HIDRATOS DE CARBONO

Solemne II, Bioquímica

HIDRATOS DE CARBONO

Los hidratos de carbono, glúcidos o carbohidratos son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son:

• Energética: A partir de los hidratos de carbono, ya sean simples o complejos, se obtiene energía. Es un combustible de uso rápido e inmediato, del cual se obtiene energía por fermentación y por respiración celular. Se obtiene glucosa, glucógeno, almidón y ATP.
• Estructural: Los hidratos de carbono se encuentran en las paredes celulares de bacterias, hongos y plantas, además de estar en la matriz de los tejidos mesodérmicos.
• Informativa: Los carbohidratos entregan funciones de reconocimiento en superficie a través de glicoconjugados (glicoproteínas y glicolípidos). Por ejemplo, para que un anticuerpo reconozca un antígeno deben existir los hidratos de carbono.

Se encuentran formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, siendo su fórmula general CnH2nOn. Químicamente son polihidroxialdehídos (presenta un grupo aldehído) y polihidroxidocetonas (presenta un grupo cetona). El término “polihidroxi” quiere decir que la estructura presenta una gran cantidad de OH. Todo lo que es orgánico presenta carbono.

ESTRUCTURA TRIDIMENSIONAL DE LOS MONOSACÁRIDOS

Los monosacáridos son los monómeros de los hidratos de carbono. Todo monosacárido presenta un grupo aldehído o un grupo cetona. El aldehído es un compuesto orgánico caracterizado por poseer un grupo funcional -CHO, siendo el grupo carbonilo -C=O el que está unido a un solo radical. Por otro lado, la cetona es un compuesto orgánico que contiene el grupo cero. El grupo funcional cero es un grupo carbonilo (un átomo de carbono unido con un doble enlace a un átomo de oxígeno) unido a su vez a dos átomos de carbono.[pic 1][pic 2][pic 3]

         GRUPO ALDEHÍDO                                                              [pic 4]

          GRUPO CETONA

Toda estructura que presente como término “osa” es una azúcar. Los oligosacáridos son uniones de dos a diez monosacáridos, mientras que los polisacáridos son uniones de diez o más monosacáridos (por ejemplo, el almidón y fibras).

MONOSACÁRIDOS

Las aldosas son monosacáridos que presentan un grupo aldehído en su estructura. Su carbono uno es el perteneciente al aldehído. Todos sus carbonos, a excepción del primero y del último, son quirales. Lo único que varía entre un monosacárido y otro es la posición de los OH, por lo tanto, todos son isómeros, es decir, presentan la misma cantidad de carbonos, hidrógenos y oxígenos.

Las cetosas son monosacáridos que presentan un grupo cetona en su estructura. Su carbono dos corresponde al carbono de la cetona y, a diferencia de las aldosas, presentan menor cantidad de carbonos quirales.

Muchos monosacáridos se diferencian entre sí por la distribución especial de sus átomos (isómeros). Si la diferencia es en un solo átomo los isómeros se denominan epímeros. Se cambia la disposición o el lado de un solo OH.

Los monosacáridos siempre son isómeros.

En solución acuosa, el grupo aldehído o cetona de una molécula de azúcar tiende a reaccionar con un grupo hidroxilo de la misma molécula, con lo que la molécula se cierra formando un anillo. El carbono anómerico es aquel que permite el cierre del anillo, corresponde al carbono uno de las aldosas, y al carbono dos en las cetosas. Los anillos presentan la característica de ser más estables al medio que las rodea.

Las estructuras de Haworth o hemiacetales se forman por la unión entre el carbono uno y cualquier oxígeno de otro monosacárido isómero). El término Alpha indica que el OH va hacia abajo, y el término beta indica que el OH va hacia arriba. Los mamíferos no presentan enzimas que degraden los monosacáridos beta. Cuando dos monosacáridos presentan la misma estructura y lo único que cambia es si es Alpha o beta se les denomina anómeros.

El término “furano” significa que presenta cuatro carbonos, y el término “purano” son cinco carbonos.

Los enantiómeros son moléculas que presentan imagen especular, es decir, que al comparar los monosacáridos todos sus OH se encuentran en el lado contrario al otro monosacárido. Los OH están pegados a los carbonos quirales, y al colocar estos monosacáridos frente a otro son iguales. Por otro lado, si difieren más de uno son diastereoisomeros.

DISACÁRIDOS 

Los disacáridos son dos monosacáridos unidos por un enlace glucosídico (C-O-C). El carbono del grupo aldehído o cetona de un monosacárido puede reaccionar con el grupo hidroxilo de otro monosacárido, formando un disacárido. Es una reacción de condensación debido que se pegan estructuras y se libera agua.

Unión entre grupo funcional y un OH cualquiera. Es una estructura acetal, la unión que se forma sigue el orden oxígeno-carbono-oxígeno-carbono (O-C-O-C).

Los disacáridos más comunes son:

• Sacarosa: Glucosa + Fructuosa.
• Lactosa: Glucosa + Galactosa.
• Maltosa: Glucosa + Glucosa.

POLISACÁRIDOS

Los polisacáridos son largas cadenas de monosacáridos que forman polímeros de gran tamaño.

El glicógeno es un almacén de hidratos de carbono en las células animales, es el cómo los mamíferos guardan la energía. El almidón es el almacén de carbohidratos en las células vegetales, es el cómo las plantas guardan la energía. Y la celulosa es el componente de la pared celular de las células vegetales, es única en plantas. Los mamíferos eliminan la celulosa debido a la presencia de monosacáridos beta. Ejemplos de celulosa son las semillas, cáscaras, fibras, etc.

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