Los hidratos de carbono (también llamados
«glúcidos» o «sacáridos») son moléculas que solo contienen carbono, hidrógeno y
oxígeno. La proporción de estos átomos siempre es C:H:0 = 1:2:1.
Los hidratos de corbona no son sólo uno fuente
importante de producción rápida de energía en los células, sino que son también
bloques de construcción estructurales de las células y componentes de numerosos
rutas metabólicas.
Los hidratos de carbono, las biomoléculas más
abundantes de la naturaleza, conectan directamente la energía solar y la
energía del enlace químico de los seres vivos.
Los hidratos de carbono se clasifican en
monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos, de acuerdo con el
número de unidades de azúcar sencillo que contienen.
Clasificación
Los azucares se clasifican también de acuerdo con
el número de átomos de carbono que contienen. Por ejemplo, los azúcares más
pequeños, denominados triosas, contienen tres átomos de carbono. Los azúcares
de cuatro, cinco y seis átomos de carbono se llaman tetrosas, pentosas y
hexosas, respectivamente.
Los monosacáridos
más abundantes en las células son las pentosas y las hexosas.
Se describe a los monosacáridos con nombres como
aldohexosas y cetopentosas, que combinan la información sobre el número de
átomos de carbono y los grupos funcionales.
Por ejemplo, la glucosa, un azúcar de seis carbonos
que contiene un aldehído, se denomina aldohexosa.
Las estructuras de los azucares que se dan en la
figura se denominan proyecciones de Fischer (en honor del gran químico alemán
ganador del premio Nobel (Emil Fischer). En estas estructuras, el esqueleto
hidrocarbonado se dibuja verticalmente con el carbono más oxidado en la parte
superior. Las líneas horizontales se supone que se proyectan hacia el
observador, y las líneas verticales se alejan del observador.
Las estructuras de Haworth representan de forma más
ajustada los ángulos y longitudes de enlace que las representaciones de
Fischer.
Entre los monosacáridos más importantes de los
seres vivos se encuentran la glucosa, la fructosa y la galactosa
La o-glucosa, que originalmente se denominó
dextrosa, se encuentra en cantidades importantes en todo el mundo vivo. Es el
principal combustible de las células. Las
fuentes alimentarias son el almidón de las plantas y los disacáridos lactosa,
maltosa y sacarosa.
La o-fructosa, originalmente denominada levulosa,
suele llamarse azúcar de la fruta por su contenido elevado en la fruta. Se
encuentra también en algunos vegetales y la miel, los
espermatozoides utilizan el azúcar como fuente de energía.
La galactosa es necesaria para sintetizar diversas
biomoléculas, entre las que se encuentran la lactosa, los glucolípidos, determinados
fosfolípidos, proteoglucanos y glucoproteínas.
Los disacáridos
son glucósidos formados por dos monosacáridos. El término oligosacárido se
utiliza para polímeros de azúcares relativamente pequeños que constan de dos a
diez o más unidades de monosacárido.
La digestión de los disacáridos y de otros hidratos
de carbono se produce por enzimas sintetizadas por las células que tapizan el
intestino delgado.
La lactosa (azúcar de la leche) es un disacárido
que se encuentra en la leche.
Está formado por una molécula de galactosa unida
por el grupo hidroxilo del carbono I con un enlace, B-glucosídico con el grupo
hidroxilo del carbono 4 de una molécula de glucosa
La maltosa, conocida también como azúcar de malta,
es un producto intermediario de la hidrólisis del almidón y no parece existir
en forma libre en la naturaleza.
La maltosa es un disacárido con un enlace
glucosídico IX( 1,4) entre dos moléculas de o-glucosa. En disolución, el
carbono anomérico libre experimenta una mutarrotación, lo que da lugar a una mezcla
de equilibrio de IX y ,B maltosas.
La celobiosa, un producto de degradación de la
celulosa, contiene dos moléculas
de glucosa ligadas por un enlace glucosídico B.
La sacarosa (azúcar común de mesa: azúcar de caña o
azúcar de remolacha) se produce en las hojas y raíces de las plantas. Es una
fuente de energía que se transporta por toda la planta. La sacarosa, que
contiene un residuo de a-glucosa y otro de B-fructosa, se diferencia de los
azúcares descritos previamente en que los monosacáridos están unidos por un
enlace glucosídico entre ambos carbonos anoméricos.
Los oligosacáridos son polímeros pequeños que se
encuentran la mayor parte de las veces unidos a polipéptidos en glucoproteínas.
Entre los grupos oligosacáridos mejor
caracterizados están aquellos unidos a membranas y proteínas secretoras que se
encuentran en el retículo
endoplásmico y el complejo de Golgi de varias
células. Existen dos clases de oligosacáridos: Ligados por N y ligados por O.
Los oligosacáridos ligados por N están unidos a los polipéptidos por un enlace
N-glucosídico con el grupo amida de la cadena lateral del aminoácido
asparagina.
Las moléculas de polisacáridos se utilizan como formas de almacenamiento de energía
o como materiales estructurales. Están formadas por un gran número de unidades
de monosacárido unidos por enlaces glucosídicos. La mayoría de los
polisacáridos comunes son moléculas grandes que contienen desde cientos hasta
miles de unidades de azúcar. Estas moléculas pueden tener una estructura
lineal, como la de la celulosa o la amilosa, o pueden tener formas ramificadas,
como las que se encuentran en el glucógeno y la amilopectina.
Los polisacáridos pueden dividirse en dos clases:
homopolisacáridos, que están formados por un tipo de monosacárido, y
heteropolisacáridos, que contienen dos o más tipos de monosacáridos.
El almidón, la reserva energética de las células,
es una fuente significativa de hidratos de carbono en la alimentación humana.
La mayor parte del valor nutritivo de los principales alimentos mundiales (p.
ej., patatas, arroz, maíz y trigo) procede del almidón. En el almidón se
encuentran juntos dos polisacáridos: amilosa
y amilopectina.
La amilosa está formada por cadenas largas sin
ramificar de residuos de D-glucosa que están unidos por enlaces glucosídicos
a(l,4).
Las moléculas de amilosa, que generalmente
contienen varios miles de residuos de glucosa.
El glucógeno es el hidrato de carbono de
almacenamiento de energía de los vertebrados. Se encuentra abundantemente en
las células hepáticas y musculares.
La celulosa es un polímero formado por residuos de
o-glucopiranosa unidos por enlaces glucosídicos b(l,4). Es el
polisacárido estructural más importante de las plantas. Debido a que la
celulosa representa alrededor de un tercio de la biomasa de las plantas, es la
sustancia orgánica más abundante de la tierra.
La capacidad para digerir la celulosa sólo se
encuentra en los microorganismos
que poseen la enzima celulasa.
La estructura y función de la quitina son
semejantes a las de la celulosa. Como con la celulosa, las unidades
monoméricas están Unidas en cadenas sin
ramificar por enlaces glucosídicos B(l,4). Se forman microfibrillas a
partir de las moléculas de quitina adyacentes que están unidas fuertemente por
enlaces de hidrógeno.Podrá consultar la presentación ppt de este tema en:
0 comentarios:
Publicar un comentario