GLUCIDOS  

                                                         (1. OSAS. Estructura. Isomería. 2. ÓSIDOS. 2.1 HOLÓSIDOS. Oligosacáridos y Polisacáridos.  2.2 HETERÓSIDOS)

CLASIFICACIÓN

Los glúcidos son principios inmediatos orgánicos formados por C, O e H en la proporción Cn(H2O)n, por lo que antiguamente les llamaron “Hidratos de Carbono” o “Carbohidratos”. También son llamados comúnmente “azucares”, y son las biomoléculas más abundantes en la naturaleza.Resultan de sustituir en un polialcohol, uno de los grupos funcionales alcohol (-OH), por otro grupo funcional aldehídico (-COH) o  cetónico (-CO-). 

                                                                                 

    Fig. Alcoholes (polialcoholes)                                        

En estos polialcoholes, el resto de átomos de C, esta unido a grupos Hidroxilo (OH– ) por lo que se dice que son polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas, que pueden unirse entre ellos mediante enlaces covalentes y originar polímeros.Los glúcidos se clasifican en función de su estructura, en dos grandes  grupos: osas y ósidos.

•    Las OSAS o monosacáridos, son los glúcidos más sencillos que existen. Constituyen las unidades o monómeros, a partir de las cuales se formarán los demás glúcidos. Pueden tener de 3 a 9 átomos de Carbono

•    Los ÓSIDOS son glúcidos más o menos complejos, que pueden estar formados únicamente por monosacáridos (holósidos) o un derivado de ellos, o por un monosacárido o derivado, mas otras moléculas no glucídicas (heterósidos). Los Holósidos se clasifican en oligosacáridos, si contienen menos de 10 unidades de monosacáridos y polisacáridos, si tienen más de 10. Los polisacáridos a su vez, pueden estar formados por un único tipo de monosacáridos (homopolisacáridos) o por monosacáridos distintos (heteropolisacáridos)

    *Cuadro resumen de glúcidos:

                             -   OSAS: Monosacáridos. Tienen sabor dulce, por lo que se les llama azucares

                             -    ÓSIDOS: Formados por la unión de 2 o más monosacáridos

 

1.    MONOSACÁRIDOS. OSAS.

1.    CLASIFICACIÓN

Son azucares o glúcidos simples, incoloros o blancos, de sabor dulce, cuya formula general es Cn(H2O)n, donde n= 3,4,5,6 o 7 (algunas veces mas), por lo que no se pueden descomponer por hidrólisis en azucares mas sencillos. No obstante, son solubles en agua y tienen poder reductor, debido al grupo carbonilo (aldehído o cetona), que puede oxidarse y dar un grupo ácido (-COOH). También se les llama osas.

  Se agrupan en dos familias:

-    Aldosas: Su grupo funcional es un aldehído, con el grupo carbonilo en el C1.-    Cetosas: Su grupo funcional es una cetona, con el grupo carbonilo en un C distinto del C1.

                               

                             

   

Fig. Grupo carbonilo

Según el nº de C de la molécula, éstas se clasifican en triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, etc  (ya sean aldosas o cetosas). Las aldosas de 3 C (gliceraldehido) presentan un C asimétrico, es decir, con cada una de sus 4 valencias saturadas por un grupo químico diferente: este es el C2. 2.    ISOMERÍA

La isomería es una propiedad de algunos compuestos que, aunque tienen la misma fórmula empírica (iguales proporciones relativas de los átomos que forman su molécula),  presentan distinta estructura molecular, y por tanto características físicas o químicas distintas

                                                                           Fig. Tipos de isomeria

.Algunos monosacáridos presentan Isomería de función y/o espacial, pero todos presentan Isomería óptica:    

•    Isomería de función.  Los isómeros se diferencian por tener distintos grupos funcionales. Por ejemplo, las aldosas son isómeros de las cetosas (y viceversa).

                                              

Fig. Isoería de función. Distinto grupo funcional 

•    Isomería espacial

Los isómeros espaciales, o estereoisómeros, se producen cuando la molécula presenta uno o más carbonos asimétricos. Los radicales unidos a estos carbonos pueden disponerse en el espacio en distintas posiciones. Cuantos más carbonos asimétricos tenga la molécula, más tipos de isomería presenta.El carbono asimétrico más alejado del grupo funcional, sirve como referencia para nombrar la isomería de una molécula. Cuando el grupo alcohol de este carbono se encuentra representado a su derecha en la proyección lineal se dice que esa molécula es D. Cuando el grupo alcohol de este carbono se encuentra representado a su izquierda en la proyección lineal se dice que esa molécula es L.Los isómeros especulares, llamados también enantiómeros, son moléculas que tienen los grupos -OH de todos los carbonos asimétricos, en posición opuesta, reflejo de la otra molécula isómera. Se llaman epímeros a  las moléculas isómeras que se diferencian en la posición de un único –OH, en un carbono asimétrico

                                                

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Fig. D-gliceraldehido y L-gliceraldehido, según dónde esté el -OH                      

•    Isomeria optica

Los compuestos con este tipo de Carbonos (asimétricos) son ópticamente activos, es decir que sus disoluciones desvían el plano de la luz polarizada, cuando incide sobre ellos. El sentido de la desviación va a depender de la posición que ocupan los radicales -H y -OH, respecto al C asimétrico al que se encuentran unidos. Si en una posición desvían el plano hacia la derecha, se dice que es una sustancia dextrógira, y se representa con el signo (+). Cuando los radicales están en la otra posición, lo desvían hacia la izquierda y se dice que es un isómero levógiro, y se representa con (-). Una mezcla equimolecular de isómeros ópticos contrarios seria ópticamente inactiva, es decir que no hará girar en ningún sentido el plano de la luz polarizada. No todos los azucares de la serie D son dextrógiros, ni los de la serie L son levógiros. Por ejemplo, aunque la glucosa y la fructosa pertenecen a la serie D, la forma mas común de la glucosa en la naturaleza es dextrógira, mientras que la fructosa es levógira. Por eso la notación completa de sus sustancias incluye el signo referente a la serie a la que pertenecen, y el correspondiente a su actividad óptica.  No obstante, la mayoría de los glúcidos naturales pertenecen a la serie D.                                                                                                       Fig. Serie D (+) gliceraldehido y (-) gliceraldehido.

                           

                           Las D-aldosas de mayor importancia biológica son el D-gliceraldehido, la D-ribosa, la D-glucosa, la D-manosa y la D-galactos                                                                                                                               

                                                           

 

                         

Fig. Serie D-cetosas

Las D-cetosas mas importantes biológicamente son la dihidroxiacetona, la D-ribulosa y la D-fructosa.

3.    CICLACIÓN DE LOS MONOSACÁRIDOSLos monosacáridos solo adquieren la estructura lineal en estado solido (cristalino). En disolución, estos azucares adquieren una estructura cíclica, excepto las triosas y tetrosas. La ciclación de los monosacáridos se produce mediante un enlace hemiacetal, entre el C con el grupo carbonilo y el penúltimo Carbono.                          

                                                                                   

             

                                                                    

                                          

                                                                    

                                  

     

                                                                            

                             

Ejemplo: Ciclación de la glucosa y la fructosa:.                                                    

           

Fig. Ciclación de la glucosa (piranosa)                                                                                                                

    

Fig. Ciclación de la fructosa ( furanosa).

       2.    ÓSIDOS (Holósidos y Heterósidos)

2.1    HOLÓSIDOS

2.1.A  OLIGOSACÁRIDOSFormados por la unión de un nº de monosacáridos que va de 2 a 10. Los más abundantes son los disacáridos.

Disacáridos:

También tienen sabor dulce, son cristalizables y solubles en agua. No obstante, muchos de ellos carecen de poder reductor.  Están formados por la unión de 2

monosacáridos mediante un enlace O-glucosidico, y en este proceso se desprende una molécula de agua. El enlace O-glucosidico se establece cuando reaccionan los grupos hidroxilo (-OH)  de 2 monosacáridos entre si, formándose un puente de O, y desprendiéndose agua.

                                                                                 

 

Cuando esto ocurre en los disacáridos, ambos grupos -OH pertenecen a los dos monosacáridos que se están uniendo: 

                                                                                           C6 H12O6 + C6 H12O6 =====> C12 H22O11 + H2O

 

Los disacáridos más importantes son:

Sacarosa:   Glucosa  y fructosa (C12H22O11). Es el azúcar de caña y de remolacha (azúcar de mesa). Es el resultado de la unión del C1 de la a-glucosa, y el C2 de la β-fructosa, con un enlace glucosidico α(1→2). Es un compuesto de gran valor energético. La hidrólisis de la sacarosa por acidos o enzimas, como la invertasa o la sacarasa, rompe el enlace glucosidico y se obtiene el azúcar invertido, que es una mezcla de glucosa y fructosa

                                                                                       

 

Lactosa: Azucar de leche (entre 2-7 %). Esta constituida por β-galactosa y α-glucosa, con el enlace glucosidico β(1→4)entre el C1 de la β-galactosa y el C4

de la a-glucosa. Es un azúcar reductor, sintetizado por las células secretoras de las glándulas mamarias durante la lactancia. Se hidroliza con la enzima lactasa.

                                                                                    

Maltos a: Azucar de la malta. Esta formada por dos moléculas de α-glucosa que se unen mediante un enlace glucosidico α(1→4 ), entre el C1 de la primer molecula y el C4 de la segunda. Se obtiene después de la digestión de almidon. Es un azúcar reductor

                                                                                            

 

2.2.B  POLISACÁRIDOS (Glúcidos de elevado peso molecular)

Se forman por unión de varias moléculas de monosacáridos (n ≥ 10), mediante enlaces glucosídicos, con desprendimiento de n-1 moléculas de agua. Son cadenas largas que difieren en los tipos de enlace que componen las uniones de monosacáridos y en el grado de ramificación.

                                                                       n (monosacáridos) -----------» (n-1) H2O + Polisacárido

Al igual que los disacáridos tampoco cristalizan (no tienen estructura lineal) ni forman verdaderas soluciones en agua, sino que forman coloides. Se pueden descomponer en disacáridos más sencillos mediante hidrólisis (se rompen los enlaces O-glucosídicos) y, si ésta es total,  posteriormente en monosacáridos.A.    Según su composición se clasifican en:      -  Homopolisacaridos: Todos los monosacáridos son iguales      -  Heteropolisacaridos: Las unidades de monosacáridos son distintas.

B.    Según su función se clasifican en:     - Polisacáridos de reserva. Su hidrólisis da lugar a monosacáridos que se usan en procesos de obtención de Energía.  Presentan enlaces α-glicosídicos, que se hidrolizan y vuelven a constituirse más fácilmente. Ejemplos: El almidón es la principal sustancia de reserva de los vegetales y el glucógeno es una de las sustancias de reserva de los animales       - Polisacaridos estructurales.  Presentan enlaces β-glicosídicos, que son más difíciles de romper.   Ejemplos: Celulosa y Quitina

A)    HOMOPOLISACÁRIDOS

Son monosacáridos que están formados por un solo tipo de monosacáridos, o por un solo tipo de derivado de ellos. Los más importantes son las hexosanas, que están formados únicamente por hexosas o derivados de ellas. Destacan los siguientes:

•    Almidón. Es la principal sustancia de reserva de los vegetales y el segundo carbohidrato más abundante en la naturaleza, después de la glucosa. Es muy abundante en las semillas y tubérculos (patata) y la principal fuente de alimento

de muchos animales. Se acumula en los gránulos de los cloroplastos de las células vegetales. Es una mezcla de cadenas de amilosa (al 30%) y amilopectina (al 70%):cvx

                                                          

                            

-    La amilosa es una cadena de moléculas de glucosa, unidas mediante enlace (α-1→4)-    La amilopectina es una cadena de glucosas unidas de igual modo que en la amilosa, pero que además presenta ramificaciones. Estas ramificaciones se forman por enlaces (α-1→6) cada 24 a 30 unidades, haciendo que la molécula sea helicoidal

                                                                          

               

.                                 

Fig.  Amilosa y Amilopectina

•    Glucógeno. Es el principal polisacárido de reserva de las células animales. Especialmente abundante en hígado y músculos estriados. Está formado por una larga cadena de maltosas unidas mediante enlaces (α-1→4).  También tiene estructura helicoidal, con ramificaciones que se sitúan cada 8 a 12 unidades, mediante enlaces (α-1→6)

•    Celulosa. Forma parte de la pared celular de las células vegetales.•    Quitina. Es el principal componente del exoesqueleto de los insectos y crustáceos.

B)    HETEROPOLISACÁRIDOS

Son polisacáridos formados por la unión de más de un tipo de monosacáridos. Los más importantes son:

•    Pectina. Polisacárido estructural de las células vegetales.•    Hemicelulosa. Presente en la pared celular de las células vegetales.•    Mucopolisacáridos. Forman parte de la sustancia intercelular del tejido conjuntivo de los animales. Los más importantes son:       - Condroitina. En cartílagos y huesos       - Heparina. Impide la coagulación       - Ácido hialurónico. Función cementante y lubricante. Se encuentra en el líquido sinovial.

2.2    HETERÓSIDOS

Son glúcidos mas o menos complejos, formados por la unión de monosacáridos con otras sustancias no glucídicas, a las que se les llama aglucón (o aglicón). En función del aglucón que se una a ellos, se clasifican en:

•    Glucolípidos. El aglucón es un lípido llamado ceramida•    Glucoproteínas. El aglucón es una molécula de naturaleza proteíca•    Nucleótidos y Nucleósidos. El monosacárido es una pentosa y el aglucón es una base nitrogenada•    Peptidoglicanos. Formados por largas cadenas de polisacáridos dispuestas paralelamente y unidas entre si, mediante cadenas polipeptídicas. Son los constituyentes de la pared bacterianafg