Glúcidos

• Características: los glúcidos están formados por CnH2nOn, y antes eran erróneamente llamados carbohidratos. Se trata en realidad de átomos de carbono unidos a grupos OH, a radicales H y a un grupo aldehído terminal o a un grupo ceto. Son, por tanto, aldehídos o cetonas polihidroxidados.

Son sólidos, de color blanco, cristalizables, de sabor dulce, no hidrolizables y de carácter reductor. Pueden ser:

• Aldosas o polihidroxialdehídos: tienen un grupo aldehído en el carbono nº 1.

• Cetosas o polihidroxicetonas: tienen un grupo ceto en el carbono nº 1.

Se nombran de acuerdo al nº de átomos de carbono + terminación osa.

Isómeros: son los compuestos químicos que tienen igual fórmula molecular y distinta estructura. Todos los monosacáridos excepto la dihidroxiacetona poseen carbonos asimétricos (los que tienen todas sus valencias saturadas con radicales distintos). El gliceraldehído posee dos isómeros. Estos se denominan isómeros espaciales o estereoisómeros. Por convenio se establece la forma D para los monosacáridos cuyo penúltimo átomo de carbono tiene el OH a la derecha, y forma L si lo tiene a la izquierda. Las formas D y L son imágenes especulares no superponibles, y se denominan enantiómeros.

Cuando dos monosacáridos se diferencian sólo en la posición del grupo OH en un carbono se llaman epímeros. El número de carbonos asimétricos de una molécula me determina el número de estereoisómeros. Así, si n es el número de carbonos asimétricos, el número de estereoisómeros será 2n.

Isomería óptica: los glúcidos poseen la capacidad de hacer girar cierto ángulo el plano en que brilla un haz de luz polarizada cuando esta atraviesa una solución que contenga estas moléculas (dextrógira, +, o levógira, -) (sin relación con los anteriores D y L).

Estas moléculas se denominan isómeros ópticos.

• Pentosas y hexosas de interés biológico:

• Aldopentosas: tres carbonos asimétricos; 23 = 8 isómeros.

RIBOSA: ARN, ATP, ADP...

D-DESOXIRRIBOSA: ADN.

ARABINOSA: forma la arabina (componente de la goma arábiga)

XILOSA: forma xilano (componente de la madera).

• Cetopentosas:

D-RIBULOSA: forma parte del sustrato para la fijación de la molécula de CO2 en la fase oscura de la fotosíntesis.

• Glucosa: abunda en las frutas. Es el azúcar más abundante del reino animal. Libre se encuentra en la sangre. Polimerizado (en forma de glucógeno) en el hígado y en músculos. La forma abierta o lineal corresponde a la glucosa cristalizada. En disolución acuosa se comporta como si tuviera un carbono asimétrico más, debido a que adopta una forma de anillo. En equilibrio están el 95% en forma de anillo y el 5% en forma lineal.

El anillo se forma al reaccionar el grupo aldehído con el grupo hidroxilo del carbono nº 4 en las aldopentosas o con el carbono nº 5 en las aldohexosas.

Forman un puente de oxígeno entre los dos carbonos. Esto da lugar a que el carbono nº 1 se convierta en asimétrico, con dos nuevas formas o estereoisómeros, denominados anómeros. Al carbono nº 1 se le llama anomérico. La molécula ciclada se llama hemiacetálica. Se denomina:

ð: el OH está hacia abajo.

ð: el OH está hacia arriba.

ANILLO DE GLUCOSA (dibujo):

Aldohexosas La disolución o formación de anillos se produce gracias a la mutarrotación: cambio en el poder rotatorio de las moléculas de D - glucosa desde que se inicia la disolución hasta alcanzar el equilibrio. El sistema de proyección de Haworth consiste en situar la molécula ciclada en un plano y poner:

Hacia abajo: grupos de la derecha.

El OH gira

Hacia arriba: grupos de la izquierda.

Sin embargo, en realidad no es plano, sino que adopta formas de nave y silla (dibujo).

• Galactosa: se encuentra en la leche, la orina (forma de galactopiranosa, es decir, ciclada).

Junto a la glucosa forma el disacárido lactosa.

Puede formar polisacáridos complejos, como gomas, mucílagos, glucolípidos...

• Manosa: se puede encontrar en estado libre (en la corteza vegetal) o polimerizado (manosanos). Abunda en bacterias, vegetales, levaduras, en la estreptomicina...

• Fructosa: se encuentra en las frutas y en el semen. Unida a la glucosa forma la sacarosa.

Desvía el plano de la luz polarizada hacia la izquierda. También es llamada levulosa.

Son solubles en agua, dulces, cristalizables... Son hidrolizables. Pueden o no tener carácter reductor.

Formación:

2 monosacáridos enlace O-GLUCOSÍDICO entre el grupo hidroxilo

hemiacetálico + OH de otro.

Enlace dicarbonílico: el disacárido no tiene poder reductor, porque no tiene hemiacetálicos libres.

Si el otro no es hemiacetálico, entonces se forma un enlace monocarbonílico: con poder reductor.

Liberación de una molécula de agua en ambos casos.

Nomenclatura: se añade el sufijo:

- osil al monosacárido con el hemiacetálico.

- osa si hay enlace monocarbonílico.

- ósido si hay enlace dicarbonílico.

Además, se indica entre paréntesis los carbonos de cada molécula que intervienen.

Ejemplo: ð - D- GLUCOPIRANOSIL (1, 4)

- Sacarosa: azúcar común (remolacha azucarera, caña de azúcar).

Nombre: ð D glucopiranosil (1, 2) ð D frutopiranósido.

(glucosa + fructosa).

- Lactosa: se encuentra en la leche.

Nombre: ð D galactopiranosil (1, 4) ð D glucopiranosa.

- Maltosa: procede de la hidrólisis del almidón o del glucógeno. Se obtiene en la fabricación de cerveza, malta (sucedáneo del café)...

- Isomaltosa: similar pero con enlace (1, 6). Procede de la hidrólisis de la aminopectina.

Se obtienen por hidrólisis.

Son azúcares que por hidrólisis completa liberan de 2 a 10 monosacáridos. Son dulces, cristalizables y solubles en agua.

Constituidos por muchos monosacáridos, unidos por enlace O - glucosídico. Por hidrólisis liberan monosacáridos. Tienen función energética y estructural.

• Homopolisacáridos: un solo tipo de monosacáridos. Si estos son ð, tienen función energética. Si son ð tienen función estructural.

• Almidón: es el polisacárido de reserva energética en vegetales. Al ser insoluble, no modifica la presión osmótica. Se acumula en los amiloplastos. Es fundamental en la dieta humana.

Está formado por:

Amilosa: cadena lineal de ð D glucosa, con enlace (1, 4), formando hélices con 6 monómeros por vuelta. Es soluble en agua. Es de fácil digestión por la ððamilasa.

Amilopectina: cadena ramificada con enlaces ð (1, 4) y ramificaciones laterales cada 12 moléculas de glucosa con enlaces ð (1, 6). Es menos digerible por la amilasa y necesita de otra enzima.

• Glucógeno: es la reserva energética animal. Se acumula en los músculos y en el hígado. Es parecido a la amilopectina, pero más ramificada (cada 6 u 8 glucosas). Lo digiere la glucogenofosforilasa.

• Dextrano: se encuentra en bacterias y levaduras. Está ramificada. Forma disoluciones viscosas.

• Celulosa: se encuentra en la pared celular de vegetales. Forma cadenas lineales de 300 a 15 000 moléculas de ð D glucosa, con enlaces (1, 4), dispuestas helicoidalmente. Se unen y forman:

MICROFIBRILLAS FIBRILLAS FIBRAS

Las fibras de celulosa son insolubles en agua y no digeribles. Sólo es digerible por protozoos y bacterias simbióticas de animales herbívoros y por insectos xilófagos (que se alimentan de madera). Pueden digerirla gracias a que poseen celulasa.

• Quitina: forma el exoesqueleto de los artrópodos. No está ramificado. Formado por N-acetilglucosamina ð (1, 4). Tiene una hidrólisis parecida a la de la celulosa.

• Pectina: se encuentra en la pared celular de vegetales. Está formado por un derivado del ácido metilgalacturónico.

• Heteropolisacáridos: formados por monosacáridos de dos o más tipos distintos. Destacamos:

• Agar-agar: se encuentra en las algas rodofíceas. Se una en la preparación de medios de cultivo sólidos en microbiología, y de espesante en la industria alimenticia.

• Gomas y mucílagos: son polímeros de composición variada. Tienen función defensiva frente a traumatismos físicos en los vegetales. Poseen capacidad de aumentar de volumen por absorción de agua. Crean gran sensación de saciedad (por eso se usan en dietas de adelgazamiento).

• Hemicelulosa: forma parte de la pared celular de vegetales.

• Ácido hialurónico: en los tejidos conectivo, sinovial, y en el humor vítreo.

• Condroitina: en los cartílagos, huesos, córnea.

• Heparina: funciona como anticoagulante. Se encuentra en las paredes de las arterias y en las glándulas salivales de insectos hematófagos.

Son mucopolisacáridos: sus polisacáridos tienen grupos ácidos. Junto con proteínas forman mucoproteínas. Son pegajosas. Se usan como sustancias cementantes o lubricantes en tejidos animales.

Tienen parte glucídica y parte no glucídica.

• Glucolípidos: están en las membranas plasmáticas (gangliósidos, cerebrósidos).

• Glucoproteínas:

• Peptidoglicanos: en la pared celular de bacterias.

• Glucoproteínas de la sangre.

• Hormonas de la hipófisis.

• Mucoproteínas del aparato digestivo y respiratorio.

• Las que forman la membrana celular: sirven como factores de reconocimiento y antigenecidad.