Glúcidos

GLUCIDOS

Concepto y clasificación

Están formados por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, en algunos compuestos también podemos encontrar Nitrógeno y Fósforo.

Se les conoce como azúcares o carbohidratos.

La fórmula general de los más sencillos es Cn(H2O)n

Se descubrieron distintos grupos funcionales: éster y ácidos

Son polímeros de monómeros iguales.

               GLU-GLU-GLU-GLU

Funciones:

      -reserva energética, almacenan glucosa

      -estructural, actúan como un ladrillo que se repite

Clasificación:

      -osas, un solo monosacárido

      -ósidos, más de un monosacárido

            -holósidos, sólo monosacáridos

                  -oligosacáridos, de 2 a 10 monosacáridos, 2, disacáridos

                  -polisacáridos, más de 10 monosacáridos

                          -homopolisacáridos, mismo monosacárido

                          -heteropolisacárido, distintos monosacáridos

            -heterósidos, monosacárido + molécula no glucocídica

                  -glucoproteína

                  -glucolípido

Monosacáridos: estructura y funciones

Son los más sencillos de todos los glúcidos.

Si se rompe ya no es un glúcido.

Forman a los demás glúcidos (monómero)

Están formados entre 3 y 9 carbonos, los más frecuentes son los que tienen entre 3 y 6.

Definición, polihidroxialdehido / polihidroxicetona.

Están formados por un esqueleto de hidrocarburos, son apolares y un grupo hidroxilo / alcohol (OH), polares.

El carbono que no lleva un grupo hidroxilo / alcohol lleva un grupo carbonilo y es un aldehido.

Carbono terminal , aldehido

Carbono interior, cetona.

Son grupos polares, más polar que apolar.

                 

Aldehido, aldosa

Cetona, cetosa

Los monosacáridos son dulces, blancos, cristalizable y además son solubles (porque son más apolares y más cortos).

Nomenclatura:

Aldo + número de carbonos + osa

Ceto + número de carbonos + osa.

1,-Propiedades de los monosacáridos

1.1-Isomería espacial y óptica

Isómeros, cuando tienen la misma fórmula molecular pero distinta:

• propiedades físicas y químicas
• forma geométrica
• posición
• forma espacial
• actividad óptica

Estero isómeros, igual fórmula pero distinta estructura espacial.

Isomería espacial, presenta dos formas en el espacio, no hay ni centro, ni eje, ni plano de simetría.

Enantiómeros, el esteroisómero se superpone, misma imagen en el espejo.

No tienen ni centro, ni eje, ni plano de simetría porque tienen los carbonos asimétricos (el que está unido a cuatro elementos distintos).

Monosacárido más sencillo (3 átomos de carbono)

D-gliceraldehido es aldotriosa, es D porque el OH se encuentra a la derecha.

L-gliceraldehido es aldotriosa, es L porque el OH se encuentra a la izquierda.

Dihidroxiacetona es cetotriosa, no tiene isomería espacial (ni D, ni L)

La mayoría de los monosacáridos naturales tienen forma D.

Actividad óptica

Todas las moléculas que tienen isomería tienen distinta actividad óptica.

Isomería óptica:

La luz vibra en todas las direcciones.

Hay minerales que sintetizan la luz, polarizador.

Por su estructura reflejan todas las luces excepto la que vibra en un solo plano, el que le permite su estructura.

La luz polarizada atraviesa por una disolución de monosacáridos, está desviada respecto con la que entró.

Luz hacia la derecha, dextrorrotatorio.

Luz hacia la izquierda, levorrotatorio.

Sólo se puede saber haciendo el experimento.

1.2 Forma:

Cuando hay más de un carbono asimétrico se mira el carbono más alejado del carbonilo, para darle nombre D o L.

Presentan forma abierta y lineal, los monosacáridos que tienen de 5 carbonos en adelante presentan forma cíclica.

Más de 5 carbonos ciclados, tridimensionales.

El anillo se forma con un enlace del carbono 1 y el carbono 4 o 5 en las hexosas.

Recibe el nombre de furanosa, con 5 eslabones y piranosa con 6 eslabones.

     

Se forma un enlace (carbonilo- carbono 4 o 5), un puente de oxígeno, llamado hemiacetárico, en realidad es una reordenación de átomos entre el carbono 4 y el carbono 5.

El carbono 5 pierde el OH, el carbono 1 pierde =O y gana un OH (del carbono 5 pasa al carbono 1).

Se pasa siguiendo la llamada Regla de Hawort, que dice, que en forma lineal el OH que está a la derecha queda abajo, y el que está a la izquierda queda arriba, excepto para el carbono 4 o el carbono 5, que gira al revés.

Trazo grueso para lo que queda delante o arriba y trazo fino para lo que queda abajo o detrás.

D-fructosa

                                    

El grupo carbonilo es muy reactivo pero cuando forma el hemiacetal no, el hemiacetal estabiliza el carbonilo al estar dentro de un anillo.

El OH del carbono 1 se llama anomérico hemiacetalico carbonilico.

En el carbono 1 cuando el OH está arriba es beta y cuando esta abajo es alfa.

La glucosa tiene entre 1 y 5% en forma lineal, 63% en beta y 36% en alfa.

Desoxirribosa, ribosa sin un oxígeno (en el carbono 2 tiene H hacía arriba y hacía bajo).

1.3 Poder reductor:

Capaces de reducir a otra sustancia, es decir, de ceder electrones, oxidándose.

CuO----H-C=O (carbonilo)---medio alcalino----------CuO2----OH-C=O (ácido).

El carbonilo se oxida y se convierte en ácido.

CuO, óxido cúprico azul.

CuO2, óxido cuproso rojo

Prueba que se hace para la detección de monosacáridos en disolución (orina/diabetes).

2. Monosacáridos de importancia biológica:

Con 3 átomos de carbono:

Gliciraldehido, aldotriosa.

Dihidroxicetona, cetotriosa.

Aparecen en la glucólisis y en la fase oscura de la fotosíntesis, vías centrales del metabolismo.

Con 5 átomos de carbono:

Ribosa, aldopentosa.

Desoxirribosa, (carbono 2 sin oxígeno), aldopentosa.

La ribosa forma el ARN y la desoxirribosa forma el ADN.

Ribulosa, cetopentosa.

Ribulosa + CO2 (6 carbonos) afecta al dióxido de carbono en la primera fase oscura de la fotosíntesis, es el enzima más abundante de la naturaleza.

Con 6 átomos de carbono:

D-glucosa, aldohexosa.

D-galactosa, aldohexosa, (efímero en carbono 4 de la D-glucosa).

Dos moléculas son efímeras entre sí cuando se diferencian en la posición del OH de un átomo.

D-fructosa, cetohexosa.

Todos los monosacáridos tienen la misma función dentro de un organismo, actúan como fuente de energía en la respiración celular (combustible). También actúan como monómeros de los polímeros.

Oligosacáridos: disacáridos:

Formados de 2 a 10 monosacáridos, disacáridos.

Unión/enlace entre monosacáridos.

Enlace glucosídico, se establece entre un OH del carbono carbonilico y un OH de otro carbono que puede ser carbonilico o no.

O=C-OH + OH-C

Enlace mono/dicarbonilico cuando intervienen los carbonos carbonilicos.

OH +OH--------------O- + H2O

Cuando se unen se desprende una molécula de agua.

Siempre que al formarse un enlace se desprende una molécula de agua, sirve para romper el enlace, se llama hidrólisis (romper con agua).

• Lactosa (beta-D-galactopiranosil (1-4) beta-D-glucopiranosa), está formada por galactosa beta (1-4) glucosa.

Cuando termina en –osil significa que utiliza el carbono carbonilico y en –osa no utiliza el carbono carbonilico, en –osido significa carbono carbonilico.

• Sacarosa (alfa-D-glucopiranosil (1-2) beta-D-fructofuranosido), está formada por alfa-glucosa (1-2) beta-fructosa.

• Maltosa está formada por 2 alfa-glucosas (1-4).

• Celobiosa está formada por 2 beta-glucosa (1-4).

Sacarosa, azúcar de caña y lactosa, azúcar de leche son disacáridos naturales, se encuentran en la naturaleza.

Maltosa y celobiosa no son naturales.

Cuando se rompe el almidón por hidrólisis se produce maltosa.

Cuando se rompe la celulosa por hidrólisis se produce celobiosa.

No tiene poder reductor cuando actúan los dos carbonilicos y si tiene poder reductor cuando actúa un solo carbono carbonilico.

Todos los disacáridos son fuente de energía, actúan como combustible de la respiración celular.

Polisacáridos:

Tienen más de 10 monosacáridos.

No son dulces, ni cristalizables, ni solubles (por su gran tamaño).

No tienen poder reductor, los carbonos carbonilicos están en los enlaces.

Holosidos, sólo monosacáridos.

Homopolisacáridos, sólo un monosacárido.

Heterosidos, monosacáridos + otras moléculas.

Heteropolisacáridos, monosacáridos distintos.

Homopolisacáridos, formado por glucosas.

Fórmula molecular n(C6H12O6)------(C6H10O5n), n-1 (molécula H2O9) porque el primero y el último no se forma enlace.

Son almidón, glucógeno, celulosa y quitina.

1.Almidón:

Polisacárido de reserva vegetal.

Se encuentra en unos orgánulos de los vegetales llamados amiloplastos (primos de los cloroplastos).

Buena forma de almacenar glucosa porque es insoluble, al no disolverse no crea presión osmótica.

Son dos polisacáridos:

Amilosa, 20%, glucosas alfa (1-4), se enrolla helicoidal y lineal.

Amilopectina, 80%, lineal y helocoideal, glucosa alfa (1-4), de vez en cuando empieza por (1-6)

(6-1)(4-1)(4-1) un total de 25 glucosas.

Cuando se produce la hidrólisis aparece maltosa (2 glucosa alfa (1-4)).

2.Glucógeno:

Polisacárido de reserva animal (es mucho menos importante).

Aparece en órganos con alto consumo energético, corazón, hígado, músculos.

Está formado por glucosa alfa (1-4), la cadena es parecida a la amilopectina pero más larga y más ramificada.

3.Celulosa:

Polisacárido con función estructural.

Forma la pared celular de las células vegetales, exclusivo de los vegetales.

Por hidrólisis aparece la celobiosa, 2 glucosa beta (1-4).

Da lugar a una cadena lineal y helocoideal apretada, es decir, muy pegada, esto hace que la helice proteja los enlaces glucosídicos y se vuelvan inaccesibles desde fuera, muy difícil de hidrolizar (de romper), la celulosa es inerte, no reacciona.

Es un buen material de construcción, estructural.

Además es insoluble, mejor estructura.

Forma haces y son cruzados respecto a la otra cadena.

Forma haces paralelos en cada capa y cruzados con la anterior y posterior, igual estructura cuasicristalina.

La mitad del carbono orgánico que hay en la naturaleza es celulosa, sólo lo comen bacterias, protozoos, termitas.

Para el resto de los organismos es indigerible (fibra vegetal), pero necesario para la dieta, facilita la movilidad intestinal contra estreñimiento, sirve para prevenir el cáncer de colon.

4.Quitina:

Es un polímero no ramificado del monómero N-acetilglucosamina con enlaces beta (1-4).

Forma el exoesqueleto en artrópodos y pared celular de los hongos.