I monosaccaridi sono formati da catene di atomi di carbonio, costituite da un minimo di 3 ad un massimo di 7 atomi. I monosaccaridi più diffusi in natura sono quelli con sei (esosi) e con cinque (pentosi) atomi di carbonio. I pentosi e gli esosi si chiudono in genere ad anello.
I chimici classificano i composti organici in relazione alla presenza nella loro molecola di particolari gruppi chimici, detti gruppi funzionali. Ciascuna classe di composti organici presenta uno o più gruppi funzionali caratteristici.
I monosaccaridi sono caratterizzati dalla presenza di due gruppi funzionali: l'ossidrile ed il carbonile.
Un monosaccaride presenta il primo (aldosi) o il secondo (chetosi) carbonio della catena unito ad un atomo di ossigeno con un doppio legame covalente (gruppo funzionale carbonilico), mentre tutti gli altri atomi di carbonio sono uniti con un gruppo ossidrilico. Tutti i rimanenti legami del carbonio vengono saturati dall'idrogeno.
La desinenza -osio caratterizza i nomi dei monosaccaridi (glucosio, fruttosio etc).
Aldoesoso Chetoesoso
Esistono infatti diversi esosi con la stessa formula bruta C6H12O6, che differiscono tra loro per la posizione dei 5 gruppi ossidrili ( a destra o a sinistra della catena carboniosa). L'esoso di gran lunga più diffuso in natura è il glucosio che presenta l'ossidrile C3 a sinistra
In realtà gli esosi si chiudono ad anello poichè il gruppo carbonilico reagisce con l’ossidrile in C5 formando un esagono (con l'ossigeno che fa da ponte tra C1 e C5).
Il glucosio, ad esempio, si chiude ad esagono
Mentre il fruttosio (chetoesoso) si chiude a pentagono
Tra gli aldoesosi più diffusi ricordiamo il galattosio (ossidrili C3 e C4 a sinistra) che si trova abbondante nel latte.
I pentosi possiedono tutti formula bruta C5H10O5.
Tra i pentosi ricordiamo il ribosio, un aldopentoso con struttura ciclica a pentagono (l'ossigeno fa da ponte tra C1 e C4). Il ribosio è una molecola fondamentale per la costruzione di molte sostanze organiche complesse, tra cui gli acidi nucleici (DNA ed RNA).
Infine tra i triosi ricordiamo l'aldeide glicerica o gliceraldeide, il più semplice tra gli zuccheri naturali, un aldotrioso che rappresenta un importante intermedio nel metabolismo degli zuccheri.
Tutti i monosaccaridi sono caratterizzati dalla formula bruta generica CnH2nOn. In altre parole C, H ed O sono sempre presenti nel rapporto di 1:2:1. Per ogni atomo di carbonio ve ne sono 2 di idrogeno ed 1 di ossigeno. Poichè l'idrogeno e l'ossigeno sono presenti nelle stesse proporzioni in cui si trovano nella molecola d'acqua (2:1), i glucidi vengono anche detti carboidrati (idrati di carbonio). Ciò non significa naturalmente che nella loro molecola esista acqua in quanto tale.
La presenza di numerosi ossidrili, caratterizzati da una elevata polarità, rende i monosaccaridi facilmente solubili in acqua.
I monosaccaridi rappresentano il combustibile per eccellenza delle cellule. In particolare il glucosio che può essere velocemente trasportato e "bruciato" per fornire energia indispensabile alla vita. L'energia si trova concentrata soprattutto nei legami C-H, più energetici dei legami C-O.
Molti monosaccaridi esplicano comunque anche altre funzioni biologiche, fungendo soprattutto da mattoni chimici per la costruzione di molecole complesse.