II – CACBOHIĐRAT (SACCARIT) VÀ LIPIT

Chất hữu cơ là những hợp chất chứa cacbon (trừ các hợp chất vô cơ chứa cacbon như $CO_{2}$, CO, $CO_{3}^{2-}$, $HCO_{3}^{-}$). Đó là những phân tử được tạo nên do sự liên kết của các nguyên tử C với H, O và N theo nhiều cách khác nhau. Trong đó, nguyên tử C có vai trò quan trọng: liên kết với H và O để tạo nên cacbohiđrat hoặc lipit, hoặc liên kết với H, O và N để tạo nên prôtêin và axit nuclêic.

1. Cacbohiđrat (saccarit)

Cacbohiđrat là hợp chất hữu cơ được cấu thành từ C, H và O theo công thức chung $(CH_{2}O)_{n}$, trong đó tỉ lệ giữa H và O giống như $H_{2}O$ (2 : 1). Ví dụ, glucôzơ có công thức $C_{6}H_{12}O_{6}$

a) Mônôsaccarit (đường đơn)

Gồm các loại đường có từ 3 – 7 nguyên tử cacbon trong phân tử, trong đó phổ biến và quan trọng nhất là các hexôzơ (chứa 6C) và pentôzơ (chứa 5C). Điển hình của các hexôzơ là glucôzơ (đường nho), fructozơ (đường quả), galactôzơ (đường sữa). Các đường đơn này có tính khử mạnh. Đường pentôzơ gồm đường ribôzơ và đêôxiribôzơ (hình 1).

Pentôzơ là loại đường tham gia cấu tạo ARN, hexôzơ là nguyên liệu chủ yếu cho hô hấp tế bào (tạo năng lượng), cấu tạo nên đisaccarit và pôlisaccarit.

b) Đisaccarit (đường đôi)

Hai phân tử đường đơn (glucôzơ, fructozơ, galactôzơ) có liên kết với nhau nhờ liên kết glicozit (loại đi 1 phân tử nước) tạo thành các đường đisaccarit như saccarôzơ, mantôzơ, lactôzơ. Các đisaccarit này có công thức cấu tạo phân tử khác nhau.

c) Polisaccarit (đường đa)

Polisaccarit được cấu tạo gồm rất nhiều đơn phân (là các đường đơn) liên kết với nhau. Các polisaccarit thường gặp là tinh bột, glicogen và xenlulôzơ. Polisaccarit không tan trong nước nên có thể tồn tại ở dạng dự trữ hoặc cấu trúc.

- Tinh bột : Tinh bột là dạng dự trữ cacbon và năng lượng của thực vật và là nguồn lương thực chủ yếu của con người. Tinh bột có nhiều trong hạt, củ thực vật. Tinh bột được cấu tạo gồm nhiều phân tử glucôzơ liên kết với nhau theo kiểu phân nhánh. Khi bị thủy phân bởi axit hoặc các enzim như amilaza và mantaza thì tinh bột sẽ bị phân giải thành glucôzơ.

- Glicôgen: Glicôgen là dạng dự trữ cacbon và năng lượng của cơ thể động vật, có nhiều trong gan và cơ. Khi glicogen bị phân giải sẽ cho ra nhiều phân tử glucôzơ để cung cấp nhiên liệu cho tế bào, khi cơ thể thừa glucôzơ thì glucôzơ sẽ được tổ hợp thành glicogen dự trữ trong gan và cơ.

- Xenlulôzơ: Xenlulôzơ là dạng cacbohiđrat phức tạp cấu tạo nên thành tế bào thực vật làm cho thực vật cứng chắc. Xenlulôzơ cấu tạo gồm nhiều đơn phân là glucôzơ như tinh bột và glicogen nhưng các phân tử glucôzơ liên kết với nhau không theo kiểu phân nhánh mà thành sợi, tấm rất bền chắc.

2. Lipit

Có rất nhiều loại lipit khác nhau trong cơ thể sống với thành phần hoá học rất khác nhau. Tuy nhiên, các loại lipit đều có chung đặc tính là kị nước. Phân tử lipit không được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà có thành phần hoá học rất đa dạng.

a) Mỡ

Mỗi phân tử mỡ đều được hình thành do một phân tử glixerol liên kết với 3 axit béo. Mỗi axit béo thường được cấu tạo từ 16 đến 18 nguyên tử cacbon. Mỡ ở động vật thường chứa các axit béo no nên nếu chúng ta ăn thức ăn có quá nhiều lipit chứa axit béo no sẽ có nguy cơ dẫn đến xơ vữa động mạch. Mỡ ở thực vật và ở một số loài cá thường tồn tại ở dạng lỏng (được gọi là dầu) do chứa nhiều axit béo không no. Chức năng chính của mỡ là dự trữ năng lượng cho tế bào và cơ thể.

b) Phôtpholipit

Phôtpholipit cũng được cấu tạo từ một phân tử glixerol liên kết với 2 phân tử axit béo và một nhóm phôtphat. Phôtpholipit có chức năng chính là cấu tạo nên các loại màng của tế bào.

c) Sterôit

Sterôit có vai trò rất quan trọng trong tế bào và trong cơ thể sinh vật. Ví dụ. Colesterôn có vai trò cấu tạo nên màng sinh chất của các tế bào người và động vật ; testôstêrôn và ơstrogen là những hoocmôn giới tính.

d) Chức năng của lipit

Lipit có vai trò quan trọng trong cấu trúc nên hệ thống các màng sinh học (phôtpholipit, côlestêrôn). Ngoài ra, lipit còn là nguyên liệu dự trữ năng lượng (mỡ và dầu), dự trữ nước rất tốt và tham gia vào nhiều chức năng sinh học khác.