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Los monosacáridos se clasifican de acuerdo a tres características diferentes: la posición del grupo [[carbonilo]], el número de [[átomo]]s de [[carbono]] que contiene y su [[quiralidad]]. Si el grupo carbonilo es un [[aldehído]], el monosacárido es una [[aldosa]]; si el grupo carbonilo es una [[cetona]], el monosacárido es una [[cetosa]]. Los monosacáridos más pequeños son los que poseen tres átomos de carbono, y son llamados [[triosa]]s; aquéllos con cuatro son llamados [[tetrosa]]s, lo que poseen cinco son llamados [[pentosa]]s, seis son llamados [[hexosa]]s y así sucesivamente. Los sistemas de clasificación son frecuentemente combinados; por ejemplo, la [[glucosa]] es una [[aldohexosa]] (un aldehído de seis átomos de carbono), la [[ribosa]] es una [[aldopentosa]] (un aldehído de cinco átomos de carbono) y la [[fructosa]] es una [[cetohexosa]] (una cetona de seis átomos de carbono).
Cada átomo de carbono posee un grupo de [[hidroxilo]] (-OH), con la excepción del primero y el último carbono, todos son [[asimetría|asimétricos]], haciéndolos centros [[estérico]]s con dos posibles configuraciones cada uno (el -H y -OH pueden estar a cualquier lado del átomo de carbono). Debido a esta asimetría, cada monosacárido posee un cierto número de [[isómero]]s. Por ejemplo la [[aldohexosa]] D-glucosa, tienen la fórmula (CH<sub>2</sub>O)<sub>6</sub>, de la cual, exceptuando dos de sus seis átomos de carbono, todos son centros quirales, haciendo que la D-glucosa sea uno de los [[estereoisómero]]s posibles. En el caso del [[gliceraldehído]], una [[aldotriosa]], existe un par de posibles esteroisómeros, los cuales son [[enantiómero]]s y [[epímero]]s (1,3-[[dihidroxiacetona]], la cetosa correspondiente, es una molécula simétrica que no posee centros quirales). La designación D o L es realizada de acuerdo a la orientación del carbono asimétrico más alejados del grupo carbonilo: si el grupo hidroxilo está a la derecha de la molécula es un azúcar D, si está a la izquierda es un azúcar L. Como los D azúcares son los más comunes, usualmente la letra D es omitida.
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