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Molecole organiche che contengono carbonio, idrogeno e ossigeno nella proporzione 1:2:1. Sono sintetizzati a partire da pochi tipi di monomeri. A seconda della loro organizzazione, i carboidrati si dividono in semplici e complessi. Carboidrati semplici: I monosaccaridi sono prodotti da organismi fotosintetici che contengono dai 3 ai 7 atomi di carbonio. Inoltre presentano un gruppo carbonilico e gruppi ossidrilici legati ad altri atomi di carbonio. Possono essere tetrosi (C4 H8 O4), pentosi (C5 H10 O5) come il ribosio o deossiborosio o esosi (C6 H12 O6) come il glucosio, il fruttosio o il galattosio. Questi vengono detti isomeri strutturali, perché non si differenziano dalla formula ma dalla loro struttura. Un disaccaride è costituito da due disaccaridi legati da un legame covalente glicosico attraverso una reazione di condensazione. Un esempio è il saccarosio creato da una molecola di glucosio e una di fruttosio, il maltosio e il lattosio.
Carboidrati complessi: Catene di monosaccaridi generano carboidrati complessi come gli oligosaccaridi, formate da catene composte dai 3 ai 100 monosaccaridi. Un esempio è la glicoproteina che si genera legando una proteina a un oligosaccaride. È importante perché dalla loro composizione dipende il gruppo sanguigno. I polisaccaridi sono molecole composte da centinaia o migliaia di monosaccaridi come ad esempio la cellulosa (componente delle pareti vegetali), la chitina (conferisce robustezza alle cellule), amido e glicogeno (riserve di glucosio).
Sono composti idrofobi ad alto contenuto energetico. Non si sciolgono in acqua perché caratterizzati da legami apolari carbonio-carbonio e carbonio-idrogeno. Hanno tutti strutture chimiche diverse tra loro ma sono comunque distinguibili in: acidi grassi, trigliceridi, glicolipidi e fosfolipidi, cere, steroli e alcuni pigmenti e vitamine. Acidi grassi: Biomolecole formate da lunghe catene apolari di atomi di carbonio e idrogeno con un gruppo carbossilico polare. Possono essere saturi o insaturi. Sono saturi quando i legami tra le molecole di carbonio sono semplici, insaturi quando almeno una coppia di atomi di carbonio formano un legame doppio conferendo alla molecola la caratteristica forma a gomito. Trigliceridi: Lipidi di riserva composti da 3 molecole di acidi grassi collegate tramite condensazione al glicerolo. Se le molecole degli acidi grassi sono insature lo sarà anche il trigliceride che a causa del doppio legame le molecole non riusciranno a impacchettarsi perfettamente. Però tramite la trasformazione industriale un prodotto può passare da insaturo a saturo come la margarina. Un sottoprodotto di questo processo sono i grassi trans, che pur essendo insaturi sono perfettamente dritti (sono presenti nei cibi fast food). Sono una fonte di energia eccellente, che fornisce più del doppio delle calorie di carboidrati e proteine. Negli adulti la maggior parte del grasso si trova nel tessuto adiposo bianco, mentre nei neonati e nelle specie animali che vanno in letargo nel tessuto adiposo bruno.