GLÚCIDOS

UNIDAD 2.- LOS GLÚCIDOS.

1. ASPECTOS GENERALES.

Son un grupo de compuestos muy abundantes en todos los organismos vivos. 
La mayoría son solubles en agua. Se caracterizan por ser cadenas carbonadas que llevan un grupo hidroxilo(OH), aldehído(CHO) o cetona (CO), ácido(COOH) o amina (NH2). 
Están compuestos básicamente de carbono, hidrógeno y oxígeno. Se fórmula molecular es (CH2O)n.
Están formado por átomos de carbono unidos a moléculas de agua.

2. CLASIFICACIÓN

Los glúcidos, a veces, son también llamados azúcares aunque no todos ellos tienen sabor dulce, se clasifican en dos grandes grupos: 



http://wwwlualinru.blogspot.com.es/2010/04/mi-primera-tarea.html

Ahora entra en esta página para el reconocimientos de glúcidos.
http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/2bachillerato/biomol/actividades/act2a.htm

3. LOS MONOSACÁRIDOS

Cristalizan fácilmente.Aparecen como sólidos de color blanco,son solubles en agua por los
grupos polares.

COMPOSICIÓN QUÍMICA
Los  monosacáridos  contienen entre 3 y 7  átomos de carbono, se denominan triosas, tetrosas, pentosas,  hexosas o heptosas si el número de átomos de carbono es, respectivamente, 3, 4, 5, 6
ó 7. 
Químicamente, son polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas,  (poseen varios grupos –OH) con un grupo aldehído (-CHO) o cetona (-CO-).
Todos presentan poder reductor debido a la presencia de los grupos aldehído o cetona, que pueden oxidarse a ácidos (-COOH).
Según el grupo funcional principal, se clasifican en;
·   Aldosas: tienen un grupo aldehído (-CHO) en el carbono 1 y grupos hidroxilo (-OH) en el resto de los carbonos.
·   Cetosas: tienen un grupo funcional cetona (-CO) y grupos hidroxilo en el resto.

Los monosacáridos se nombran anteponiendo el prefijo  aldo- o ceto- al número de átomos de carbono seguido de la terminación –osa.
Por ejemplo, un monosacárido de tres átomos de carbono cuyo grupo funcional principal es un aldehído se denomina aldotriosa y será una cetotriosa si el grupo funcional es una cetona.


ISOMERÍA DE LOS MONOSACÁRIDOS

La isomería es una característica de muchos compuestos que, siendo diferentes, tienen la
misma fórmula  molecular. Los monosacáridos presentan con frecuencia esta característica. 
Existen distintos tipos de isomería, pero la más importante es la estereoisomería;  la presentan  moléculas aparentemente iguales pero con diferentes propiedades, por tener sus átomos diferente disposición espacial. Se debe a la presencia de carbonos asimétricos (carbonos unidos a cuatro radicales diferentes entre sí).

Entre los estereoisómeros se distinguen:
·   Enantiómeros: la posición de todos  los   OH varía. Una molécula es el  reflejo de su
enantiómero.
·   Epímeros: solo varía la posición del grupo –OH del carbono 2




En el  caso de los monosacáridos, la posición del grupo –OH del carbono asimétrico más 
alejado del grupo aldehído o cetona permite diferenciar dos formas de estereoisómeros:
·   La forma D cuando el –OH está a la derecha.
·   La forma L si el –OH queda a la izquierda.

ACTIVIDAD ÓPTICA

La presencia de carbonos asimétricos determina una importante propiedad de los
monosacáridos  en disolución:  la actividad  óptica.
Esta es la capacidad que poseen para desviar el plano de la luz polarizada que atraviesa la disolución. 
Cada molécula efectúa una rotación del plano de polarización un ángulo concreto hacia la
derecha o hacia la izquierda.
·   Cuando la rotación es en el sentido de las agujas del reloj, se denominan dextrógiros o (+).
·   Cuando la rotación es contraria a las agujas del reloj, son levógiros o (-).

FÓRMULAS DE LOS MONOSACÁRIDOS




La forma más frecuente de representar a los monosacáridos es en el plano (proyecciones de  Fischer).
Aunque, las  aldopentosas y  las  hexosas en disolución no presentan estructura lineal, sino que
adoptan estructuras cíclicas de forma pentagonal o hexagonal.
Experimentalmente se puede observar que algunos monosacáridos se comportan en disolución
como si tuvieran un carbono asimétrico  más. Si en la fórmula lineal de la glucosa se
distinguen 4 carbonos  asimétricos,  las  pruebas experimentales  muestran  cinco. 
La explicación a este hecho viene dada porque se ha observado que la molécula adopta esta
forma cíclica gracias a la formación de un enlace hemiacetal o hemicetal.
El enlace hemiacetal es un enlace covalente que se forma por la unión del grupo aldehído
(CHO) y un alcohol (-OH) (es el caso de las aldosas), mientras que el enlace hemicetal se
produce  al unirse un grupo cetona (-CO-) con  un alcohol (es el caso de las cetosas).
Estos enlaces no implican pérdida ni ganancia de átomos, sino una reorganización de los
mismo.
El  ciclo resultante  pueden  tener  forma  pentagonal  (furano)  o  hexagonal  (pirano),
denominándose  los monosacáridos furanosas o piranosas respectivamente.
El carbono correspondiente a los grupos aldehído y cetona se designa en la fórmula cíclica con el nombre de carbono anomérico y queda unido a un grupo –OH
La posición  del  grupo OH  unido al  carbono  anomérico determina un nuevo tipo de estereoisomería conocido como anomería. 

Existen dos formas anoméricas:
·   Forma α . El –OH del carbono anomérico queda bajo el plano.
·   Forma β. El  -OH del carbono anomérico queda sobre el plano.






IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LOS MONOSACÁRIDOS

Los  monosacáridos  tienen  gran  interés,  por  ser  los  monómeros constituyentes de todos los glúcidos.  También  se presentan  libres  y actúan como  nutrientes de   las células para  la obtención de energía o como metabolitos intermediarios de importantes procesos biológicos,
como la respiración celular y fotosíntesis. 

Los monosacáridos más importantes son:

·   Triosas.
GLICERALDEHÍDO Y DIHIDROXICETONA.  No  forman  estructuras  cíclicas.  
Se  encuentran  en  el  interior  de  las  células  de  la  mayoría  de  los  organismos,  donde participan como intermediarios en el metabolismo de la glucosa y de otros glúcidos.

·   Tetrosas.
ERITROSA: Es un compuesto intermediario de secuencias bioquímicas en los procesos de nutrición 
autótrofa. Como el resto de las tetrosas, no forman estructura cíclica.

·   Pentosas.
RIBOSA:Es un componente estructural de nucleótidos en estado libre, como el ATP y de
ácidos nucleicos, como el  ARN.

XILOSA.: Es el componente del polisacárido xilana, presente en la madera

ARABINOSA.: Es uno de los pocos monosacáridos que en la naturaleza se presenta en forma L.
Se encuentra en la goma arábiga.

RIBULOSA: Actúa como intermediario activo en  la fijación del COatmosférico en los organismos autótrofos. Al ser una cetopentosa no presenta estructura cíclica.

·   Hexosas.
GLUCOSA: Llamada azúcar de la uva.Se encuentra en todos los vegetales, en forma libre en los frutos, 
como polisacárido de reserva en el interior celular (almidón) o estructural en el exterior
(celulosa). En los animales es el principal nutriente que, mediante la respiración celular,
es degradado parcial o totalmente para obtener energía. Además, en la sangre se encuentra
libre en concentraciones de 1 g/l.

GALACTOSA: No se encuentra libre, forma parte de la lactosa (disacárido de la leche), de
polisacáridos  complejos y de heterósidos.

MANOSA.: Es un componente de polisacáridos presentes en vegetales, bacterias, levaduras y
hongos. Forma parte  de la estreptomicina, sustancia con actividad antibiótica.

FRUCTOSA.: Se encuentra en las frutas libre o unida a la glucosa formando el disacárido
sacarosa. Actúa en el líquido seminal como nutriente de los espermatozoides.
 Las células hepáticas la transforman en glucosa, por lo que tiene un valor nutritivo equivalente.




4. LOS OLIGOSACÁRIDOS

Son cadenas cortas formadas por la unión de 2 a 10 monosacáridos. 
Los más importantes son los DISACÁRIDOS, que contienen dos monosacáridos unidos
mediante un enlace O-glucosídico.
Si el enlace O-glucosídico se forma con el -OH del carbono anomérico del primer
monosacárido con otro grupo alcohol del segundo monosacárido, se establece un enlace
monocarbonílico.
Si intervienen los grupos –OH de los carbonos anoméricos de los dos monosacáridos, 
será un  enlace dicarbonílico. Estos disacáridos pierden el carácter reductor.


Los disacáridos con mayor interés biológico son:

MALTOSA. Llamado azúcar de malta, es el producto de hidrólisis del almidón o del
glucógeno. Formado por dos moléculas de α – glucosa.

LACTOSA. Es el azúcar de la leche de los mamíferos.  Está formado por la unión de
β – D- glucosa y β – D- galactosa.

SACAROSA. Es el azúcar de consumo habitual. Se extrae de la caña de azúcar y de la
remolacha azucarera. Está formada por la unión de α – D- glucosa y β – D- fructosa.



5. LOS POLISACÁRIDOS

Son  polímeros  constituidos  por  la  unión  de  muchos  monosacáridos  mediante  enlaces  
O-glucosídicos  que  originan largas cadenas moleculares, lineales o ramificadas.
Cuando contienen una repetición de monosacáridos iguales se denominan homopolisacáridos.
Cuando están formados por monosacáridos diferentes son heteropolisacáridos.
Los polisacáridos no se consideran azúcares, ya que carecen de sabor dulce y no tienen 
carácter reductor. 
Algunos, como la celulosa, son insolubles en agua; otros, como el almidón, forman
dispersiones coloidales.


HOMOPOLISACÁRIDOS
Su función es proporcionar soporte y protección a diversas estructuras y organismos.

Polisacáridos estructurales:
CELULOSA. Polímero lineal de β – D- glucosa. 
Debido a este tipo de enlace la celulosa posee una estructura de gran resistencia.
Se encuentran en las células vegetales.

QUITINA. Polímero lineal de N-acetil- β- D- glucosa. 
Forma parte del exoesqueleto de los artrópodos y de las paredes celulares de los hongos.

Polisacáridos de reserva:
Las células necesitan cantidades variables de energía que obtienen preferentemente a través de la  degradación de la glucosa.
Los polisacáridos de reserva de mayor interés biológico son:

ALMIDÓN. Es  el  homopolisacárido de reserva de las  células vegetales. 
Está formado por una mezcla de dos  componentes  con diferentes estructuras:
·   Amilosa: constituida por cadenas largas no ramificadas de moléculas de α – D- glucosa.
·   Amilopectina: muy ramificada, con un esqueleto de monómeros de α – D-glucosa con
puntos de ramificación cada 15 o 30 glucosas.
El almidón es abundante en la dieta de numerosos seres vivos y constituye la base de la dieta
de la mayor  parte de la humanidad (maíz, trigo, patatas, etc)

GLUCÓGENO. Es  el  homopolisacárido  de  reserva  de  las  células  animales.  
Su  constitución  es  similar  a  la  de  las  cadenas  de amilopectina. 
Se almacena en gránulos  en el hígado y  el  músculo esquelético, donde se hidroliza
fácilmente y  rinde gran cantidad de glucosa cuando se requiere.

DEXTRANOS. Polímeros de α- D- glucosa con múltiples ramificaciones.


HETEROPOLISACÁRIDOS
Los más destacados son: pectinas, hemicelulosas, agar   agar, gomas, mucílagos, peptidoglucanos, ácido hialurónico y la heparina.


6. HETERÓSIDOS
Son  moléculas  de  enorme  variedad  constituidas  por  un  glúcido  unido  a otra molécula no  glucídica denominada aglucón.
Atendiendo a la naturaleza de la fracción no glucídica, se distinguen las siguientes clases:

Glucolípidos.  El  aglucón  es  un  lípido  denominado  ceramida. Los más importantes son los cerebrósidos  y los gangliósidos. 
Glucoproteínas. La fracción no glucídica es una molécula de naturaleza proteica.

5. LOS POLISACÁRIDOS

Son  polímeros  constituidos  por  la  unión  de  muchos  monosacáridos  mediante  enlaces  
O-glucosídicos  que  originan largas cadenas moleculares, lineales o ramificadas.
Cuando contienen una repetición de monosacáridos iguales se denominan homopolisacáridos.
Cuando están formados por monosacáridos diferentes son heteropolisacáridos.
Los polisacáridos no se consideran azúcares, ya que carecen de sabor dulce y no tienen 
carácter reductor. 
Algunos, como la celulosa, son insolubles en agua; otros, como el almidón, forman
dispersiones coloidales.


HOMOPOLISACÁRIDOS
Su función es proporcionar soporte y protección a diversas estructuras y organismos.

Polisacáridos estructurales:
CELULOSA. Polímero lineal de β – D- glucosa. 
Debido a este tipo de enlace la celulosa posee una estructura de gran resistencia.
Se encuentran en las células vegetales.

QUITINA. Polímero lineal de N-acetil- β- D- glucosa. 
Forma parte del exoesqueleto de los artrópodos y de las paredes celulares de los hongos.

Polisacáridos de reserva:
Las células necesitan cantidades variables de energía que obtienen preferentemente a través de la  degradación de la glucosa.

Los polisacáridos de reserva de mayor interés biológico son:

ALMIDÓN. Es  el  homopolisacárido de reserva de las  células vegetales. 
Está formado por una mezcla de dos  componentes  con diferentes estructuras:
·   Amilosa: constituida por cadenas largas no ramificadas de moléculas de α – D- glucosa.
·   Amilopectina: muy ramificada, con un esqueleto de monómeros de α – D-glucosa con puntos de ramificación cada 15 o 30 glucosas.
El almidón es abundante en la dieta de numerosos seres vivos y constituye la base de la dieta
de la mayor  parte de la humanidad (maíz, trigo, patatas, etc)

GLUCÓGENO. Es el homopolisacárido de reserva  de las células animales. Su constitución es
similar a la de las cadenas de amilopectina. Se almacena en gránulos en el hígado y el músculo
esquelético, donde se hidroliza fácilmente y  rinde gran cantidad de glucosa cuando se requiere

DEXTRANOS. Polímeros de α- D- glucosa con múltiples ramificaciones.


HETEROPOLISACÁRIDOS
Los más destacados son: pectinas, hemicelulosas, agar   agar, gomas, mucílagos, la heparina, peptidoglucanos y ácido hialurónico. 

6. HETERÓSIDOS
Son moléculas de enorme variedad constituidas por un glúcido unido  a otra molécula no
glucídica denominada aglucón. Atendiendo a la naturaleza de la fracción no glucídica, se
distinguen las siguientes clases:

Glucolípidos.  El  aglucón  es  un  lípido  denominado  ceramida. Los más importantes son los cerebrósidos y  los gangliósidos.

Glucoproteínas. La fracción no glucídica es una molécula de naturaleza proteica.
Principio  activos de plantas medicinales. El  aglucón es una molécula orgánica de naturaleza  
variada,  como  el alcohol, el fenol, etc.


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