Los Glúcidos

¡Hola de nuevo a todos!

En esta nueva entrada al blog hablaremos sobre los glúcidos.

Los glúcidos, también llamados azucares, son biomoléculas orgánicas constituidas por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. Además en ocasiones también pueden presentar nitrógeno, fósforo y azufre. Están formados por cadenas de 3 a 7 carbonos con un grupo funcional que puede ser aldehído (- CHO) o cetona (- CO) dependiendo en que posición se encuentra.

Existen dos tipos principales de glúcidos:

• Monosacáridos o osas:  Son los glúcidos más simples, no hidrolizables y formados por monómeros. Se clasifican a su vez en aldosas y cetosas. Entre sus propiedad podemos decir que son de color blanco, son dulces debido a su bajo peso molecular y solubles en agua. En cuanto a sus propiedades químicas, son capaces de oxidarse y de reaccionar ante el reactivo de Fehling. También tienen isomería. Se unen entre sí mediante enlaces O-Glucosídicos dando lugar a los ósidos.

• Ósidos: Son azúcares complejos que se dan a partir de la unión de los monómeros. Dependiendo del tipo de enlace (monocarbonílico o dicarbonílico) presentaran la capacidad de reaccionar ante el reactivo de Fehling y tener poder reductor. A su vez los ósidos se clasifican en: holósidos y heterósidos. Los holósidos se componen exclusivamente de monosacáridos mientras que los heterósidos surgen de la combinación de un conjunto de monosacáridos con otras moléculas orgánicas.

Dentro de cada grupo se distinguen, además, distintos tipos de glúcidos:

formando parte de los holósidos tenemos: los oligosacáridos, si se unen de 2 a 10 monosacáridos: la union de 2 monosacáridos se denomina disacáridos (por ejemplos la maltosa, lactosa y sacarosa); y los polisacáridos, si se unen muchos monosacáridos entre si (más de 10). Dependiendo del tipo de enlace tendrán distintas funciones: por lo general si el enlace es alfa, tendrán función de reservas mientras que si el enlace es beta, tendrá función estructural. Entre los polisacáridos, se diferencian los heteropolisacáridos (formados por distintos tipos de monosacáridos) y los homopolisacáridos (formados por el mismo tipo de monosacáridos).

Sin embargo los heterósidos, se diferencian en dos grupos dependiendo de la otra molécula orgánica a la que van unidos. Entre ellos se encuentran los glucolípidos, glucoproteínas, peptidoglucanos y proteoglucanos.

Todos ellos tienen las siguientes funciones: estructural, energética, especificidad en la membrana plasmática y principios activos.

molecula de glucosa

A continuación un esquema completo para profundizar por completo en los glúcidos, su estructura, funciones y sus diferentes tipos.

fuente propia

fuente de las imagenes

ACTIVIDADES GLÚCIDOS

1) La D-glucosa es una aldohexosa. Explica:

a) ¿Qué significa ese término?

Este termino se refiere a monosacáridos de seis átomos de carbono que contienen un grupo aldehído en su estructura. La D-glucosa concretamente tiene su carbono asimétrico en el tercer carbono. La D indica que el último carbono mas alejado del carbono asimétrico, dependiendo si el grupo OH está a la izquierda o a la derecha se le nombra D o L.

b) ¿Qué importancia biológica tiene la glucosa?

Su función principal es la nutrición de los seres vivos, además del almacenamiento energético para su uso en actividades metabólicas. Aporta gran cantidad de energía a las células ya que interviene en la respiración celular, que se produce en las mitocodrias, dando lugar a ATP. También la podemos encontrar de forma libre, asociada a disacáridos o polimerizada para formar polisacáridos.

c) ¿Qué diferencia existe entre la D-glucosa y la L-glucosa, y entre la α y la β D- glucopiranosa?

La D y L glucosa se diferencian como he mencionado antes por el carbono más alejado del carbono asimétrico, si el grupo OH esta a la derecha es "D" y si se encuentra en la izquierda "L". La diferencia entre alfa o beta se puede observar cuando ciclamos una molécula, dependiendo del lado del plano donde acabe el OH. Si está en la parte superior del plano se denomina beta y si está en la parte inferior del plano alfa.

2) Dentro de un grupo de biomoléculas orgánicas se puede establecer la clasificación de:

monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

Homopolisacáridos y heteropolisacáridos

Función energética (reserva) y función estructural.

a) cita un ejemplo diferente para cada uno de los tipos diferenciados en la clasificación 1, 2 y 3 (total 7 moléculas).

• Monosacáridos: la glucosa.

• Oligosacáridos: la sacarosa

• Polisacáridos: la celulosa

• Homopolisacáridos: el almidón

• Heteropolisacáridos: la pectina

• Reserva: el glucógeno.

• Función Estructural: la quitina

b) ¿En base a qué criterio se establece la clasificación número 2 ?

Dentro de los polisacáridos podemos diferenciar los homoposilacáridos cuyo prefijo es "homo-", "igual", es aquel que está formado siempre por la misma molécula y los heteropolisacáridos cuyo prefijo es "hetero-", "diferente" están pormados por distintas moléculas.

3) En relación a los glúcidos:

a) Indica cuál de los siguientes compuestos son monosacáridos, disacáridos o polisacáridos: sacarosa, fructosa, almidón, lactosa, celulosa y glucógeno.

b) Indica en qué tipo de organismos se encuentran los polisacáridos indicados en el

apartado anterior.

c) Indica cuál es la función principal de los polisacáridos indicados en el apartado a).

d) Cita un monosacárido que conozcas y que no se encuentre en la relación incluida en el apartado a).

• La sacarosa es un disacárido, se encuentra en la caña de azúcar y la remolacha, tiene una función de reserva energética rápida.

• La fructosa es un monosacárido que podemos encontrar en la fruta y tiene función energética.

• El almidón es un polisacárido, concretamente un homopolisacárido de reserva, lo podemos encontrar en las vacuolas de las células vegetales, en los tubérculos y en las semillastiene función de reserva energética.

• La lactosa es un disacárido que se encuentra en la leche de los mamíferos y tiene carácter reductor.

• La celulosa es un polisacárido, en concreto un homopolisacárido estructural, se encuentra en la pared celular y tiene una función estructural. La celulosa tiene mucha energía pero nosotros no podemos utilizarla ya que no podemos hidrolizar sus enlaces, las termitas son capaces.

• El glucógeno es un polisacárido, concretamente un homopolisacárido de reserva, se encuentra en el hígado y en el músculo y como su propio nombre indica tiene función de reserva energética.

• Por último la glucosa es un monosacárido que se encuentra en el interior de todas las células y se acumula mayoritariamente en el hígado, es el principal nutriente de los seres vivos y al degradarse en el citoplasma de las células produce energía.

4) Realiza todos los pasos de la ciclación de una D-galactosa hasta llegar a una α-D- galactopiranosa.

fuente propia

5) Dibuja un epímero de la L-ribosa y su enantiómero.

feuente propia

Por último y como practica para la PAU también he realizado las siguientes cuestiones del examen de años anteriores: Ejercicio 1:

1. Explica qué son los bioelementos primarios, los bioelementos secundarios y los oligoelementos. Dando cuatro ejemplos de cada uno de ellos.

Los bioelementos constituyen los 20 elementos químicos que se encuentran en los seres vivos. Se dividen en 3 grupos: primarios, secundarios y oligoelementos. Los bioelementos primarios son los mas abundantes y se encuentran en aproximadamente un 96% del peso del organismo. Su función principal es la formación de biomoléculas y entre ellos están el oxigeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno.

A continuación los bioelementos secundarios se presentan en menor proporción que los primarios, constituyendo el 4% aprox. del peso de la materia viva. Destacamos el calcio, el sodio, el potasio y el cloro.

Por último, los oligoelementos son aquellos que se encuentran en concentraciones inferiores al 0,1%. Desempeñan funciones muy importantes y por ello su carencia provocaría graves trastornos del organismo. Entre ellos se encuentran el hierro, el cobre, el cobalto y el zinc.

2. Define qué es un solución tampón o amortiguadora. Indica por que es importante para los seres vivos el mantenimientos del pH.

Las soluciones tampón son sistemas acuosos que resisten los cambios en el pH. Consiste en un acido débil y la base conjugada correspondiente. Actúan como aceptores o donadores de H+ para compensar les variaciones de la concentración de H+ producidas en el medio. Casi todos los procesos biológicos dependen del pH, ya que un pequeño cambio en el pH puede producir un gran cambio en la velocidad a la cual se produce este proceso. Por ejemplo, el cambio en el estado de ionización de una proteína puede modificar la estabilidad o impedir que una enzima catalice una reacción.

3. Explica brevemente:

a) ¿Qué diferencia estructural hay entre una aldosa y una cetosa?

b) Relaciona los conceptos de carbono asimétrico y estereoisómeros.

a) Los monosacáridos poseen una cadena de carbonos unidos por enlaces sencillos en la cual uno de los carbonos está unido a un grupo carbonilo y el resto tiene un grupo hidroxilo. Si el grupo carbonilo se encuentra en el extremo de la cadena, es un grupo aldehido, y el monosacàrid recibe el nombre de aldosa; si el grupo carbonilo está en otra posición, es un grupo cetona y el monosacárido se denomina cetosa.

b) Un carbono asimétrico es aquel que está unido a cuatro sustituyentes diferentes. La mayor parte de los monosacáridos poseen un átomo o más de carbono asimétrico que dan lugar a diferentes estereoisómeros. Los estereoisómeros son moléculas que poseen la misma fórmula estructural pero difieren en la disposición espacial de los átomos, y poseen propiedades ópticas diferentes.

Ejercicio 2:

1. La frase "el gliceraldehido es una aldotriosa y la dihidroxiacetona es una cetotriosa", ¿es verdadera o falsa? ¿Pueden tener diferentes estereoisómeros estas moléculas? Justifica ambas respuestas.

Es verdadera, ya que ambas tienen tres átomos de carbono, por lo que son triosas y el gliceraldehído tiene un grupo aldehído y la dihidroxiacetona un grupo cetona. El gliceraldehído tiene un carbono asimétrico, por tanto presenta dos esteroisómeros mientras que la dihidroxiacetona no tiene carbonos asimétricos por lo que carece de esteroisómeros.

2. El suero fisiológico que se inyecta por vía intravenosa a los enfermos es isotónico respecto al medio intracelular de los glóbulos rojos ¿Por qué es importante que sea así? ¿Qué ocurriría si el medio en el que se encuentran los glóbulos rojos fuera hipertónico? ¿Y si fuera hipotónico?

La membrana plasmática de los eritrocitos tiene la propiedad de ser una membrana semipermeable por lo que permite la difusión de agua a través de ella, pero no la de las sales minerales disueltas en el agua. Por el fenómeno de la ósmosis, el agua tiende a pasar del medio en el que se encuentran las sales más diluidas, al medio en el que se encuentran más concentradas, hasta igualar la concentración de ambos medios. Los eritrocitos se encuentran naturalmente en un medio isotónico, con la misma concentración de sales minerales, que es el plasma sanguíneo. Si los introducimos en un medio hipertónico, el agua saldrá de la célula hasta que se igualen las concentraciones, la célula se secará y se encogerá (crenacón). Si por el contrario, los introducimos en un medio hipotónico, el agua tenderá a entrar en el eritrocito a través de su membrana plasmática para igualar ambas concentraciones, lo que puede provocar la rotura de la membrana (catalisis).