السكريات الاحادية Monosaccharides

تعتبر السكريات الاحادية لا يمكن تحليلها إلى جزيئات أبسط منها في التركيب، كما تعد أصغر جزيء كربوهيدراتي يوجد منفرداً في الطبيعة، ومن أمثلتها الجلوكوز (سكر العنب) والفركتوز) سكر الفاكهة) ولها الصيغة الكيميائية (C₆H₁₂O₆) وتسمى أيضاً بالسكريات البسيطة، وباعتبار الكربوهيدرات مركبات الدهنية او كيتونية متعددة الهيدروكسيل فهذا يعني أن أبسط جزيئاتها يحتوي في تركيبه على ثلاث ذرات كربون، ويمكن تقسيمها على حسب عدد ذرات الكربون إلى ثلاثية الكربون، ويمك تقسيمها على حسب عدد ذرات الكربون إلى ثلاثية الكربون Trioses أو رباعية الكربون Tetroses أو خماسية الكربون Pentoses أو سداسية الكربون Hexoses وتقسيم بدورها إلى الدوزات وكيتوزات كما في الجدول 1-1.

الجدول 1-1: يوضح تركيب الألدوزات والكيتوزات:

وهذه السكريات توجد بشكل الدوزات Aldoses (CHO) مثل الجلوكوز، الجلاكتوز، المانوز أو بشكل كيتوزات Ketoses (C = 0) مثل الفركتوز.

واكثر السكريات الثلاثية أهمية بالنسبة للنباتات هو جليسر الدهيد glyceraldehyde وثنائي هيدروكسي الاسيتون Dihydroxyacetone والصيغة العامة لهذه السكريات الأحادية الثلاثية الكربون هي C₃H₆O₃ ولهذين المركبين السابقين أهمية بالغة وحيوية في عملية البناء الضوئي والتنفس التركيب الكيميائي لهما هو التالي:

إن كل من الجليسر الدهيد وثنائي هيدروكسي الاستيون ا لا يوجد بالشكل الحر وغالباً يشكلان استر مع الفوسفات كذلك يوجدان على شكل ثنائي هيدروكسي الأسيتون الفوسفات و -3 فوسفو جليسر الدهيد ومن السكريات الأحادية أيضاً البنتوزانات Pentoses وهي عبارة عن سكريات خماسية الكربون صيغتها العامة C₅H₁₀O₅ مهمة جداً كمركبات وسطية في مختلف مسالك الاستقلاب الغذائي وفي تركيب عدد من السكريات العديدة التي تدخل في تركيب الجدار الخلوي والكثير من المواد الضرورية للعمليات الحيوية المختلفة ومنها سكر الزايلوز Ribose والدي أوكسي رايبوز اللذين لهما أهمية في تكوين الأحماض النووية (النوكليتيدات) التي ستدرس لاحقاً بالتفصيل . يدخل سكر الزايلوز Xylose في تركيب الهيميسيللوز Hemicellulose والي بدوره يدخل في تركيب الجدران الخلوية النباتية والصيغة الكيميائية لسكر Xylose هي التالية

أما السكريات الخماسية مثل الرايبوز Ribose  و  Deoxyibose فتدخل في تركيب الأحماض النووية (DNA و ( RNA وفي تركيب المرافقات الأنزيمية مثل NAD و NADP والصيغة الكيميائية لهذه السكريات هي C₅H₁₀O₅ اما تراكيبها الكيميائية فهي التالية:

تدخل السكريات الخماسية في تركيب عدد من السكريات العديدة مثل الآرابانات Arabans وهي عبارة عن سكريات تدخل في تركيب المواد الجيلاتينية أو الصمغية لبعض الأشجار. وفي تركيب الزايلانات Xyalans التي تتواجد في الجدر الخلوية وخاصة في نسيج الخشب Xylem وأغلفة البذور والسوق القصبية (القمح والشعير) حيث تصل نسبته إلى (4:1) من مكونات الجدر الخلوية.

اما السكريات السداسية كالهكسوزات Hexoses فهي أكثر السكريات الاحادية في النباتات من حيث الوفرة وهي التي تدخل في تركيب السكريات الاحادية والقليلة والمتعددة. واكثر السكريات السداسية (Hexoses) إنتشاراً في عالم النبات هو الجلوكوز (سكر العنب) والجلاكتوز والمانوز والفركتوز. تشتمل كل هذه السكريات على ست ذرات كربون والصيغة الكيميائية العامة لها هي (C₆H₁₂O₆) وتوجد لهذه الهكسوزات الأربعة الأيسومرات D. يتواجد سكر الجلوكوز والفركتوز في الطبيعة بكميات كبير نسبياً، يحتوي سكر الفركتوز على وظيفة كيتونية فقط، بينما الثلاث المتبقية فهي الدوزات التي تختلف عن بعضها البعض بترتيب ذرات الهيدروجين ومجموعات الهيدروكسيل  حول ذرات الكربون. وبالرغم من أن الصيغة التفصيلية للسكريات الأحادية عادة تكتب بشكل سلسلة مستقيمة، إلا أن جزيئاتها وخاصة فوق السداسية تؤلف بالحقيقة حلقات غير متجانسة بشكل فيها أوكسجين المجموعة الألدهيدية أو المجموعة الكيتونية جسراً لتكوين الحلقة، حيث تتكون الحلقة في الجلوكوز (ghucose) بين ذرة الكربون الاولى والخامسة وبذلك نحصل على حلقة سداسية من البيرانوز Pyranose (سكريات كيتونية) كما في الفركتوز ونظراً لاشتراك ذرة الكربون الاولى من السكر في تكوين الحلقة المذكورة يصبح كربوناً غير متناظر، وبذلك ينشئ نظير جديد للسكر ويعتمد على وضع المجموعة الهيدروكسيلية (OH-) فوق او تحت أو اليسار وبذلك نحصل على نظير a وآخر B للسكر المدروس. وبصورة عامة جميع السكريات التي وجدت في النبات هي من النوع "D" ونادراً ما توجد في النوع L- (L- galactose الموجود في الآجار agar).

وكذلك توجد أنواع من السكريات الاحادية تحتوي على سبع أو ثمان ذرات من الكربون في تركيبها وهي قليلة التواجد مثل سيدو هيبتولوز -7 فوسفات Phosphate – 7 – Sedoheptulose. وبالرغم من كون الكربوهيدرات الاحادية والتي تحتوي في تركيبها ست ذرات كربون (Hexoses تشترك جميعاً في الصيغة العامة C₆H₁₂O₆ إلا أنها تتباين في صفاتها الكيميائية والطبيعية ويعود هذا التباين والاختلاف إلى:

1ـ الاختلاف في التوزيع الفراغي لذرات الهيدروجين ومجموعات الهيدروكسيل حول ذرة الكربون.

2- اختلاف طبيعية المجموعة الكربونيلية في الكربوهيدرات فهي كتيونية (C = 0) في الفركتوز والدهيدية (-CHO) في الجلوكوز.

يوجد الجلوكوز عادة بنمطين هما –a جلوكوز و – B جلوكوز فالنمط – a جلوكوز يدخل في تركيب النشأ ونسبته المئوية حوالي 36% فقط، بينما – B جلوكوز يدخل في تركيب السيليلوز ونسبته 63%، أما الجلوكوز بصورة مفتوحة فيتواجد بنسبة 1% فقط وهو قليل التواجد في الطبيعة.