CONCEPTO DE GLÚCIDO Los glúcidos son biomoléculas formadas por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O), en una proporción:

  CnH2nOn

También  se  les  llama  hidratos  de  carbono  o  carbohidratos.  El  nombre  glúcido deriva  de  la  palabra  «glucosa».  En  todos  los  glúcidos  siempre  hay  un  grupo carbonilo, es decir, un carbono unido a un oxígeno mediante un doble enlace. 

Este grupo carbonilo puede ser:

•Un grupo aldehído (—CHO)•Un grupo cetónico (—CO—)

Miguel A. Castro R.

C OR H

C OR RAsí  pues,  los  glúcidos  pueden definirse como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas

Los  glúcidos  pueden  sufrir  procesos  de  aminación,  incorporación  de  grupos amino  (-NH2),  y  de  esterificación  con  ácidos,  como,  por  ejemplo,  el  ácido sulfúrico (H2SO4) o el ácido fosfórico (H3PO4). 

En función de estos sustituyentes, pueden contener átomos de nitrógeno (N), azufre (S) y fósforo (P), pero sin que éstos sean esenciales en su constitución.

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

Estructura química de los monosacáridos

CLASIFICACIÓN DE LOS GLÚCIDOS Se clasifican en dos grandes grupos: OSAS y ÓSIDOS. 1. Las osas son los monómeros, los monosacáridos y están constituidos por una 

sola cadena polihidroxialdehídica o polihidroxicetónica. 2. Los ósidos  son glúcidos más complejos derivados de  las osas, por unión de 

varios monosacáridos.  

Miguel A. Castro R.

Dentro de los OSIDOS, podemos distinguir

1.Holósidos: Sólo están formados por la unión de osas.a. Oligosacáridos. Son los glúcidos formados por la unión de dos a diez 

monosacáridos. Los más importantes son los disacáridos (unión de dos monosacáridos)

b. Polisacáridos. Son los glúcidos formados por la unión de más de diez monosacáridos. A su vez, pueden ser:

i. Homopolisacáridos: Cuando tienen un único tipo de monosacáridos.

ii. Heteropolisacáridos: Cuando tienen mas de un tipo de monosacáridos.

2.Heterósidos: Formados por dos tipos de componentes: Glúcidos y otros de distinta composición (proteínas, lípidos...)

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

MONOSACÁRIDOS

Glúcidos más sencillos. Constituidos  por  una  sola  cadena  polihidroxialdehídica  o polihidroxicetónica. A partir de 7 carbonos son inestables.Se nombran añadiendo la terminación -osa al número de carbonos Por ejemplo, triosa, tetrosa, pentosa, hexosa, etc.La formula general es : Cn(H2O)n Blancos, dulces, solubles en agua, cristalizables y no hidrolizables. El grupo carbonilo les confiere propiedades reductoras.Función energética y en algunos casos estructural.

Miguel A. Castro R.

Propiedades físicas:  •Son sólidos cristalinos, de color blanco, hidrosolubles y de sabor dulce. •Su solubilidad en agua se debe a que tanto los radicales hidroxilo (-OH) como los  radicales  hidrógeno  (-H)  presentan  una  elevada  polaridad  eléctrica  y establecen por ello  fuerzas de atracción eléctrica con  las moléculas de agua, que también son polares, dispersándose así las moléculas del glúcido.

Miguel A. Castro R.

Propiedades químicas:

Los glúcidos son capaces de oxidarse, es decir, de perder electrones, frente a otras sustancias que  al  aceptarlos  se  reducen  (reacción  de Fehling).  Se  dice  que  los  glúcidos  tienen carácter reductor.

Miguel A. Castro R.

Otra propiedad química de los glúcidos es su capacidad para asociarse con grupos amino.

Miguel A. Castro R.

PRUEBA DE FEHLING Consiste  en  calentar  una  disolución  compuesta  por  el  glúcido  que  se 

investiga y sulfato de cobre (II). Si el glúcido es reductor (mono y disacáridos excepto la sacarosa), se oxidará, reduciendo al sulfato de cobre (II), de color azul,  a  óxido  de  cobre  (I),  de  color  rojo  anaranjado.  Si  no  es  reductor,  la reacción no se producirá y el color no cambiará.

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

CONCEPTO DE ISOMERÍA Dos o más moléculas orgánicas comparten la misma fórmula química molecular (el número de átomos de cada clase sea el mismo), pero que no compartan la fórmula estructural, (sus átomos se encuentren unidos de forma diferente). 1.Isómeros de función2.Isómeros espacial o estereoisómeros.

a. Isómeros ópticosb. Isómeros geométricos

Miguel A. Castro R.

DimetilaminaDimetilamina: CH3 – NH – CH3

(C3H7N) EtilaminaEtilamina: CH3 – CH2 – NH2

(C3H7N)

ISOMERÍA DE FUNCIÓN Compuestos  con  la  misma  fórmula  química  molecular  pero  distintos  grupos funcionales. Las aldosas son isómeros de las cetosas. A  estos  compuestos  se  les  llama  isómeros funcionales o estructurales  y químicamente son compuestos de propiedades distintas.

Miguel A. Castro R.

ISOMERÍA ESPACIAL

Si  dos  compuestos  comparten  la  misma  formula  estructural,  pero  la  diferencia entre ellos se debe a la posición relativa de los átomos en el espacio, se dice que los dos compuestos presentan isomería espacial o estereoisomería. 

Se  produce  cuando  el  monosacárido  (u  otro  compuesto)  posee  algún  carbono asimétrico.  Llamamos  carbono  asimétrico  al  que  tiene  cuatro  grupos  distintos unidos. 

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

Isomería espacial

Imagen especular(no superponible)

Epímeros

Son diasteroisómeros que difieren en un sólo carbono 

asimétrico

No son imagen especular.Pueden diferir en la 

configuración de más de un carbono asimétrico.

Un tipo especial de diasteroisómeros

Enantiómeros Diasteroisómeros

Miguel A. Castro R.

Isomería espacial

Enantiómeros

Imagen especular

Epímeros

Son diasteroisómeros que difieren en un sólo carbono asimétrico

Diasteroisómeros

No son imagen especular.Pueden diferir en la 

configuración de más de un carbono asimétrico.

Cuando  tenemos  dos  compuestos  y  uno  es  la  molécula  original  y  el  otro  su imagen no superponible en el espejo, se habla de enantiómeros.  En  los  compuestos  biológicos  se  dan  casos  frecuentes  de  isomería  óptica  y geométrica y los enzimas distinguen claramente ambos compuestos. 

Miguel A. Castro R.

Las  dos  manos  son  simétricas pero no superponibles, por eso los  guantes  son  diferentes.  Las manos  serían  las  moléculas enantiómeras  y  los  guantes  los enzimas  específicos  para  cada una de ellas.

Miguel A. Castro R.

Enantiómeros de una tetrosa

Los  isómeros especulares, llamados  también enantiómeros, o isómeros  quirales,  son  moléculas que tienen los grupos -OH de todos los  carbonos  asimétricos,  en posición opuesta, reflejo de la otra molécula isómera.

Miguel A. Castro R.

Cuantos más carbonos asimétricos tenga la  molécula,  más  tipos  de  isomería  se presentan. El número de isómeros será 2n (siendo  n  el  número  de  carbonos asimétricos que tenga la molécula)

C

C

C

C

C

OH

H O

H

H

H

H

H

OH

OH

OH

Ejemplo:

Pentosa

Carbonos asimétricos: 3

Número de isomeros posibles:  

23 = 8

Miguel A. Castro R.

El  carbono asimétrico más alejado del grupo  funcional sirve como referencia para nombrar la isomería de una molécula. 

Cuando  el  grupo  OH  de  este  carbono  se  encuentra  a  su  derecha en  la proyección lineal se dice que esa molécula es D. Cuando el grupo alcohol de este carbono se encuentra a su  izquierda en  la proyección lineal se dice que esa molécula es L.

Se consideran epímeros a  las moléculas isómeras que se diferencian en la posición de un único -OH en un carbono asimétrico.

Miguel A. Castro R.

Cuando  el  grupo  OH  del  carbono  asimétrico  más alejado  del  carbono  carbonílico  se  encuentra representado a su derecha en la proyección lineal se dice  que  esa  molécula  es  D.  En  la  naturaleza,  todos los monosacáridos están en la forma D 

C

C

C

OH

H O

H

H

H

H

H

OH

OH

OH

C

C

C

C

C

OH

H O

H

H

OH

H

H

OH

H

OH

C

C

Cuando  el  grupo  OH  del  carbono asimétrico  más  alejado  del  carbono carbonílico  se  encuentra  representado izquierda  en  la  proyección  lineal  se  dice que esa molécula es L.

EPIMEROS DE UNA PENTOSA

Miguel A. Castro R.

ISOMERÍA ÓPTICA

Cuando  se  hace  incidir  un  plano  de  luz polarizada sobre  una  disolución  de monosacáridos que poseen carbonos asimétricos el plano de luz se desvía. Si la desviación se produce hacia la derecha se dice que el isómero es dextrógiro y se representa con el signo (+). Si  la desviación es hacia  la  izquierda se dice que el isómero es levógiro y se representa con el signo ( - ).

1. Triosas

Son glúcidos formados por tres átomos de carbono. Hay dos triosas: 

o Una aldotriosa (gliceraldehído) que tiene un grupo aldehído y otrao Una cetotriosa (dihidroxiacetona) que tiene un grupo cetónico. 

La fórmula empírica de ambas es C3H6O3. Son abundantes en el interior de la célula, ya que son metabolitos intermedios de la degradación de la glucosa. 

El gliceraldehído tiene un átomo de carbono asimétrico, y  se pueden distinguir dos isómeros espaciales o estereoisómeros: el D-gliceraldehído, cuando el -OH está a la derecha, y el L-gliceraldehído, cuando el -OH está a la izquierda. 

Miguel A. Castro R.

 La dihidroxiacetona no tiene ningún carbono asimétrico y por lo tanto, no presenta actividad óptica.

Miguel A. Castro R.

El  gliceraldehído  tiene  un  átomo  de  carbono  asimétrico,  y    se  pueden distinguir  dos  isómeros  espaciales  o  estereoisómeros:  el  D-gliceraldehído, cuando el -OH está a la derecha, y el L-gliceraldehído, cuando el -OH está a la izquierda. 

2. Tetrosas

Son glúcidos formados por cuatro átomos de carbono. Existen dos aldotetrosas, la treosa y la eritrosa y una cetotetrosa, la eritrulosa. De forma ocasional, aparecen en alguna vía metabólica. 

Miguel A. Castro R.

PENTOSAS

• Son glúcidos con cinco átomos de carbono. En las aldopentosas, como hay tres carbonos  asimétricos  (C2,  C3,  y  C4),  aparecen  ocho  posibles  estructuras moleculares (23 = 8). 

• En  la  naturaleza  sólo  se  encuentran  cuatro:  la  D-ribosa,  en  el  ácido ribonucleico, la D-2-desoxirribosa, en el ácido desoxirribonucleico, la D-xilosa, que  forma el polisacárido xilana de  la madera, y  la L-arabinosa,  formando el polisacárido arabana que es uno de los componentes de la goma arábiga.

• Entre las cetopentosas cabe citar la D-ribulosa. que desempeña un importante papel  en  la  fotosíntesis,  debido  a  que  se  une  a  la  molécula  de  dióxido  de carbono (CO2), que queda así incorporada al ciclo de la materia viva.

• Las aldopentosas al disolverse en agua  forman moléculas cíclicas debido a  la reacción  del  grupo  carbonilo  del  carbono  1  con  el  hidroxilo  del  carbono  4 formándose un hemiacetal (reacción entre alcohol y aldehido)

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

HEXOSAS

Son  glúcidos  con  seis  átomos  de  carbono.  Las  aldohexosas  tienen  cuatro carbonos  asimétricos  y,  por  tanto,  hay  dieciséis  posibles  estructuras moleculares diferentes (24 = 16) 

Entre ellas tienen interés en biología la D-(+)-glucosa,  la D-(+)-manosa y la D-(+)-galactosa. Entre las cetohexosas cabe citar la D-(-)-fructosa. En  disolución,  la  estructura  lineal  generalmente  se  cierra  sobre  si  misma formando  un  hexágono,  parecido  al  de  una  molécula  llamada  pirano,  o  un pentágono, semejante al de una molécula llamada furano.

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

•  Glucosa.  Es  el  glúcido  más  abundante;  es  el  llamado  azúcar  de  uva.  En  la sangre se halla en concentraciones de un gramo por litro. En la naturaleza se encuentra  la  D-(+)-glucosa,  también  llamada  por  ello  dextrosa  (glúcido dextrógiro).   

Miguel A. Castro R.

La  glucosa,  al  disolverse  en  agua, forma  un  ciclo  hexagonal  que  se denomina  glucopiranosa.  Se  ha formado un hemiacetal  (unión de un aldehído  con  un  alcohol) intramolecular. El carbono 1 es ahora asimétrico  y  se  denomina  carbono anomérico.  Según  la  posición  de  su grupo —OH a un  lado  (abajo)  u otro (arriba)  del  plano,  se  distinguen  dos nuevas  estructuras  denominadas anómeros:    el  anómero  α  y  el anómero β respectivamente

Miguel A. Castro R.

Como sólo son posibles los anillos de cinco o más átomos de carbono, las triosas y las  tetrosas  siempre  tienen  estructuras  abiertas.  El  resto  de  monosacáridos, cuando  se  disuelven,  presentan  un  equilibrio  entre  la  forma  cíclica  y  la  forma abierta. En el caso de la glucosa, la estructura lineal nunca llega al 5 % del total.

En  realidad,  las  estructuras  cíclicas  de  la  glucosa  no  son planas,  como  indican  los modelos estudiados, sino que pueden adoptar dos conformaciones en el espacio: la conformación de nave y la conformación de silla. Ello se debe a que los enlaces se orientan en el espacio y no en un plano. 

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

Galactosa.  Se  puede  hallar  en  la  orina  de  los  animales,  en  forma  de  β  -D-galactosa. Junto con la D-glucosa forma el disacárido lactosa, glúcido propio de la  leche.  Se  la  encuentra  también  como  elemento  constitutivo  de  muchos polisacáridos (gomas, pectina y mucílagos).

Miguel A. Castro R.

Fructosa.  Es  una  cetohexosa.  Se  halla  en  forma  de  β  -D-fructofuranosa.  Es fuertemente  levógira, por  lo que  también  se  la  llama  levulosa.  Se encuentra libre en la fruta y, asociada con la glucosa, forma la sacarosa. En el hígado se transforma en glucosa, por lo que tiene el mismo poder alimenticio que ésta. El  anómero  es  α  cuando  el  -OH  del  C2  está  en  posición  trans  respecto  al  –CH2OH del C5.

Miguel A. Castro R.

Hay dos tipos de enlace entre un monosacárido y otrás moléculas: el enlace N-glucosídico que se forma entre un -OH y un compuesto animado, y el enlace O-glucosídico, que se realiza entre dos -OH de dos monosacáridos. Mediante el enlace N-glucosídico se forman aminoazúcares. El enlace O-glucosídico es α-glucosídico si el primer monosacárido es α y β-glucosídico si el primer monosacárido es β. Por ejemplo, entre el C1 de una α-D-glucopiranosa y el C4 de otra D-glucopiranosa (α o β) se establece un enlace tipo α (1  4) 

Miguel A. Castro R.

Derivados de los monosacáridos Las  principales  sustancias  derivadas  de  los  monosacáridos  con  interés biológico son los aminoglúcidos. Éstos provienen de la sustitución de un grupo alcohólico por un grupo amino. Los más importantes son: •D-glucosamina.•N-acetil-glucosamina, forma la quitina del exoesqueleto de los artrópodos e interviene en la constitución de la pared bacteriana.•Acido N-acetíl-murámico, presente en la pared bacteriana. •Acidos siálicos  presentes  en  las  glucoproteínas  y  los  glucolípidos  de  la membrana citoplasmática. 

Miguel A. Castro R.

Otras sustancias derivadas de los monosacáridos son:

1.Políalcoholes, como el sorbitol. que se obtiene por hidrogenación catalítica, a presión, de la glucosa, y los glucoácidos, como la vitamina C.

2.Desoxiazúcares, como la desoxirribosa, en la que se ha cambiado un grupo –OH por un radical –H y que forma parte de ADN. De este mismo grupo es la fucosa que forma parte de la pared de las bacterias.

3.Ésteres fosfóricos.  Unión  de  un  grupo  fosfato  a  un  azúcar  por  un  enlace éster. Suelen ser intermediarios importantes del metabolismo de los glúcidos, como la  Glucosa-6-Fosfato

Miguel A. Castro R.

DISACARIDOS Los disacáridos están formados por la unión de dos monosacáridos, que se realiza de dos formas:

Miguel A. Castro R.

1. Mediante enlace monocarbonílico entre  el  carbono  anomérico  del primer monosacárido y un carbono cualquiera  no  anomérico  del segundo.  Sigue  teniendo  la capacidad reductora. 

2. Mediante enlace dicarbonílico, entre  los dos carbonos anoméricos de  los  dos  monosacáridos,  con  lo que  se  pierde  la  capacidad reductora,  por  ejemplo,  la sacarosa. 

Miguel A. Castro R.

El enlace será α o β en función de la posición del –OH del carbono anomérico el primer monosacárido. 

Miguel A. Castro R.

PRINCIPALES DISACÁRIDOS CON INTERÉS BIOLÓGICO

Maltosa.  Disacárido  formado  por  dos  moléculas  de  D-glucopiranosa  unidas mediante enlace α (l4). La maltosa se encuentra libre en el grano germinado de  la  cebada.  La  cebada  germinada  artificialmente  se  utiliza  para  fabricar cerveza, y tostada se emplea como sustitutivo del café, es la llamada malta. En la industria se obtiene a partir de la hidrólisis del almidón y del glucógeno. La maltosa se hidroliza fácilmente y tiene carácter reductor

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

Celobiosa. Disacárido formado por dos moléculas de D-glucopiranosa unidas mediante enlace β (l4). No se encuentra libre en la naturaleza. Se obtiene por hidrólisis de la celulosa con un enzima denominado celulasa.

Miguel A. Castro R.

Lactosa. Disacárido formado por una molécula de β-D-galactopiranosa y otra de β-D-glucopiranosa unidas por medio de un enlace β (l4). Se encuentra libre en la leche de los mamíferos. Dado que resulta muy difícil de fermentar, es estable incluso dentro de organismos de sangre caliente. No forma polímeros.

Miguel A. Castro R.

Sacarosa. Disacárido  formado por una molécula de α-D-glucopiranosa y otra de β-D-fructofuranosa unidas por medio de un enlace α (12). Se encuentra en  la  caña  de  azúcar  (20  %  en  peso)  y  en  la  remolacha  azucarera  (15  %  en peso).  El  enlace  se  realiza  entre  el  —OH  del  carbono  anomérico  del  primer monosacárido  y  el -OH  del  carbono  anomérico  del  segundo  monosacárido. Debido  a  ello  no  tiene  poder  reductor.  La  sacarosa  es  dextrógira  (+66,5°), pero,  si  se  hidroliza,  la  mezcla  de  D-glucosa  y  de  D-fructosa  que  queda  es levógira. Es lo que pasa en la miel debido a las enzimas (sacarasas) existentes en la saliva de las abejas.

Miguel A. Castro R.

Isomaltosa.  Disacárido  formado  por  dos  moléculas  de  D-glucopiranosa mediante enlace α (16). No se encuentra libre en la naturaleza. Se obtiene por  hidrólisis  de  la  amilopectina  (un  componente  del  almidón)  y  del glucógeno.  Proviene  de  los  puntos  de  ramificación  α  (16)  de  estos polisacáridos.

Miguel A. Castro R.

OLIGOSACÁRIDOS SUPERIORES •Son moléculas formadas por  la unión de varios monosacáridos (menor número de 11 o de 15 según los autores) y que tienen importantes funciones en la célula.

Miguel A. Castro R.

• Están presentes en las envolturas celulares y  unidos  a  otros  tipos  de  macromoléculas como lípidos y proteínas.

• Por  ejemplo,  son  las  moléculas responsables  del  reconocimiento  de  los espermatozoides por ovocitos de su misma especie,  o  los  de  las  hormonas  hacia  las células diana o las células de un individuo a las de otro individuo de la misma especie. 

Miguel A. Castro R.

POLISACÁRIDOS Los  polisacáridos  están  formados  por  la  unión  de  muchos  monosacáridos  (de once a varios miles) por enlaces O-glucosídico, con la pérdida de una molécula de agua por cada enlace. •Tienen pesos moleculares muy elevados. •No tienen sabor dulce. •Pueden ser insolubles, como la celulosa, o formar dispersiones coloidales, como el almidón. •Pueden desempeñar funciones estructurales o de reserva energética. •Los polisacáridos que con función estructural presentan enlace β-glucosídico, y los de función de reserva energética presentan enlace α-glucosídico. En los polisacáridos diferenciamos:

•homopolisacáridos, polímeros de un solo tipo de monosacárido.•heteropolisacáridos,  polímeros de más de un tipo de monosacárido. 

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

CLASIFICACIÓN

1.Por los monosacáridos constituyentes: a. Homopolisacáridos: mismo tipo de monosacárido repetido b. Heteropolisacáridos: diferente tipo 

2.Por la ramificación de la molécula a. Lineales: Cada monosacárido dos enlaces glucosídicos a otros b. Ramificados: Algún monosacárido con más de dos uniones a otros 

3.Por su función a. Estructurales : Forman elementos estructurales de las células o los 

organismos pluricelulares b. De reserva: Reserva de monosacáridos c. De reconocimiento: Identificación celular 

4.α - glúcidos suelen ser de reservaβ - glúcidos suelen ser estructurales

Miguel A. Castro R.

Polisacáridos de reserva suelen ser ramificados y se encuentran en citoplasma o vacuolas.

Polisacáridos estructurales suelen ser lineales

Los polisacáridos de reserva sirven para acumular monosacáridos, generalmente glucosa, sin aumentar la presión osmótica celular. Suelen ser ramificados para movilizar más rápidamente los restos de monosacárido

Homopolisacáridos Heteropolisacáridos

Mediante enlace α

Mediante enlace β Presentan enlace α

Almidón Celulosa Pectina

Agar agar

Goma arábigaGlucógeno Quitina

Miguel A. Castro R.

Almidón

 

Miguel A. Castro R.

Los depósitos de almidón se encuentran en las semillas y en los tubérculos, como la patata  y  el  boniato.  A  partir  de  ellos,  las  plantas  pueden  obtener  energía  sin necesidad de luz. 

El almidón es la base de la dieta de la mayor parte de la humanidad. El almidón está integrado  por  dos  tipos  de  polímeros  la amilosa  en  un  30  %  en  peso,  y  la amilopectina en un 70 %.

Es el polisacárido de reserva propio de los vegetales.  Se  acumula  en  forma  de gránulos dentro de los plastos de la célula vegetal.  Está  formado  por  miles  de moléculas de glucosa. 

Al no estar disuelto en el  citoplasma, no influye  en  la  presión  osmótica  interna  y constituye  una  gran  reserva  energética que ocupa poco volumen.

Amilosa. 

Está constituida por un polímero de maltosas unidas mediante enlaces α(14). Su estructura es helicoidal con seis moléculas de glucosa (tres maltosas) por vuelta. Su peso molecular varía desde varios cientos a 500.000. Es soluble en agua dando dispersiones coloidales. Por  hidrólisis  con  ácidos  o  por  la  acción  de  la  enzima  α-amilasa  en  los  animales (saliva y jugo pancreático) o de la β-amilasa, propia de las semillas, da lugar primero a un polisacárido menor denominado dextrina y luego a maltosa. 

La  α-amilasa  actúa  sobre  cualquier  punto  de  la  cadena,  separando  maltosas, mientras que la β-amilasa sólo separa maltosas, una a una, a partir del extremo no reductor. 

Estas enzimas no separan las maltosas en las dos glucosas correspondientes. Hace falta otra enzima, la maltasa, que pasa la maltosa a dos moléculas de D-glucosa. 

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

Amilopectina 

Es  una  molécula  con  estructura  ramificada.  Está  constituida  por  un  polímero  de maltosas unidas mediante enlaces α(1 4), con ramificaciones en posición α(16). 

Las  ramas tienen alrededor de doce glucosas, unidas mediante α  (14), y aparecen, aproximadamente, cada doce glucosas. Su peso molecular puede llegar a 1.000 000, y es menos  soluble  en  agua que  la  amilosa. Por hidrólisis  con  la α-amilasa o  con  la β-amilasa aparecen moléculas de maltosa y los núcleos de ramificación que, por poseer enlaces (16), son inatacables por estas enzimas. 

Estos núcleos reciben el nombre de dextrinas límite. Sobre ellos sólo actúa la enzima R-desramificante (amilopectina-1,6-glucosidasa), específica del enlace (16). Finalmente actúa  la maltasa  y se obtiene la glucosa. 

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

Glucógeno

El glucógeno es el polisacárido propio de los animales. Se encuentra en el hígado y en los músculos. Forma dispersiones coloidales en el interior de la célula. Desde  el  punto  de  vista  químico  es  similar  al  almidón,  está  constituido  por  un polímero  de maltosas  unidas  mediante enlaces  α(14)  con  ramificaciones  en posición α(16),  pero  con  mayor  abundancia  de  ramas.  Estas  aparecen, aproximadamente, cada ocho o diez glucosas. Tiene hasta unas 15 000 moléculas de maltosa. Su peso molecular oscila entre 1 y 5 millones. Las  enzimas  amilasas  sobre  el  glucógeno  dan  maltosas  y  dextrina  límite.  Luego, mediante las enzimas R-desramificantes y las maltasas, se obtiene glucosa. La  ramificación  de  ambas  sustancias  de  reserva  favorece  la  degradación enzimática, pues ésta empieza por el extremo de  las ramas, de  forma que cuanto más ramificada esté, más rápida será la obtención de glucosa. Un dato importante es que la frecuencia de ramificación es mayor en el glucógeno que  en  la  amilopectina,  lo  que  junto  con  el  mayor  peso  molecular  del  glucógeno favorece la disponibilidad de glucosa en el caso de los animales, cuya actividad y por tanto, requerimiento energético, es mayor.

Miguel A. Castro R.

La  importancia  de que  la  glucosa  se  acumule  en  forma de  cadenas mas o menos complejas radica en que por su carácter soluble, si está en forma de monosacárido en el  interior de  la célula a una concentración muy elevada, aumentaría mucho  la presión osmótica y se produciría una entrada masiva de agua en la célula. Al estar polimerizada, no se produce este fenómeno.

Miguel A. Castro R.

Dextranos

Polímeros  de  reserva  de  levaduras  y bacterias, formados por α-D-glucosa con enlaces  distintos  a  los  α(14)  y  muy ramificado.  Las  bacterias  bucales producen  dextranos  que  se  adhieren  a los  dientes  formando  placa  dental.  Los dextranos tienen usos comerciales en  la producción  de  dulces,  lacas,  aditivos comestibles,  y  voluminizadores  del plasma sanguíneo.  

Miguel A. Castro R.

Celulosa

La  celulosa  es  un  polisacárido  con  función esquelética propio de los vegetales. 

Es el elemento principal de  la pared celular. Esta pared  encierra  a  la  célula  y  que  persiste  tras  la muerte  de  ésta.  Las  fibras  vegetales  (algodón, lino, cáñamo, esparto, etc.) y el interior del tronco de  los  árboles  (el  leño  o  madera)  están básicamente formados por paredes celulósicas de células muertas. 

El  algodón es  casi  celulosa pura, mientras que  la madera  tiene  un  50  %  de  otras  sustancias  que aumentan su dureza.

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

• La celulosa es un polímero de β-D-glucosa unidas mediante enlaces β(14) (celobiosas)

• Cada polímero tiene de 150 a 5.000 moléculas de celobiosas. 

• Forman cadenas no  ramificadas,    que  se unen a otras mediante de puente de hidrógeno.

• El conjunto se denomina micelas, y sólo es visible al microscopio electrónico. 

• Las micelas se unen formando microfibrillas, que a  su  vez  se  agrupan  dando  macrofibrillas,  ya observables al microscopio óptico. 

• Éstas  se  unen  formando fibras  de  algodón,  que son observables a simple vista.

• Una  fibra  está  constituida  por  unas  8  .  108 cadenas de celulosa.

Miguel A. Castro R.

• La peculiaridad del enlace β hace a  la celulosa inatacable por  las enzimas digestivas humanas; por ello, este polisacárido no tiene interés alimentario para el hombre. 

Miguel A. Castro R.

• Muchos  microorganismos  y  ciertos invertebrados como el pececillo de plata o el  molusco  taladrador  de  la  madera  son capaces de segregar celulasas. 

• Los insectos xilófagos, como las termitas, y los  herbívoros  rumiantes  aprovechan  la celulosa  gracias  a  los  microorganismos simbióticos  del  tracto  digestivo,  que producen celulasas.

• Los  rumiantes,  como  la  oveja,  tienen  un voluminoso  estómago  que  les  sirve  como tanque  de  fermentación;  por  ello  en  sus heces  no  hay  restos  celulósicos.  En  los herbívoros  no  rumiantes,  como el  caballo, sí hay.

Quitina

•La quitina es un polímero (homopolisacárido) de N-acetil-D-glucosamina (un derivado de la glucosa) unido mediante enlaces β(14), de modo análogo a la celulosa. •Es un polisacárido que realiza una función de sostén. •Forma cadenas paralelas. •Es el componente esencial del exoesqueleto de los artrópodos, y parece que tiene mucho que ver en el gran éxito evolutivo de estos organismos. •En  los  crustáceos  se  encuentra  impregnada  de  carbonato  cálcico,  lo  que aumenta su dureza.•Se encuentra ampliamente difundido entre  los hongos  (en  los que  forma  la membrana de secreción). 

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

HETEROPOLISACÁRIDOS

Los heteropolisacáridos son sustancias que por hidrólisis dan lugar a varios tipos distintos de monosacáridos o de derivados de estos. Los principales son pectina, agar-agar y goma arábiga. Pectina. Se encuentra en  la pared celular de  los tejidos vegetales. Abunda en la manzana, pera, ciruela y membrillo. Posee una gran capacidad gelificante que se aprovecha  para  preparar  mermeladas.  Es  un  polímero  del  ácido  galacturónico intercalado  con  otros  monosacáridos  como  la  ramnosa,  de  la  que  surgen ramificaciones. (en algún libro viene como homopolisacárido) Agar-agar. Se extrae de  las algas rojas o rodofíceas. Es muy hidrófilo y se utiliza en  microbiología  para  preparar  medios  de  cultivo.  Es  un  polímero  de  D  y  L-Galactosa. Goma arábiga. Es una sustancia segregada por las plantas para cerrar sus heridas. Tiene interés industrial Hemicelulosas.  Grupo  muy  heterogéneo  que  engloba  diversos  polímeros  de pentosas  y  hexosas  que  se  encuentran  asociadas  a  la  celulosa  y  que  tienen  la misma función estructural que esta.

Miguel A. Castro R.

Miguel A. Castro R.

Goma arábiga

Agar agar

Glúcidos asociados a otro tipo de moléculas Los  principales  tipos  de  asociación  entre  glúcidos  y  otros  tipos  de moléculas son:

• Heterósidos• Peptidoglucanos• Proteoglucanos• Glucoproteínas• Glucolípidos

 

Miguel A. Castro R.

Heterósidos Los heterósidos  resultan de  la unión de un monosacárido, o de un pequeño oligosacárido, con una molécula o grupo de moléculas no glucídicas, también de bajo peso molecular, denominadas aglucón. 

Los  principales  son:  la  digitalina,  que  se  utiliza  en  el  tratamiento  de enfermedades  vasculares;  los  antocianósidos,  responsables  del  color  de  las flores,  los  tanósidos.  que  tienen  propiedades  astringentes  y  curtientes, algunos antibióticos, como la estreptomicina, los nucleótidos, derivados de la ribosa y de la desoxirribosa, que forman los ácidos nucleicos, etc

Miguel A. Castro R.

Peptidoglucanos Los  peptidoglucanos  o  mureína    resultan  de  la  unión  de  cadenas  de heteropolisacáridos mediante pequeños oligopéptidos de cinco aminoácidos. Constituyen  la  pared  bacteriana  El  heteropolisacárido  es  el  polímero  de  N- acetil-glucosamina (NAG) y de ácido N-acetil-murámico (NAM) unidos entre sí mediante enlaces β(l  4).

Miguel A. Castro R.

Proteoglucanos Los  proteoglucanos  son  moléculas  formadas  por  una  gran  fracción  de polisacáridos  (aproximadamente  el  80  %  de  la  molécula),  denominados glucosaminglucanos (antes mucopolisacáridos, ya que dan lugar a disoluciones viscosas), y una pequeña fracción proteica (aproximadamente 20 %). Se distinguen los glucosaminglucanos estructurales y los de secreción 

Miguel A. Castro R.

Glucosaminglucanos estructurales.  Los  más  importantes  son  el  ácido hialurónico  y  los  sulfatos  de  condroitina.  Son  heteropolisacáridos  que presentan alternancia de enlaces β(l4) y enlaces β(l3). Forman  la matriz extracelular, muy abundante en los tejidos conjuntivos, cartilaginosos y óseos. El  ácido  hialurónico,  además,  abunda  en  el  líquido  sinovial  y  en  el  humor vítreo. 

Miguel A. Castro R.

Glucosaminglucanos de secreción.  El  más  conocido  es  la  heparina.  Es  un heteropolisacárido  que  presenta  alternancia  de  enlaces  α  (l4)  y  enlaces  α (l3). Se encuentra en la sustancia intercelular, principalmente en el hígado y en  el  pulmón.  Impide  el  paso  de  protrombina  a  trombina  y  con  ello  la coagulación  de  la  sangre.  Está  también  presente  en  la  saliva  de  animales hematófagos (sanguijuelas, mosquitos, vampiros, etc.). En medicina se utiliza para evitar las trombosis.

Miguel A. Castro R.

Glucoproteínas Las  glucoproteínas  son  moléculas  formadas  por  una  pequeña  fracción glucídica (generalmente un 5 % y como máximo un 40 %) y una gran fracción proteica, que se unen mediante enlaces fuertes (covalentes). 

Se diferencian además de  los proteoglucanos en que  la  fracción glucídica no contiene ni ácido hialurónico ni sulfatos de condroitina. 

Las principales son: 

1.Las mucinas de secreción, como las salivales. 2.Las  glucoproteínas  de  la  sangre,  como  la  protrombina  y  las inmunoglobulinas.3.Las hormonas gonadotrópicas.4.Algunas enzimas ribonucleasas. 5.Las  denominadas  glucoproteínas  de  las  membranas  celulares.  Éstas presentan una gran heterogeneidad, debido a las variaciones en la secuencia de monosacáridos. 

Miguel A. Castro R.

Glucolípidos Los glucolípidos están constituidos por monosacáridos u oligosacáridos unidos a lípidos, normalmente la ceramida (una esfingosina mas un. Generalmente se encuentran en la membrana celular, especialmente en el tejido nervioso. Los más conocidos son los cerebrósidos y los gangliósidos. Los cerebrósidos son glucolípidos en los que hay una cadena de uno a quince monosacáridos.

Los  gangliósidos  son  glucolípidos  en  los  que  hay  un  oligosacárido  en  el  que siempre aparece el ácido siálico.

Miguel A. Castro R.

Funciones generales de los glúcidos Los glúcidos son uno de los cuatro principios inmediatos orgánicos propios de los seres vivos. Su  proporción  en  las  plantas  es  mucho  mayor  que  en  los  animales.  En  las plantas constituyen con mucho el principal componente orgánico. Se  forman directamente en la fotosíntesis.En los seres vivos sus funciones principales son:

1. Función energética2. Función estructural.3. También pueden realizar funciones específicas

Miguel A. Castro R.

Función energética.  El  glúcido  más  importante  es  la  glucosa,  ya  que  es  el monosacárido  más  abundante  en  el  medio  interno,  y  puede  atravesar  la membrana  plasmática  sin  necesidad  de  ser  transformado  en  moléculas  más pequeñas. A partir de un mol de glucosa y mediante las sucesivas reacciones catabólicas de la respiración aeróbica, se pueden obtener 266 kcal. El almidón, el glucógeno, etc, son formas de almacenar glucosas. El almidón, por ejemplo, permite acumular miles de glucosas sin que ello implique un incremento en la concentración del medio interno celular.

Miguel A. Castro R.

Función estructural. Se ha de destacar la importancia del enlace β que impide la  degradación  de  estas  moléculas  y  hace  que  algunos  organismos  puedan permanecer  cientos  de  años,  en  el  caso  de  los  árboles,  manteniendo estructuras de hasta 100 metros de altura. Entre los glúcidos con función estructural destacan:•Celulosa en los vegetales•Quitina en los artrópodos•Ribosa y desoxirribosa en los ácidos nucleicos de todos los seres vivos•Peptidoglucanos en las bacterias•Condroitina en huesos y cartílagos

El  enlace β provoca que  las moléculas  adopten una  conformación alargada  y extendida, mientras que el enlace alfa hace que las cadenas de polisacáridos se enrollen en forma de hélice, lo que favorece la formación de gránulos densos, adecuados para el almacenamiento. 

Miguel A. Castro R.

Otras funciones específicas de determinados glúcidos son:

antibiótico (estreptomicina), la de vitamina (vitamina C)anticoagulante (heparina) hormonal (hormonas gonadotropas)enzimática (junto con proteínas forman las ribonucleasas)inmunológica  (las  glucoproteínas  de  la  membrana  constituyen  antígenos  y, por  otro  lado,  las  inmunoglobulinas  o  anticuerpos  están  formadas  en  parte por glúcidos)protectora (goma arábiga)marcadores de membrana, ya que algunos glúcidos oligosacáridos unidos a lípidos  y  proteínas  de  membrana  sirven  de  señas  de  identidad  celular actuando de marcadores de membrana, receptores de señales, etc.

Miguel A. Castro R.