생명과학 II(8)

 세포는 다양한 물질로 구성되며, 이러한 물질에는 유기분자, 무기분자, 이온 등이 있다. 본문에서는 그중 탄수화물에 대해 알아볼 것이다.

탄수화물

 탄수화물(Carbohydrate)은 탄소(Carbon)+수화물(Hydrate)로 탄소에 물이 결합한 화합물을 말한다. 탄수화물의 화학식은 \( \mathrm{C}_{n} \left( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \right)_{n} \)이다. 즉, 탄소(\( \mathrm{C} \))와 수소(\( \mathrm{H} \)), 산소(\( \mathrm{O} \))로 구성되어 있는 유기분자이다. 대부분의 생물에서 주 에너지원으로 이용되며, 세포벽의 주 구성성분이다. 탄수화물의 단위체는 단당류이며, 각 탄수화물은 글리코사이드 결합(Glycosidic Bond)에 의해 결합해 다당류를 이룬다.

 탄수화물은 두 가지 기준에 따라 구분할 수 있다. 탄수화물을 구성하는 탄소의 개수에 따라 육탄당, 오탄당 등으로 나눌 수 있으며, 결합해 있는 단당류의 수에 따라 단당류, 이당류, 다당류 등으로 나눌 수 있다.

탄수화물의 구조

포도당(Glucose)과 글루코사이드 결합(Glucosidic Bond)

Alpha-D-Glucose(Left), Beta-D-Glucose(Right)

 위의 그림은 육탄당인 포도당의 두 이성질체이다. 포도당은 다양한 구조의 이성질체를 가지는데, 그중 위 그림에도 나와있는 α-D-Glucose와 β-D-Glucose라는 두 형태를 자주 보게 될 것이다. 이러한 포도당은 글루코사이드 결합을 통해 다당류(PolySaccharide)를 이룬다. 아래 그림은 두 포도당이 이루는 두 종류의 글루코사이드 결합이다.

Aalpha-1,4-Glucosidic Bond(Left), Beta-1,4-Glucosidic Bond(Right)

 위 그림처럼 α-D-Glucose끼리는 α-글루코사이드 결합을, β-D-Glucose끼리는 β-글루코사이드 결합을 한다. α-D-Glucose는 α-글루코사이드 결합을 통해 아밀로스, 아밀로펙틴 등의 다당류를, β-D-Glucose는 β-글루코사이드 결합을 통해 셀룰로스 등의 다당류를 형성한다.

오탄당(Hexose)

Ribose, deoxyribose, Dideoxyribose

 위의 그림은 오탄당 단당류으로, 리보스(Ribose), 디옥시리보스(Deoxyribose), 디디옥시리보스(Dideoxyribose)이다. 리보스는 NTP^[각주:1]를, 디옥시리보스는 dNTP^[각주:2]를, 디디옥시리보스는 ddNTP^[각주:3]를 구성하는 당이다. 그림에서 볼 수 있듯이 오탄당은 탄소 5개로 이루어진 당을 의미한다.

육탄당(Pentose)

Glucose, Fructose, Galactose

 위의 그림은 대표적인 육탄당 단당류인 포도당(Glucose), 과당(Fructose), 갈락토스(Galactose)의 구조이다.

이당류(Disaccharide)

Maltose, Sucrose, Lactose

 위의 그림은 두 단당류의 결합에 의해 만들어진 대표적인 이당류인 엿당(Maltose), 설탕(Sucrose), 젖당(Lactose)이다.

이당류	구성
엿당 (Maltose)	(포도당) + (포도당) (Glucose) + (Glucose)
설탕 (Sucrose)	(포도당) + (과당) (Glucose) + (Fructose)
젖당 (Lactose)	(포도당) + (갈락토스) (Glucose) + (Galactose)

 

 

 

당신이 상상할 수 있는 모든 것은 현실이 된다.

-피카소

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