CARBOHIDRATOS
OBJETIVO: Estructura molecular y características biológicas y químicas relevantes de los carbohidratos.
1. CARBOHIDRATOS
Los carbohidratos, hidratos de carbono o glúcidos son sustancias compuestas de carbono, hidrógeno y oxígeno, con 2 átomos de carbono por cada 1 de oxígeno. Su fórmula empírica es CnH2nOn .
Son aldehidos o cetonas polihidroxilados: cada átomo está unido a una función alcohol, excepto uno que lo está a una función aldehido o cetona.
Los más simples no pueden ser hidrolizados, son las unidades básicas de los glúcidos.
Se encuentran ampliamente distribuidos por la naturaleza y están presentes en todos los seres vivos.
Son aldehidos o cetonas polihidroxilados: cada átomo está unido a una función alcohol, excepto uno que lo está a una función aldehido o cetona.
Los más simples no pueden ser hidrolizados, son las unidades básicas de los glúcidos.
Se encuentran ampliamente distribuidos por la naturaleza y están presentes en todos los seres vivos.
1.2 Según el número de moléculas que tengan los glúcidos se los puede dividir en cuatro grandes grupos:
- Monosacáridos que se subdividen Pentosas y Hexosas
| Las Pentosas | ||
| Xilosa | Se encuentra como componente en la madera | |
| Ribosa | Es un constituyente de los ácidos nucleicos | |
| Arabinosa | Forma parte de las gomas, mucilagos y pectinas (de este grupo, estas son las únicas que normalmente ingerimos dentro de mermeladas y dulces) | |
| Las Hexosas | (son 24 pero, solamente 4 tienen importancia biológica) | |
| D-glucosa | aparece en los frutos maduros, sangre y tejidos animales. Esta constituye el azúcar del organismo, es muy soluble en agua, y es el carbohidrato que transporta la sangre y el que principalmente utilizan los tejidos. | |
| D-manosa | Siempre aparece combinado en la naturaleza. Nunca libre por tanto preferimos no enunciar ningún componente. | |
| D-galactosa | Aparece en lípidos complejos. El hígado puede convertirla en glucosa y después en energía. | |
| D-fructosa | Se lo denomina azúcar de frutas. Aparece libre en la miel y en los jugos de frutas. Tiene un sabor muy dulce. | |
| Maltosa: | Aparece en la malta o cebada germinada y es muy soluble en agua. | |
| Lactosa: | Es el azúcar de la leche y es poco soluble en agua. | |
| Sacarosa: | Es el azúcar de mesa. Se obtiene de la caña de azúcar y de la remolacha, y como todos saben, es muy soluble en agua. |
- Oligosacáridos:
| Trisacáridos: | La rafignosa se encuentra en las legumbres. | |
| Tetrasacáridos: | La esteaquiosa, el más estudiado, se encuentra en las semillas de soja. |
| Almidón: | Este se encuentra en los vegetales en forma de granos, ya que son la reserva nutritiva de ellos. Aparecen en la papa, arroz, maíz, y demás cereales. | |
| Glucógeno: | Se encuentra en los tejidos animales, donde desempeña la función de reserva nutritiva. Aparece en el hígado y en los músculos. | |
| Celulosa: | Cumple funciones estructurales en los vegetales. | |
| Inulina: | Aparece en los tubérculos de dalia, en alcauciles, ajos y cebollas. | |
| Liquenina: | Aparece en los musgos y líquenes. | |
| Mucopolisacáridos: | Cumplen función de sostén, nutrición y comunicación intercelular. |
Inicialmente solamente se les dio un papel estructural y energético, pero se han reconocido nuevas funciones celulares como decir que son combustibles o reservas energéticas celulares.
Los carbohidratos son compuestos que tienen una fórmula condensada CnH2nOn, en donde n es el número de Carbonos, por ejemplo en la glucosa n=6, por tanto su fórmula molecular es: C6H12O6. Se pueden encontrar en forma lineal o bien cíclica. A ésta última corresponde también la fórmula molecular CnH2nOn.
Además de los grupos aldehído o cetona, los carbohidratos contienen también varios grupos hidroxilo (OH), todos ellos generan cargas parciales en la molécula, lo que facilita la formación de puentes de hidrógeno con el solvente que los contiene si este es polar como el agua, de ahí que los monosacáridos sean muy solubles en solventes polares. En los grupos OH de los carbohidratos se generan cargas parciales con los que las moléculas de agua son capaces de establecer puentes de hidrógeno.
Todos los carbohidratos excepto la dihidroxiacetona poseen uno o más átomos de Carbono asimétricos, también conocidos como centros quirales. Una manera de reconocer la quiralidad, (aunque no la única), es buscar átomos de Carbono unidos a cuatro grupos o átomos diferentes (por ejemplo el Carbono 5 de la glucosa).
Los azúcares modificados por los sistemas biológicos pueden tener asociados grupos amino o acetilo, oxidarse en sus grupos alcohol aldehído o cetona y formar ácidos, reducirse y formar desoxi-azúcares, o bien fosforilarse y formar monosacáridos mono o di fosforilados(como el gliceraldehído-3-fosfato o la glucosa-6-fosfato).
La oxidación de una aldosa o de una cetosa da origen a los azúcares ácidos; estos pueden sufrir oxidaciones por la acción de alguna enzima o por medio de agentes oxidantes. A los azúcares capaces de oxidarse se les llama azúcares reductores.
Los carbohidratos son derivados aldehídicos o cetónicos de alcoholes polihídricos (con varios hidroxilos), comprenden entonces, alcoholes cetónicos, alcoholes aldehídicos y sus derivados
1.3 Funciones de los carbohidratos
En los seres vivos las funciones de los carbohidratos se pueden generalizar en:
a) energéticas (glucógeno en animales y almidón en vegetales, bacterias y hongos)
La glucosa es un de los carbohidratos más sencillos comunes y abundantes; representa a la molécula combustible que satisface las demandas energéticas de la mayoría de los organismos.
b) de reserva
c) compuestos estructurales (como la celulosa en vegetales, bacterias y hongos y la quitina en artrópodos)
En los procariontes forma la pared celular construida de azúcares complejos como los péptidoglicanos y ácidos teicoicos. A las propiedades de esta estructura se le atribuyen muchas de las características de virulencia y antigenicidad. En algunos animales como los insectos los carbohidratos forman la quitina, el ácido condroitín sulfúrico y el ácido hialurónico, macromoléculas de sostén del aparato muscular.
e) señales de reconocimiento (como la matriz extracelular)
1.4 Importancia de los Carbohidratos como fuente de energía celular
Los carbohidratos sirven tanto para las funciones estructurales esenciales como para almacenar energía. Ellos
son una excelente fuente de energía para las varias actividades que ocurren en nuestras células. Algunos carbohidratos pueden tener una función estructural. Por ejemplo el material que mantiene a las plantas de pie y da a la madera sus propiedades resistentes es una forma de polímero conocido como celulosa.
En los animales invertebrados, la quitina (carbohidrato) es el principal componente del dermatoesqueleto de los artrópodos. Posee un valor económico importante en algunas plantas, especialmente en el algodón (el algodon es un carbohidrato y con el es que nos vestimos).
En los animales vertebrados, las capas celulares de los tejidos conectivos contienen carbohidratos.
Los carbohidratos son esenciales para la comunicación entre las células. Estas moléculas también ayudan a las células a adherirse la una a la otra, así como al material que rodea a estas en el cuerpo. La capacidad del cuerpo para defenderse contra la invasión de microbios y la eliminación del material extranjero es también dependiente de las propiedades de los carbohidratos.
El Glucogeno, es el carbohidrato que se almacena en nuestro cuerpo y hasta un tercio del peso del cuerpo de un animal puede constituirlo el peso de la musculatura y la mayor cantidad de energía se gasta en la contracción muscular.
El cerebro es el primer órgano que sufre si la concentración de carbohidratos es menor, pues las celulas cerebrales neuronas necesitan carbohidratos para trabajar, en contraste con otras células del organismo, las cerebrales no pueden guardar cantidades apreciables de glucosa (carbohidrato), y su capacidad para utilizar ácidos grasos o aminoácidos como fuente de energía es muy limitada. Cuando el nivel de glucosa es bajo y no se suministra al cerebro una cantidad adecuada de combustible, aparecen síntomas semejantes a los que acompañan a la falta de oxigeno como la confusión mental, convulsiones, inconciencia y muerte.
Los carbohidratos, o Hidratos de Carbono, son muy necesarios para la vida, pues además de servir como fuente primaria de energía para los seres vivos, sirven para formar estructuras celulares. Por ejemplo, la celulosa es el componente principal de la pared celular en la célula vegetal.
Actividad:
Buscar información adicional en otras fuentes bibliográficas y realizar un resumen en World, el cual será discutido en clase. Grupo no mayor de 4 personas.
Los carbohidratos intervienen en complejos procesos de reconocimiento celular, en la aglutinación, coagulación y reconocimiento de hormonas.
1.4 Importancia de los Carbohidratos como fuente de energía celular
son una excelente fuente de energía para las varias actividades que ocurren en nuestras células. Algunos carbohidratos pueden tener una función estructural. Por ejemplo el material que mantiene a las plantas de pie y da a la madera sus propiedades resistentes es una forma de polímero conocido como celulosa.
En los animales invertebrados, la quitina (carbohidrato) es el principal componente del dermatoesqueleto de los artrópodos. Posee un valor económico importante en algunas plantas, especialmente en el algodón (el algodon es un carbohidrato y con el es que nos vestimos).
En los animales vertebrados, las capas celulares de los tejidos conectivos contienen carbohidratos.
Los carbohidratos son esenciales para la comunicación entre las células. Estas moléculas también ayudan a las células a adherirse la una a la otra, así como al material que rodea a estas en el cuerpo. La capacidad del cuerpo para defenderse contra la invasión de microbios y la eliminación del material extranjero es también dependiente de las propiedades de los carbohidratos.
El Glucogeno, es el carbohidrato que se almacena en nuestro cuerpo y hasta un tercio del peso del cuerpo de un animal puede constituirlo el peso de la musculatura y la mayor cantidad de energía se gasta en la contracción muscular.
El cerebro es el primer órgano que sufre si la concentración de carbohidratos es menor, pues las celulas cerebrales neuronas necesitan carbohidratos para trabajar, en contraste con otras células del organismo, las cerebrales no pueden guardar cantidades apreciables de glucosa (carbohidrato), y su capacidad para utilizar ácidos grasos o aminoácidos como fuente de energía es muy limitada. Cuando el nivel de glucosa es bajo y no se suministra al cerebro una cantidad adecuada de combustible, aparecen síntomas semejantes a los que acompañan a la falta de oxigeno como la confusión mental, convulsiones, inconciencia y muerte.
Los carbohidratos, o Hidratos de Carbono, son muy necesarios para la vida, pues además de servir como fuente primaria de energía para los seres vivos, sirven para formar estructuras celulares. Por ejemplo, la celulosa es el componente principal de la pared celular en la célula vegetal.
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