Лактозата е дизахаридна захар, съставена от глюкоза и галактоза. Тя е основният въглехидрат, който се съдържа в млякото на бозайниците, включително в кравето мляко, и е основен източник на храна за новородените бозайници. Лактозата се съдържа и в някои зеленчуци и плодове, но в по-малки количества. В тази статия ще обсъдим структурата и функциите на лактозата в клетката и живите организми.
Структура на лактозата
Химичната формула на лактозата е C12H22O11. Тя е бял кристален прах, с леко сладък вкус. Молекулата на лактозата се състои от две прости захари – глюкоза и галактоза, свързани помежду си с гликозидна връзка. Връзката между двете захари е β-1,4 гликозидна връзка, която прави лактозата устойчива на хидролиза от повечето ензими.
Функции на лактозата в клетката
Лактозата играе решаваща роля в клетъчния метаболизъм на бактериите. В E.coli лактозата действа като индуктор на lac-оперона. Lac-оперонът е група гени, отговорни за метаболизма на лактозата в E.coli. Гените в lac-оперона произвеждат три белтъка: β-галактозидаза, лактозна пермеаза и галактозид ацетилтрансфераза. Тези белтъци работят заедно, за да разградят лактозата на глюкоза и галактоза, които след това се използват за производство на енергия.
При липса на лактоза lac-оперонът се изключва и гените не се експресират. Когато обаче лактозата присъства, тя се свързва с репресорния протеин, предизвиквайки конформационна промяна, която му пречи да се свърже с оператора. Това позволява на РНК полимеразата да транскрибира гените в lac-оперона, което води до производството на протеините, необходими за метаболизма на лактозата.
Функции на лактозата в живите организми
Лактозата е основен източник на храна за новородените бозайници. Лактозата в млякото осигурява енергията и хранителните вещества, необходими за растежа и развитието на малките. Ензимите в тънките черва на бозайниците, по-конкретно лактазата, разграждат лактозата на глюкоза и галактоза, които след това се абсорбират от лигавицата на червата и се транспортират до черния дроб за метаболизъм.
Лактозата се използва и в хранително-вкусовата промишленост като подсладител и набухвател. Обикновено се среща в млечни продукти като сирене, масло и сладолед. Непоносимостта към лактоза е състояние, при което човек не може да смила лактозата поради недостиг на ензими лактаза. Това състояние е широко разпространено сред възрастните и може да причини подуване на корема, спазми и диария.
В заключение, лактозата е основна дизахаридна захар, която се съдържа в млякото на бозайниците. Тя играе ключова роля в клетъчния метаболизъм, по-специално в lac-оперона на E.coli. Лактозата е също така жизненоважен източник на храна за новородените бозайници и често се използва като подсладител в хранителната промишленост. Разбирането на структурата и функциите на лактозата може да даде представа за значението на този въглехидрат както в клетъчните, така и във физиологичните процеси на живите организми.