Glcidos y su glucobiologaLos glcidos son las molculas ms abundantes de la Tierra. Ciertos glcidos son fundamentales en la dieta humana en la mayor parte del mundo y la oxidacin de glcidos es la principal ruta de obtencin de energa en la mayora de las clulas no fotosintticas. Polmeros glucdicos ms complejos, unidos covalentemente a protenas o lpidos, actan como seal de localizacin intracelular o de destino metablico de esta molculas hibridas denominadas glucoconjugados.Los glcidos son polihidroxialdehdos o cetonas, o bien sustancias cuya hidrolisis da lugar a uno de estos compuestos. Muchos glcidos comunes, aunque no todos, poseen la frmula emprica (CH2O)n algunos glcidos tambin contienen nitrgeno, fsforo o azufre.Existen tres clases principales de glcidos: monosacridos, oligosacridos y polisacridos. Los monosacridos, o azucares simples, consisten en una sola unidad de polihidroxialdehdo o cetona. El monosacrido ms abundante en la naturaleza es la D-glucosa de seis tomos de carbono, a veces llamada dextrosa. Los monosacridos de ms de cuatro tomos de carbono suelen poseer estructuras cclicas.Los oligosacridos consisten en cadenas cortas de unidades de monosacrido, o residuos, unidas por los caractersticos enlaces glucosdicos. Los ms abundantes son los disacridos, formados por dos unidades de monosacrido. El ms conocido es la sacarosa.Los polisacridos son polmeros que contienen ms de 20 unidades de monosacrido. Alguno son cadenas lineales; otros, estn ramificados.Monosacridos y disacridos Los glcidos ms simples, los monosacridos, son aldehdos o cetonas, con uno o ms grupos hidroxilo; los monosacridos de seis carbonos glucosa y fructosa tienen cinco grupos hidroxilo. Los tomos de carbono a los que se unen los grupos hidroxilo son a menudo centros quirales que dan lugar a muchos estereoismeros de los azucares que se encuentran en la naturaleza.Las dos familias de monosacridos son las aldosas y las cetosasLos monosacridos son slidos incoloros y cristalinos, solubles en agua e insolubles en disolventes no polares. La mayora tienen sabor dulce. El esqueleto de los monosacridos comunes consiste en una cadena de carbonos no ramificada en la que todos los tomos de carbono estn unidos por enlaces simples. En todas las formas de cadena abierta, uno de los tomos de carbono est unido a un tomo de oxgeno por un doble enlace, formando un grupo carbonilo; cada uno de los dems tomos de carbono tiene un grupo hidroxilo. Si el grupo carbonilo se halla en un extremo de la cadena carbonada, el monosacrido es un aldehdo y recibe el nombre de aldosa; si el grupo carbonilo se encuentra en cualquier otra posicin, el monosacrido es una cetona y se denomina cetosa. Los monosacridos ms simples son las dos triosas de tres tomos de carbono: el gliceraldehdo, una aldotriosa, y la dihidroxiacetona, una cetosa.Los monosacridos que poseen cuatro, cinco, seis y siete tomos de carbono en su cadena carbonada se denominan, respectivamente, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas. Existen aldosas y cetosas para cada una de estas longitudes de cadena.Los monosacridos tienen centros asimtricosTodos los monosacridos excepto la dihidroxiacetona contienen uno o ms tomos de carbono asimtricos (quirales) y, por lo tanto, se encuentran en formas isomricas pticamente activas. La aldosa ms sencilla, el gliceraldehdo, contiene un centro quiral (el tomo de carbono central) y tiene, por tanto, dos ismeros pticos, o enantimeros, diferentes. Por convencin, una de estas dos formas se denomina ismero D, la otra ismero L. Como ocurre con otras biomolculas con centros quirales, la configuracin absoluta de los azcares se ha determinado por cristalografa de rayos X. Para representar sobre el papel la estructura tridimensional de los azcares se suelen emplear las frmulas de proyeccin de Fisher.En la imagen vemos tres modos de representar los dos estereoismeros del gliceraldehdo. Cada estereoismero es la imagen especular del otro. Los modelos de bolas y varillas muestran la configuracin real de las molculas.Los estereoismeros de los monosacridos pueden dividirse en dos grupos, que difieren entre ellos en la configuracin alrededor del centro quiral ms distante del grupo carbonilo; aquellos cuya configuracin en este carbono de referencia sea la misma que en el D-gliceraldehdo se denominan ismeros D, mientras que aquellos que tengan la misma configuracin que el L-gliceraldehdo son los ismeros L. Cuando el grupo hidroxilo del tomo de carbono de referencia se halla en el lado derecho en la frmula de proyeccin, el azcar es un ismero D; cuando est a la izquierda es un ismero L.La figura muestra las estructuras de los estereoismeros D de todas las aldosas y cetosas que tienen de tres a seis tomos de carbono. Los tomos de carbono de un azcar se numeran empezando por el extremo de la cadena ms prximo al grupo carbonilo. Cuando dos azcares diferentes tan solo en la configuracin alrededor de un tomo de carbono, se denominan epmeros; la D-glucosa y la D-manosa, que nicamente difieren en la estereoqumica en C-2, son epmeros, como la D-glucosa y la D-galactosa.Los monosacridos comunes tienen estructura cclica Las aldotetrosas y todos los monosacridos con cinco o ms tomos de carbono en su cadena suelen encontrarse en disolucin acuosa en forma de estructuras cclicas (en anillo), en las que el grupo carbonilo ha formado un enlace covalente con el oxgeno de un grupo hidroxilo perteneciente a la misma cadena. La formacin de estas estructuras en anillo es el resultado de una reaccin general entre los alcoholes y los aldehdos o las cetonas para formar los derivados denominados hemiacetales o hemicetales, que contienen un tomo de carbono asimtrico adicional y pueden, por tanto, existir en dos formas estereomricas. Por ejemplo, la D-glucosa se presenta en disolucin como un hemiacetal intramolecular en el cual el grupo hidroxilo libre en C-5 ha reaccionado con el C-1 aldehdo, que se convierte en asimtrico y da lugar a dos estereoismeros designados como alfa y beta. Estos compuestos cclicos de seis tomos se denominan piranosas porque son similares al compuesto cclico con un anillo de seis tomos denominado pirano.Las aldohexosas tambin presentan formas cclicas con anillos de cinco tomos que por su similitud con el compuestos cclico furano, formado por un anillo de cinco tomos, se denominan furanosas.Las formas isomricas de los monosacridos que difieren entre si nicamente en la configuracin alrededor de tomo de carbono hemiacetlico o hemicetlico se denominan anmeros. El tomo de carbono hemiacetlico o carbonlico se denomina carbono anomrico.Las formulas de perspectiva de Haworth se emplean normalmente para representar la esteroqumica de las estructuras cclicas de los monosacridos. No obstante, el anillo de piranosa de seis miembros no es en realidad plano, como podran sugerir las perspectivas de Haworth, sino que tiende a asumir una de dos conformaciones en silla. Dos conformaciones de una molcula son interconvertibles sin necesidad de proceder a la rotura de ningn enlace covalente, mientras que dos configuraciones solo pueden interconvertirse despus de la rotura de un enlace covalente.