UNIDAD 3

LOS GLÚCIDOS

DIRECTRICES Y ORIENTACIONES GENERALES PARA LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD

BLOQUE I. ¿CUÁL ES LA COMPOSICIÓN DE LOS SERES VIVOS? LASMOLÉCULAS DE LA VIDAI. PRINCIPALES TEMAS DEL CURRICULUM

Base físico-química3. Glúcidos.3.1. Concepto y clasificación.3.2. Monosacáridos: estructura y funciones.3.3. Enlace glucosídico. Disacáridos y polisacáridos.

II. ORIENTACIONES4. Definir glúcidos y clasificarlos. Diferenciar monosacáridos, disacáridos ypolisacáridos.5. Clasificar los monosacáridos en función del número de átomos de carbono.Reconocer y escribir las fórmulas desarrolladas de los siguientes monosacáridos:glucosa, fructosa y ribosa. Destacar la importancia biológica de los monosacáridos.6. Describir el enlace glucosídico como característico de los disacáridos y polisacáridos.7. Destacar la función estructural y de reserva energética de los polisacáridos.

Los glúcidos son biomoléculas orgánicas constituidas porC, H y O, aunque algunos contienen también N o S, con lasiguiente fórmula general (CH2O)n.

3.1 .- ¿QUÉ ES UN GLÚCIDO?

Se conocen como glúcidos porque la glucosa es elrepresentante más conocido e importante.

del adjetivo griego glykys = dulce.fórmula general Cn(H2O)n

del nombre árabe sukkar (por su sabor dulce, características quecuenta con bastantes excepciones, como el almidón o la celulosa)

3.1 .- ¿QUÉ ES UN GLÚCIDO?

3.1 .- ¿QUÉ ES UN GLÚCIDO?

3.1 .- ¿QUÉ ES UN GLÚCIDO?Se clasifican según su grado de complejidad:

Ø Monosacáridos u osas, son monómeros, no se pueden descomponer en otroscompuesto más sencillos.

Ø Ósidos, son azúcares complejos que, cuando sufren hidrólisis, liberanmonosacáridos. Están formados por un número variable de monosacáridosunidos covalentemente entre sí.

ü Holósidos: Formados sólo por monosacáridos.

• Oligosacáridos. Uniones de dos a diez osas.• Polisacáridos. Uniones de más de diez osas.

q Homopolisacárido: Unión de un solo tipo demonosacárido.

q Heteropolisacárido: Unión de más de un tipo demonosacárido.

ü Heterósidos: son moléculas muy diversas que están formados poruna parte glucídica más una parte no glucídica o aglucón.

• Glucolípidos: Unión de un glúcido y un lípido.• Glucoproteínas: Unión de un glúcido y una proteína.

3.1 .- ¿QUÉ ES UN GLÚCIDO?

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

CH2OHIC = OICH2OH

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

Los monosacáridos se suelen representar en un planomediante fórmulas lineales o de cadena abierta,denominadas proyecciones de Fisher, en las que todoslos átomos de la molécula se colocan en el mismo plano.

Se sitúa el grupo principal (aldehído o cetona) en la partesuperior (C1 y C2, respectivamente) y los grupos hidroxilose sitúan a la izquierda o derecha de cada uno de losrestantes carbonos formando ángulos de 90º.

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

Los isómeros son compuestos de igual fórmula general, pero distintafórmula desarrollada, es decir distinta organización molecular.

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

La presentan los compuestos que se diferencian por su grupofuncional, con la misma fórmula general puede corresponder a unaldehído o a una cetona.

Isomería de función

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

Los isómeros espaciales, o estereoisómeros, aparecen en moléculasque tienen uno o más carbonos asimétricos.

Un carbono asimétrico o quiral es el que está unido a cuatroradicales diferentes, de forma que dichos radicales puedendisponerse en el espacio en distintas posiciones, no superponibles.

Los estereoisómeros se diferencian entre sí en la disposiciónespacial de sus átomos. Cuantos más carbonos asimétricos tenga lamolécula, más estereoisómeros va a presentar. En general, unamolécula con n carbonos asimétricos puede tener 2n

estereoisómeros. La configuración espacial va a determinar laactividad de la molécula, el que tenga u otra forma implica, porejemplo, que sea o no reconocida por los enzimas y puedareaccionar.

Isomería de espacial o Estereoisomería

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

Comparación entre compuestos. A la izdqa., sin carbono asimétrico, ambasmoléculas son superponibles, tienen la misma configuración espacial. A la drcha.,con carbono asimétrico, son estereoisómeros, tienen diferente configuraciónespacial y por tanto no son superponibles.

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

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

Cuando el grupo alcohol de este carbono se encuentra representadoa su derecha en la proyección lineal se dice que esa moléculapertenece a la serie D.

Cuando el grupo alcohol de este carbono se encuentra representadoa su izquierda en la proyección lineal se dice que esa moléculapertenece a la serie L.

En la naturaleza, salvo rarísimas excepciones, los isómeros de losglúcidos son de la forma D.

Isomería de espacial o Estereoisomería

FORMA D FORMA L

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

FORMA D FORMA L

ESTEREOISOMERÍA

http://iespoetaclaudio.centros.educa.jcyl.es/sitio/upload/isomeria_monosacaridos.swf

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

Hay dos tipos de estereoisómeros:

Los enantiómeros son compuestos estereoisómeros que varían laposición de todos los OH de sus carbonos asimétricos. Uno de losenantiómeros es imagen especular del otro.

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

Hay dos tipos de estereoisómeros:

Los epímeros son estereoisómeros que varían la posición de unosolo de los OH. Los epímeros no son imágenes especulares.

ACTIVIDAD ÓPTICA EN LOS MONOSACÁRIDOS

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

Los monosacáridos son moléculas flexibles, con enlaces simples quepueden girar con facilidad. En disolución, los monosacáridos secomportan como si tuvieran un carbono asimétrico más. Esto sedebe a que, en contacto con el agua, rotan y giran, formandoestructuras cíclicas cerradas más estables. En esta configuracióncíclica aparece un carbono asimétrico adicional, denominadocarbono anomérico.

Las estructuras lineales abiertas se llama proyección de Fischer, laestructura cíclica, que puede ser hexagonal o pentagonal, sedenomina proyección de Haworth. La estructura cíclica serepresenta en un plano con los radicales de cada carbono en la partesuperior o inferior de dicho plano.

Al disolverse presentan estructura cíclica

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

En el carbono anomérico se coloca un nuevo grupo OH llamado OHhemiacetálico, que sigue teniendo en parte las propiedades delgrupo carbonilo y por lo tanto mantiene el poder reductor. Laaparición de este nuevo carbono asimétrico, permite la existencia dedos estereoisómeros que se denominan anómeros: uno llamado αcuando el OH hemiacetálico se dirige hacia abajo del plano delanillo, el otro se denomina β cuando el OH se dirige hacia arribadel plano.

Al disolverse presentan estructura cíclica

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

Para pasar de la fórmula abierta a la ciclada:

1. Se proyecta la molécula en el plano girándola 90º.2. Se dobla para adoptar forma de hexágono, manteniendo los –OH

en su posición original.3. Se efectúa un giro de 90º en el C5, quedando así enfrentados C1

con C5.4. Reacción entre el hidroxilo del C5 y el aldehído del C1 (o una

cetona de C2 en caso de cetosas).

Al producirse la reacción de ciclación se forma un nuevo hidroxiloque es el OH hemiacetálico y un puente de oxígeno intramolecularentre el C1 y C5.

Al disolverse presentan estructura cíclica

http://iespoetaclaudio.centros.educa.jcyl.es/sitio/upload/ciclacion_glucosa.swf

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

A efectos prácticos en las formulas de proyección de Haworth losgrupos situados a la derecha en las fórmulas lineales (fórmulas defischer) se sitúan hacia abajo y los situados a la izquierda haciaarriba, excepto los de los carbono implicados en la formación delhemiacetal que sufre una rotación.

Al disolverse presentan estructura cíclica

3.2 .- LAS OSAS SON LOS GLÚCIDOS MÁS SIMPLES

En las aldopentosas. El grupo aldehído del carbono 1 reacciona conel grupo hidroxilo del carbono 4 resultando un hemiacetal. El anilloresultante es de 5 carbonos, se llama furanosa, por similitud con elfurano.

En las aldohexosas. Se origina al reaccionar el grupo aldehídopresente en el carbono 1 con el grupo hidroxilo del carbono 5. Elanillo es hexagonal y se llama piranosa por su similitud con elpirano.

En la cetohexosas. El hemiacetal se forma entre el grupo cetónicodel carbono 2 y el OH del carbono 5. El anillo resultante es entoncespentagonal, y será por tanto una furanosa.

Casos particulares de ciclación

Ciclación de la glucosa

α – D- fructofuranosa

CICLACIÓN – PROYECCIÓN DE HAWORTH: NOMENCLATURA

Para nombrar a los monosacáridos ciclados se emplean lossiguientes elementos:

1. El tipo de anómero (α o β)

2. El tipo de enantiomorfo (D o L)

3. El nombre de la molécula (glucosa, fructosa, ribosa, etc.)

4. El tipo de estructura cíclica (furanosa o piranosa)

α-D-glucopiranosa

MONOSACÁRIDOS DE INTERÉS BIOLÓGICO

Gliceraldehido (aldotriosa) que participa en el metabolismo de laglucosa. No forma estructuras cíclicas.

MONOSACÁRIDOS DE INTERÉS BIOLÓGICO

Ribosa y su derivado desoxirribosa (aldopentosas):Participan en la constitución de los nucleótidos, como elATP y de los ácidos nucleicos, tanto el ácidoribonucleico (ARN) como el ácido desoxirribonucleico(ADN).

Ribulosa: Cetopentosa de gran importancia biológica,ya que sirve de sustrato intermediario sobre el que sefija el CO2 en el ciclo de Calvin, en la fase oscura de lafotosíntesis y constituye la puerta por donde seintroduce el carbono en la biosfera. Al ser unacetopentosa, no se cicla.

La glucosa (aldohexosa), se puede encontrar libre en muchas frutasespecialmente las uvas a las que da sabor dulce. También seencuentra en la sangre de los animales, en el hombre en unaconcentración de 1 g/L. Forma parte de disacáridos como lasacarosa y lactosa y de polisacáridos como el almidón, glucógeno,etc… por lo que se puede obtener por hidrólisis de los mismos.Es el principal combustible que utilizan las células para obtenerenergía, y en el caso de las neuronas el único (fuente de energíamediante la respiración celular).

MONOSACÁRIDOS DE INTERÉS BIOLÓGICO

La fructosa (cetohexosa) se encuentra en estado libre en frutas y miel,o unida a la glucosa, formando el disacárido sacarosa. Actúa en ellíquido seminal como nutriente de los espermatozoides. Se denominatambién levulosa, por ser una molécula fuertemente levógira.

MONOSACÁRIDOS DE INTERÉS BIOLÓGICO

La galactosa (aldohexosa) no se suele encontrar en forma libre, sinointegrada junto con la glucosa en la lactosa, glúcidos complejos, etc…

MONOSACÁRIDOS DE INTERÉS BIOLÓGICO

Los monosacáridos tienen poder reductor

CARÁCTER REDUCTOR DE LOS MONOSACÁRIDOS

Azul Rojo