CARBOHIDRATOS
Los glúcidos, carbohidratos, hidratos
de carbono o sacáridos (del griego σάκχαρ "azúcar")
son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. La glucosa,
el glucógeno y el almidón son las formas biológicas
primarias de almacenamiento y consumo de energía;
la celulosa forma la pared celular de las células vegetales
y la quitina es el principal constituyente
del exoesqueleto de los artrópodos.
El término "hidrato de carbono" o
"carbohidrato" es poco apropiado, ya que estas moléculas no son
átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua,
sino que constan de átomos de carbono unidos a otros grupos
funcionales como carbonilo e hidroxilo. Este nombre proviene de la nomenclatura
química del siglo XIX, ya que las primeras sustancias aisladas
respondían a la fórmula elemental Cn(H2O)n (donde "n" es un entero >= 3). De
aquí que el término "carbono-hidratado" se haya mantenido, si bien
posteriormente se demostró que no lo eran. Además, los textos científicos
anglosajones aún insisten en denominarlos carbohydrates lo que induce a
pensar que este es su nombre correcto. Del mismo modo, en dietética, se
usa con más frecuencia la denominación de carbohidratos.
Los glúcidos pueden sufrir reacciones
de esterificación, aminación, reducción, oxidación, lo cual
otorga a cada una de las estructuras una propiedad específica, como puede ser
de solubilidad.
TIPOS DE GLUCIDOS O CARBOHIDRATOS
Monosacáridos
Los glúcidos más simples, los monosacáridos, están
formados por una sola molécula; no pueden ser hidrolizados a
glúcidos más pequeños. La fórmula química general de un monosacárido no modificado es (CH2O)n,
donde n es cualquier número igual o mayor a tres, su límite es de 7 carbonos.
Los monosacáridos poseen siempre un grupo carbonilo en uno de sus
átomos de carbono y grupos hidroxilo en el resto, por lo que pueden
considerarse polialcoholes. Por tanto se definen químicamente como polihidroxialdehídos o pihidroxicetonas.
Los monosacáridos se clasifican de acuerdo a tres
características diferentes: la posición del grupo carbonilo, el número
de átomos 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 triosas; aquellos con cuatro son llamados tetrosas, lo que
poseen cinco son llamados pentosas, seis son llamados hexosas 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 asimétricos, haciéndolos centros estéricos 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 isómeros. Por ejemplo la aldohexosa D-glucosa, tienen la fórmula (CH2O)6,
de la cual, exceptuando dos de sus seis átomos de carbono, todos son centros quirales, haciendo que la
D-glucosa sea uno de losestereoisómeros posibles. En el caso
del gliceraldehído, una aldotriosa, existe un par de posibles esteroisómeros, los cuales
son enantiómeros y epímeros (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.
Disacáridos
Los disacáridos están
formados por la unión de dos monosacáridos, generalmente hexosas y son los oligosacáridos de mayor importancia biológica y
están formados por la unión de dos hexosas. Su fórmula general es C12H22O12
El enlace que se
establece entre las dos unidades de monosacáridos recibe el nombre de enlace glucosídico (más correctamente O-glucosídico), y consiste en la
unión de dos grupos –OH (hidroxilo) con pérdida de una molécula de agua. Este
enlace se forma entre un carbono (llamado anomérico) del primer monosacárido y cualquier otro del segundo. Esta, como todas las
reacciones que se dan en las células no es espontánea sino está catalizada por
enzimas. La reacción es reversible, pero en la naturaleza requiere
también la presencia de enzimas hidrolíticas específicas para cada disacárido (maltasa, sacarasa, etc.).
Las propiedades de
los disacáridos son semejantes a las de los monosacáridos: son sólidos
cristalinos de color blanco, sabor dulce y
solubles en agua.
Unos pierden el poder
reductor de los monosacáridos y otros lo conservan. Si en el enlace O-glucosídico intervienen los -OH
de los dos carbonos anoméricos (responsables del
poder reductor) de ambos monosacáridos, el disacárido obtenido no tendrá poder
reductor. Según el tipo de enlace y los monosacáridos implicados en él,
hay distintos disacáridos.
Principales disacáridos.
Los principales
disacáridos de interés biológico son los siguientes:
La maltosa
o azúcar de malta.
Está formada por dos unidades de alfa glucosa, con enlace glucosídico de tipo alfa 1-4. La
molécula tiene características reductoras. Se encuentra libre de forma natural
en la malta, de donde recibe el nombre y forma parte de varios polisacáridos
de reserva (almidón y glucógeno), de los que se obtiene por hidrólisis.
La malta se extrae de los granos de cereal, ricos en almidón, germinados.Se usa para fabricar cerveza, whisky y otras bebidas.
La malta se extrae de los granos de cereal, ricos en almidón, germinados.Se usa para fabricar cerveza, whisky y otras bebidas.
La lactosa
o azúcar de la leche.
Está formada por galactosa y glucosa, unidas con enlace glucosídico beta 1-4. También
tiene carácter reductor. Se encuentra libre en la leche de los mamíferos. Gran
parte de la población mundial presenta la llamada “intolerancia a la lactosa”,
que es una enfermedad caracterizada por la afectación más o menos grave de la
mucosa intestinal que es incapaz de digerir la lactosa. Cursa con dolor
abdominal y diarrea como principal síntoma. Es más frecuente en adultos y
orientales.
La sacarosa o azúcar de
caña y remolacha. Está formada por alfa-glucosa y beta-fructosa, con enlace
1-2- No posee carácter reductor. Es el azúcar que se obtiene industrialmente y
se comercializa en el mercado como edulcorante habitual. Además, se halla muy
bien representada en la naturaleza en frutos, semillas, néctar, etc.
La celobiosa. Está formada por
dos unidades de beta-glucosa, con enlace 1-4. Está presente en la molécula de
celulosa y no se encuentra libre.
La isomaltosa. Consta de dos
unidades de alfa-glucosa con enlace 1-6. Está presente en los polisacáridos
“almidón” y “glucógeno” y no se halla libre.
Polisacáridos
Cadenas largas de monosacáridos, de varios cientos o
miles y que pueden ser ramificados o lineales. Los polisacáridos, a diferencia
de las proteínas. no tienen un peso molecular definido, ya que no son
sintetizadas a partir de un molde (RNAm) como las proteínas.
Las que determinan el peso de un polisacárido son las
enzimas responsables de todos los pasos de la síntesis que actúan
secuencialmente. Existe una enzima para cada tipo de unión de cada monosacárido diferente.
Los mecanismos que determinan el peso máximo de un polisacarido son desconocidos.
Almidón y Glicógeno
Tanto el almidón, que pertenece a las células vegetales,
como el glicógeno, de las célular animales, son pilisacáridos de almacenamiento que se acumulan formando gránulos.
Estos polisacáridos están altamente hidratados ya que tienen cientos o miles de
grupos OH expuestos al medio acuoso. Ambos son polímeros de glucosa en
distintas estructuras.
El almidón se acumula principalmente en tubérculos y
semillas de plantas, está compuesto por 2 tipos de polímeros de glucosa:
Amilasa (glc (alfa1-->4)glc)n polímero lineal (PM 500.000)
Amilopectína (glc (alfa 1-->4) glc), cada 24-30
residuos glc(alfa1-->6)glc (PM 1000000)
El glicógeno es un polímero ramificado de glucosa como
la amilopectina del almidón, salvo
que las ramificaciones ocurren cada 8-12 residuos en la cadena lineal por lo
que es un polímero más compacto que el almidón.
En las células animales, el glicógeno se encuentra en
forma de gránulos en ciertas célular como las hepáticas y musculares. Cada
molécula de glicógeno tiene un peso de varios millones y tiene asociado a la
molécula las enzimas de síntesis y degradación del polímero.
Tanto para degradar la amilopectina como el glicógeno, muchas enzimas especificas se unen a
los extremos no reductores y actúan al mismo tiempo.
La glucosa es almacenada al interior de la célula
vegetal y animal como un polímero de alto peso molecular, y no como glucosa
libre, ya que de esta forma contribuye poco a generar diferencia osmolar entre
el interior de la célula y el medio externo (la osmolaridad está dada por el
número de moléculas en solución y su diferencia con el medio externo).
Celulosa y quitina.
Tanto la celulosa como la quitina son homo polisacáridos
estructurales. La celulosa es un polímero de D-glucosa unidas por enlace glicosídico B1-4 y la quitina un
polímero de N-acetilglucosamina con el mismo enlace.
el enlace glicosídico b1-4 genera polímeros linealesmás rígidos que los de la amilosa que son A1-4 y permite que varios polímeros lineales
interactúen entre ellos formando fibras que son más resistentes.
La celulosa forma la parte leñosa y resistente de muchos
vegetales, la quitina compone la caparazón de muchos artrópodos.
Los animales pueden degradar la amilosa, amilopectina y glicógeno, ya que
tienen enzima A-amilasa, que hidroliza el enlace A1-4, pero no pueden degradar
celulosa o quitina porque no tienen enzimas para el enlace B1-4. Solo los
rumiantes (vacas, ovejas, jirafas, etc), que tienen un estómago extra llamado Rumen, en el que
viven bacterias y protozoos, pueden degradar la celulosa por las celulasa secretada por estos.
muy bueno pero falta mas infomacion
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