Las biomoléculas y los carbohidratosBiomolekulak eta karbohidratoak

Son las moléculas que forman los seres vivos.

INORGÁNICAS:

Agua

Sales minerales

Gases

ORGÁNICAS:

Glúcidos: monosacáridos, disacáridos, polisacáridos

Función de dar y guardar energía

Función de donante de C

En las plantas, función estructural

Proteínas: aminoácidos

Función catalítica

Función de transporte

Contracción

Función de defensa

Función hormonal

Función de toxina

Función de reserva

Función estructural

Lípidos: glicerol, ácidos grasos

Función de reserva

En las membranas, función estructural

Función de transporte

Función hormonal

Función de protección

Ácidos nucleicos: bases, pentosa, fosfato

ADN:

Duplicación: la herencia

La síntesis de proteínas

ARN:

Intermediario de la síntesis de proteínas

Fórmula empírica: Cn(H2O)n → no coincide con la fórmula molecular.

Los carbohidratos son aldehídos o cetonas con muchos grupos hidroxilo.

CONCEPTOS:

Carbono asimétrico: el que está unido a 4 átomos o grupos distintos.

Estereoisómeros: D y L

Anómeros: α y β

Enlace glicosídico: mono- o dicarbonílico y, por tanto, reductor o no reductor.

Son útiles para acumular energía: el glucógeno.

Como consecuencia de la oxidación de estos compuestos obtenemos intermediarios energéticos aprovechables y también el poder reductor, imprescindible para el anabolismo.

Son componentes de los ácidos nucleicos.

Se unen a muchas proteínas y lípidos, cumpliendo varias funciones entre las células y dentro de ellas.

Cumplen función estructural: ayudan a mantener las estructuras de los tejidos (el ácido hialurónico, componente del colágeno)

La vitamina C es un derivado de monosacárido.

Participan en la composición de algunas inmunoglobulinas.

ENERGÍA (acumular y dar) y RESERVA

Todos los que aparecen libres en el citoplasma siguen la fórmula empírica → tienen entre 3 y 7 carbonos.

Los monosacáridos más simples son los de tres carbonos: la dihidroxiacetona y los gliceraldehídos D o L (estereoisómeros). El más corriente es la D-glucosa y el más simple el gliceraldehído, porque tiene un solo carbono asimétrico.

Cada carbono asimétrico duplica el número de estereoisómeros. Por tanto, como el gliceraldehído tiene un solo carbono asimétrico, tiene 2 estereoisómeros.

CICLACIÓN Cuando el grupo aldehído reacciona con el grupo alcohol, se forma un enlace hemiacetal. Cuando el grupo cetona reacciona con el grupo alcohol, se forma un enlace hemicetal.

Los monosacáridos, cuando están disueltos en agua, están en estado lineal y ciclado. Los grupos -OH que han participado en la reacción pueden tomar una conformación especial, y se les llama anómeros: las formas α y β, porque al ciclarse el monosacárido aparece otra zona asimétrica nueva.

Son los glúcidos que se obtienen por reducción, oxidación o sustitución de los monosacáridos.

POR REDUCCIÓN

ALCOHOLES DE AZÚCAR:

Son los derivados de monosacáridos que se obtienen como consecuencia de la reducción de las funciones aldehído o cetona de los monosacáridos.

Como consecuencia de esa reacción, las funciones aldehído o cetona se convierten en función alcohol.

Sorbitol: se utiliza en la clínica cuando se aconseja no tomar glucosa.

En el intestino no se absorbe como la glucosa y, por tanto, puede provocar problemas osmóticos. Algunas golosinas lo llevan, así que hay que andar con cuidado.

DESOXIAZÚCARES:

Aparecen cuando se reduce el grupo hidroxilo.

POR OXIDACIÓN

ÁCIDOS DE AZÚCAR:

Son los derivados que se obtienen como consecuencia de la oxidación de los monosacáridos simples.

Cuando los carbonos terminales de las aldosas se oxidan a grupo carboxilo (COOH): según la carboxilación podemos distinguir tres tipos:

Ácidos urónicos: cuando mantienen la función aldehído.

ESTEREOISÓMEROS: el carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo. D: grupo -OH a la derecha. L: grupo -OH a la izquierda.

ANÓMEROS: la posición del grupo hidroxilo del carbono asimétrico. α: grupo -OH hacia abajo. β: grupo -OH hacia arriba.

Ácido glucurónico: participa en la estructuración de los polisacáridos.

Participa en los procesos de detoxificación de sustancias dañinas.

Ácidos aldónicos: aparecen cuando la oxidación se produce en la función aldehído. Participan en algunas reacciones del metabolismo.

Ácidos aldáricos: la oxidación se produce en los dos extremos. En el organismo no tienen importancia.

POR SUSTITUCIÓN

AMINOAZÚCARES:

Cuando en el grupo hidroxilo se sustituye un grupo amino. La galactosamina es componente del condroitín sulfato (colágeno).

AZÚCARES CON FOSFATO:

El grupo hidroxilo se sustituye mediante el ácido fosfórico. Muchos intermediarios del metabolismo son así.

O-GLUCÓSIDOS:

Derivados que se producen a consecuencia de un grupo alcohol de los monosacáridos.

Al enlace que se forma también se le llama glicosídico.

Algunos compuestos están formados de esta manera. Ej.: la estreptomicina.

Se forman como consecuencia del proceso de polimerización de los monosacáridos. La polimerización se produce mediante el enlace glicosídico, un enlace acetálico que ocurre entre los monosacáridos.

Pueden tener 2-10 unidades de monosacárido, pero los formados por 2 monosacáridos tienen un nombre especial: DISACÁRIDO.

DISACÁRIDOS Los polisacáridos se forman cuando dos monosacáridos se unen mediante enlaces glicosídicos.

Así, los hemiacetales, mediante el grupo hidroxilo del carbono anomérico, pueden reaccionar con otro alcohol dando un enlace acetálico.

Aparecen 3 tipos de enlace:

C1-C4: en la maltosa

C1-C1: en la trehalosa

C1-C2: en la sacarosa

MONOCARBONÍLICO: entre el grupo -OH del carbono carbonílico y cualquier otro grupo -OH.

DICARBONÍLICO: entre los grupos -OH de 2 carbonos carbonílicos.

DISACÁRIDOS REDUCTORES: el aldehído no participa en el enlace.

Lactosa:

Formada por el enlace glicosídico β1-4 de glucosa + galactosa.

El azúcar importante que hay en la leche

DISACÁRIDOS NO REDUCTORES:

Trehalosa: aparece en el sistema circulatorio de los insectos.

Formada por el enlace glicosídico α1-1 de glucosa + glucosa.

Sacarosa:

Formada por el enlace glicosídico α1-β2 de glucosa + fructosa.

El azúcar más corriente que se utiliza para endulzar los alimentos.

Se forman como consecuencia del proceso de polimerización de los monosacáridos simples. Los oligosacáridos pueden irse uniendo mediante enlaces glicosídicos, formando macromoléculas grandes con miles de unidades. Entre ellos hay de dos tipos:

HOMOPOLISACÁRIDOS: formados por un solo tipo de monosacárido.

HETEROPOLISACÁRIDOS: suelen estar formados por aminoazúcares y ácidos urónicos. A menudo se unen de forma covalente a cadenas proteicas dando proteoglicanos.

HOMOPOLISACÁRIDOS

ALMIDÓN: está formado por amilosa (cadena lineal de α D-glucosa) y amilopectina (cadena ramificada de α D-glucosa).

No se disuelve en agua.

Es un compuesto adecuado para acumular energía.

Es el polisacárido que se acumula en las plantas.

AMILOSA:

Cadena lineal de α D-glucosa (mediante enlace α1-4).

Forma cadenas rectas de forma helicoidal.

Es insoluble en agua, pero forma micelas.

AMILOPECTINA:

Cadena ramificada de α D-glucosa (mediante enlace α1-4).

Tiene puntos de ramificación cada 24-36 unidades de glucosa.

Al romperse se forman maltosa e isomaltosa.

Es insoluble en agua.

GLUCÓGENO:

Cadena ramificada de α D-glucosa (mediante enlace α1-4).

Tiene los puntos de ramificación cada 8-12 unidades de glucosa.

Es el polisacárido de acumulación más abundante en los tejidos y en las células de los animales.

CELULOSA:

Cadena helicoidal de β-D glucosa (mediante enlace β1-4).

Forma una vuelta cada 4 moléculas de glucosa.

Es un polisacárido estructural adecuado. Enlaces O-glicosídicos muy protegidos.

HETEROPOLISACÁRIDOS

HEMICELULOSA:

Formada por moléculas de β D-xilosa (mediante enlace β1-4).

Ramificada.

Participa en la composición de la pared de las células vegetales.

Están formados por compuestos que son derivados de los monosacáridos. Los formados por un solo tipo de monómero son homopolisacáridos derivados; si están formados por más de un tipo de monómero, son heteropolisacáridos derivados.

HOMOPOLISACÁRIDO DERIVADO:

Quitina:

Formada por moléculas de β N-acetilglucosamina, mediante enlace β1-4.

En su estructura se parece mucho a la celulosa.

Aparece en el exoesqueleto de los insectos.

HETEROPOLISACÁRIDO DERIVADO:

Ácido hialurónico:

Está formado por N-acetilglucosamina y ácido D-glucurónico.

Lo llevan muchas soluciones lubricantes.

Está en el humor vítreo de los ojos.

Los azúcares se unen a muchos otros compuestos: glucoproteínas y glucolípidos, por ejemplo.

PROTEOGLICANOS Los proteoglicanos tienen alrededor de 150 cadenas de polisacárido como cadenas laterales. Cuando se hidratan cogen mucha agua dentro de sí. Unidas a los proteoglicanos hay fibras de colágeno y de elastina. Así se forman matrices firmes para guiar las migraciones de las células y para hacer de soporte de varias estructuras.

GLUCOPROTEÍNAS Comparadas con las anteriores (los proteoglicanos), en este caso el porcentaje de la molécula que suponen los carbohidratos es mucho más pequeño. En las glucoproteínas hay alguna molécula de oligosacárido. Las glucoproteínas suelen ser componentes de las membranas celulares.

En las glucoproteínas los oligosacáridos se ligan a aminoácidos concretos: a la asparagina o a la serina y la treonina. La asparagina puede aceptar el oligosacárido si está en una secuencia como esta: Asn-X-Ser o Asn-X-Thr (zonas de glicosilación). Muchos componentes del suero también son glucoproteínas. La glicosilación se produce en el retículo endoplasmático y en el aparato de Golgi.

Entre las funciones que puede tener la glicosilación, se cree que se adhieren como señal de a dónde tienen que ir las proteínas dentro de las células (señal de información).

LECTINAS Las lectinas son proteínas que se unen a las glucoproteínas. Su función es el contacto entre las células y la interacción con el entorno.

Se unen de forma débil, pero como los enlaces de este tipo son numerosos provocan un efecto parecido al del velcro.

Algunas bacterias se unen a las células epiteliales del aparato digestivo mediante lectinas.