetmeel vertegenwoordigt polysachariden die door planten worden gebruikt en hun zaden om energie op te slaan. Zetmeel wordt gemaakt van de glucosepolymeren, amylose en amylopectine. Polysachariden kunnen worden afgebroken of gehydrolyseerd in de cel, omdat energie nodig is in de vorm van monosachariden. Dit is hoe dieren plantaardige zetmelen gebruiken om glucose voor metabolisme te maken.
Polysaccharidestructuren en functies

Cellulose, de meest voorkomende polysaccharide en organische molecule, kan 50 procent van de koolstof in de wereld bevatten. Het basismonosacharide van cellulose is glucose. De rechte cellulosemoleculen vormen rijen in een stabiele vorm via de zwakke maar gangbare waterstofbruggen daartussen. Gemaakt door planten, schimmels en algen, biedt cellulose de stijve structuur van plantencelwanden, die ook beschermen tegen ziekten. Veel dieren kunnen geen cellulose verteren, maar diegene die micro-organismen in de darm en enzymen kunnen gebruiken voor de taak. Fermentatie vindt plaats in de dikke darm van andere dieren en mensen die geen cellulose kunnen verteren. Dieren produceren een vergelijkbare polysacharide, chitine, gemaakt van een gemodificeerde monosacharide. Chitine bestaat uit exoskeletten. Zowel cellulose als chitine vormen compacte energie-opslageenheden.

Een ander polysacharide, glycogeen, kan snel uit zijn compacte vorm worden afgebroken tot de samenstellende glucosemonosachariden. Mensen slaan glycogeen op als een snelle energiebron in de lever en spieren. Pectines, arabinoxylanen, xyloglucanen en glucomannanen vertegenwoordigen aanvullende complexe polysachariden. Monosachariden zijn oplosbaar in water, maar veel polysachariden zijn slecht oplosbaar in water in water. Polysachariden kunnen gels vormen, afhankelijk van hun oplosbaarheid. Daarom worden ze vaak gebruikt om voedsel te verdikken.
Het belang van monosachariden en polysachariden

Zowel monosachariden als polysachariden leveren energie. De monosachariden leveren snel energie voor cellen, terwijl polysachariden zorgen voor langere energieopslag en structurele stabiliteit. Beide zijn essentieel voor alle levende wezens als de grootste bron van voedsel en voedselenergie. Polysachariden uit celwanden vormen de vezel die mensen eten, terwijl monosachariden de zoetheid in voedingsmiddelen bieden. Terwijl mensen eten, worden bij het kauwen polysachariden afgebroken tot kleinere deeltjes die uiteindelijk via de spijsvertering de eenvoudige monosachariden opleveren die in de bloedbaan terecht kunnen komen.