Hauptunterschied – Stärke vs. Cellulose vs. Glykogen

Stärke, Cellulose und Glykogen sind drei Arten von polymeren Kohlenhydraten, die in lebenden Zellen vorkommen. Autotrophe produzieren bei der Photosynthese Glukose als Einfachzucker. Alle diese Kohlenhydratpolymere, Stärke, Cellulose und Glykogen, bestehen aus der Verbindung von Glukosemonomereinheiten durch verschiedene Arten von glykosidischen Bindungen. Sie dienen als chemische Energiequellen sowie als struktureller Bestandteil der Zelle. Die Hauptunterschied zwischen Stärke, Zellulose und Glykogen ist das Stärke ist die wichtigste Kohlenhydratspeicherquelle in Pflanzen wohingegen Zellulose ist der Hauptstrukturbestandteil der Zellwand von Pflanzen und Glykogen ist die wichtigste Kohlenhydratspeicher-Energiequelle von Pilzen und Tieren.

Dieser Artikel untersucht,

1. Was ist Stärke? – Struktur, Eigenschaften, Quelle, Funktion 2. Was ist Zellulose? – Struktur, Eigenschaften, Quelle, Funktion 3. Was ist Glykogen? – Struktur, Eigenschaften, Quelle, Funktion 4. Was ist der Unterschied zwischen Stärkezellulose und Glykogen?

Was ist Stärke?

Stärke ist das Polysaccharid, das von grünen Pflanzen als Hauptenergiespeicher synthetisiert wird. Glukose wird von photosynthetischen Organismen als einfache organische Verbindung hergestellt. Es wird zur Lagerung in unlösliche Substanzen wie Öle, Fette und Stärke umgewandelt. Unlösliche Speicherstoffe wie Stärke beeinflussen das Wasserpotential in der Zelle nicht. Sie dürfen sich nicht von den Lagerbereichen entfernen. In Pflanzen werden Glukose und Stärke in Bausteine ​​wie Cellulose umgewandelt. Sie werden auch in Proteine ​​umgewandelt, die für das Wachstum und die Reparatur der Zellstrukturen benötigt werden.

Pflanzen speichern Glukose in Grundnahrungsmitteln wie Früchten, Knollen wie Kartoffeln, Samen wie Reis, Weizen, Mais und Maniok. Stärke kommt in Körnchen vor, die als Amyloplasten bezeichnet werden und in halbkristallinen Strukturen angeordnet sind. Stärke besteht aus zwei Arten von Polymeren: Amylose und Amylopektin. Amylose ist eine lineare und helikale Kette, aber Amylopektin ist eine verzweigte Kette. Etwa 25 % der Stärke in Pflanzen sind Amylose, während der Rest Amylopektin ist. Glucose-1-Phosphat wird zunächst in ADP-Glucose umgewandelt. Anschließend wird ADP-Glucose über eine 1,4-alpha-glykosidische Bindung durch das Enzym Stärkesynthase polymerisiert. Diese Polymerisation bildet das lineare Polymer Amylose. Die 1,6-alpha-glykosidischen Bindungen werden durch das Stärkeverzweigungsenzym, das Amylopektin produziert, in die Kette eingeführt. Stärkekörner von Reis sind in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Stärkegranulat in Reis

Was ist Zellulose?

Cellulose ist das Polysaccharid, das aus Hunderten bis vielen Tausend Glukoseeinheiten besteht. Es ist der Hauptbestandteil der Zellwand von Pflanzen. Viele Algen und Oomyceten verwenden auch Zellulose, um ihre Zellwand zu bilden. Cellulose ist ein geradkettiges Polymer, bei dem 1,4-beta-glykosidische Bindungen zwischen Glucosemolekülen gebildet werden. Wasserstoffbrückenbindungen werden zwischen mehreren Hydroxylgruppen einer Kette mit benachbarten Ketten gebildet. Dadurch können die beiden Ketten fest zusammengehalten werden. Ebenso sind mehrere Celluloseketten an der Bildung von Cellulosefasern beteiligt. Eine Cellulosefaser, die aus drei Celluloseketten besteht, ist in Abbildung 2 dargestellt. Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Celluloseketten sind in cyanfarbenen Linien dargestellt.

Abbildung 2: Eine Zellulosefaser

Was ist Glykogen?

Glykogen ist das Speicherpolysaccharid von Tieren und Pilzen. Es ist das Analogon zu Stärke bei Tieren. Glykogen ist Amylopektin strukturell ähnlich, aber stark verzweigt als letzteres. Lineare Ketten bilden sich über 1,4-alpha-glykosidische Bindungen und Verzweigungen treten über 1,6-alpha-glykosidische Bindungen auf. Eine Verzweigung tritt in allen 8 bis 12 Glucosemolekülen in der Kette auf. Seine Granula kommen im Zytosol von Zellen vor. Leberzellen sowie Muskelzellen speichern Glykogen beim Menschen. Sobald es benötigt wird, wird Glykogen durch Glykogenphosphorylase in Glukose zerlegt. Der Vorgang wird als Glykogenolyse bezeichnet. Glucogon ist das Hormon, das die Glykogenolyse stimuliert. 1,4-alpha-glykosidische und 1,6-alpha-glykosidische Verknüpfungen von Glykogen sind in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3: Bindungen in Glykogen

Unterschied zwischen Stärkezellulose und Glykogen

Definition

Stärke: Stärke ist die wichtigste Kohlenhydratspeicherquelle in Pflanzen.

Zellulose: Cellulose ist der Hauptstrukturbestandteil der Zellwand von Pflanzen.

Glykogen: Glykogen ist die wichtigste Kohlenhydratspeicher-Energiequelle von Pilzen und Tieren.

Monomer

Stärke: Das Stärkemonomer ist Alpha-Glucose.

Zellulose: Das Monomer der Cellulose ist Beta-Glucose.

Glykogen: Das Monomer von Glykogen ist Alpha-Glukose.

Bindung zwischen Monomeren

Stärke: Die 1,4-glykosidischen Bindungen in Amylose und die 1,4- und 1,6-glykosidischen Bindungen in Amylopektin treten zwischen Stärkemonomeren auf.

Zellulose: Zwischen den Monomeren der Cellulose treten 1,4 glykosidische Bindungen auf.

Glykogen: Zwischen den Monomeren des Glykogens treten 1, 4 und 1,6 glykosidische Bindungen auf.

Natur der Kette

Stärke: Amylose ist eine unverzweigte, gewundene Kette und Amylopektin ist eine lange verzweigte Kette, von denen einige gewunden sind.

Zellulose: Cellulose ist eine gerade, lange, unverzweigte Kette, die mit benachbarten Ketten H-Brücken bildet.

Glykogen: Glykogen ist eine kurze, viele verzweigte Kette, von denen einige Ketten gewunden sind.

Molekularformel

Stärke: Die Summenformel von Stärke ist (C₆h₁₀Ö₅)n

Zellulose: Die Summenformel von Cellulose lautet (C₆h₁₀Ö₅)n.

Glykogen: Die Summenformel von Glykogen ist C₂₄h₄₂Ö₂₁.

Molmasse

Stärke: Die Molmasse von Stärke ist variabel.

Zellulose: Die Molmasse von Cellulose beträgt 162.1406 g/mol.

Glykogen: Die Molmasse von Glykogen beträgt 666,5777 g/mol.

Gefunden in

Stärke: Stärke kommt in Pflanzen vor.

Zellulose: Zellulose kommt in Pflanzen vor.

Glykogen: Glykogen kommt in Tieren und Pilzen vor.

Funktion

Stärke: Stärke dient als Kohlenhydrat-Energiespeicher.

Zellulose: Cellulose ist am Aufbau von Zellstrukturen wie Zellwänden beteiligt.

Glykogen: Glykogen dient als Kohlenhydrat-Energiespeicher.

Auftreten

Stärke: Stärke kommt in Getreide vor.

Zellulose: Cellulose kommt in Fasern vor.

Glykogen: Glykogen kommt in kleinen Körnchen vor.

Abschluss

Stärke, Cellulose und Glykogen sind Polysaccharide, die in Organismen vorkommen. Stärke ist in Pflanzen die wichtigste Speicherform von Kohlenhydraten. Lineare Stärkeketten werden als Amylose bezeichnet und wenn sie verzweigt sind, werden sie als Amylopektin bezeichnet. Glykogen ähnelt Amylopektin, ist jedoch stark verzweigt. Es ist die wichtigste Kohlenhydratspeicherform bei Tieren und Pilzen. Cellulose ist ein lineares Polysaccharid, das Wasserstoffbrücken zwischen mehreren Celluloseketten bildet, um eine faserige Struktur zu bilden. Es ist der Hauptbestandteil der Zellwand von Pflanzen, einigen Algen und Pilzen. Somit besteht der Hauptunterschied zwischen Stärkezellulose und Glykogen in ihrer Rolle in jedem Organismus.

Referenz:1. Berg, Jeremy M. „Komplexe Kohlenhydrate werden durch Verknüpfung von Monosacchariden gebildet.“ Biochemie. 5. Auflage. U.S. National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 17. Mai 2017..

Bildhöflichkeit: 1. „Reisstärke – Mikroskopie“ Von MKD – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia2. „Cellulose spacefilling model“ Von CeresVesta (Vortrag) (Uploads) – Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia 3. „Glycogen“ (Public Domain) über Commons Wikimedia