glÚcidosiesvinalopo.com/departamentos/biologia/wp-content/uploads... · 2016-10-04 · celulosa...
TRANSCRIPT
T.2
GLÚCIDOS
1. GLÚCIDOSGlycos (“dulce”)No todos tienen sabor dulce
• Composición: C,H,O
• Proporción: CnH2nOn
• Fórmula molecular: (CH2O)n (No son carbonos hidratados)
Polialcoholes donde 1 grupo hidroxilo (-OH) por oxidación
(deshidrogenación: pérdida de electrones) se ha convertido en un carbonilo
(C=O)
Si ocurre en C1: Aldehído (ALDOSAS)
Si ocurre en C2: Cetona (CETOSAS)
DEFINICIÓN: Polihidroxialdehídos y polihidroxicetonas
FUNCIÓN: Energética, estructural y otras (portadoras información)
Sorbitol
1.1 Clasificación de los glúcidos
2. MONOSACÁRIDOS: Características
Glúcidos de 3 a 8 átomos de CQuímicamente: Polialcoholes (-OH) con 1 grupo carbonilo:
C1 aldehído (aldosas) PolihidroxialdehídosC2 cetona (cetosas) Polihidroxicetonas
Fórmula molecular: (CH2O)n
Oxidación(Deshidrogenación)
Reducción(Hidrogenación)
• 2.1. NOMENCLATURA: - añadiendo terminación –osa al nº de C. Ej.- Triosa- Grupo funcional + nº C + terminación –osa Ej.- Aldotriosa- Nombre particular: Ej.- Gliceraldehído
2.2 Estructura de los monosacáridos• ESTRUCTURA: Cada molécula está formada por una cadena carbonada sin ramificar –C-C-C-C-C-Todos los átomos de C presentan la función alcohol excepto uno que posee el grupo carbonilo
Los átomos de C se enumeran a partir del grupo carbonilo (aldosas) o el más próximo a éste (cetosas)
- DISPOSICIÓN DE GRUPOS FUNCIONALES:
Conformación espacial: Representaciones estructurales
Representación tridimensional Proyección sobre plano Fórmulas de proyección de Fischer (Lineal)(Modelo de esferas y varillas) Todos los átomos situados sobre el mismo plano
Verticales → Fuera del plano
Horizontales → Detrás del plano
Representación esquemática Representación de símbolos Representación cíclica
2.3 Derivados de monosacáridos• No proporción CnH2nOn
Tipos:
• Polialcoholes: se reduce el aldehído a -OH
Ej. Sorbitol (azúcar chicles), manitol.
• Desoxiazúcares: Grupo –OH desoxidado.
Ej.- Desoxirribosa (ADN)
• Aminoazúcares: sustituye un –OH por un radical amino (NH2)
Ej. N-acetil-glucosamina (Quitina)
• Ácidos urónicos: oxidación del OH del C6 a ácido carboxílico (COOH)
Ej. Ácido glucurónico. (matriz extracelular)
2.4 Propiedades de los monosacáridos• Físicas: Sólidos cristalinos, sabor dulce, solubles en agua y forman isómeros• Químicas: Poder reductor; formar enlaces hemiacetálicos (internos) y glucosídicos
PODER REDUCTOR (REACCIONES REDOX) → Reacciones de transferencia de e-
El grupo carbonilo puede oxidarse y formar un ácido
- AGENTE REDUCTOR: Dadores de e- (se oxida) Ej.- Glucosa- AGENTE OXIDANTE: Aceptan e- (se reduce) Ej.- ión cúprico Cu2+
Aldehído Ac carboxílico -COH → -COOH (Pierde e-)
(Reducido) (Oxidado)
ión cúprico ión cuproso (Gana e-)Cu2+ → Cu+
(Oxidado) (Reducido)
REACTIVO DE FEHLING: Determinación de azúcares reductoresPreparado con ión Cu2+ (color azul). Al añadir glucosa y calentar se forma ión Cu+ (color rojo) (Cu2O)Usos: Detección de azúcar en análisis de orina
2.4 Propiedades químicas II• Formación de enlaces:
ENLACE HEMIACETAL (Enlace → Carbonilo + alcohol)
Intramolecular cicla la molécula
ENLACE GLUCOSÍDICO
Intermolecular Forma polímeros
ENLACE ÉSTER FOSFÓRICO (ácido + alcohol)
2.5 Monosacáridos de 3 átomos de C: TRIOSAS
• Fórmula molecular: C3H6O3
• Sólo 2 triosas:
Cetotriosa Aldotriosa
Gliceraldehído → 1 C asimétrico => ISOMERÍA
- Isomería espacial o esteroisomería → 2 esteroisómeros enantiómeros: (imagenes especulares)
D-Gliceraldehído (-OH derecha) y L-Gliceraldehído (-OH izquierda)
- Isomería óptica
Isomeria óptica
• Desviación del plano de vibración de la luz polarizada al atravesar una disolución de azúcar
Desviación a la derecha → Dextrógiro (+)
Desviación a la izquierda → Levógiro (-)
2.6 Monosacáridos de 4 átomos de C: Tetrosas• Fórmula molecular: C4H8O4
REGLA: Si n es el nº de carbonos asimétricos, los estereoisómeros posibles serán 2n
• Aldosas: Eritrosa; Treosa. 2 C asimétricos → 22 = 4 estereoisómeros
• Cetosas: Eritrulosa. 1 C asimétrico → 21 = 2 estereoisómeros
ESTEREOISÓMEROS:
- Enantiómeros (D y L): Imágenes ESPECULARES D -Eritrulosa
- Diastereoisómeros: NO son imágenes especulares entre si.
EPÍMEROS: Diasteroisómeros que se diferencian en la posición del –OH de un único C asimétrico
Ej. D-eritrosa y D-treosa son diasteroisómeros entre si y, además, epímeros
D-eritrosa L-eritrosa L-treosa D-treosa
• 2.7. PENTOSAS
- Fórmula molecular: C5H10O5
- Nº carbonos asimétricos:
Aldosas → 3 => Estereoisómeros posibles: 23= 8
Cetosas → 2 => Estereoisómeros posibles: 22= 4
- No se encuentran libres.
- Forman parte de otras moléculas
- Abundan formas D
- Ej.- Ribosa ( y Desoxirribosa), ribulosa
- Ciclación: aldopentosas (pentágono)
• 2.8. HEXOSAS
- Fórmula molecular: C6H12O6
- Nº carbonos asimétricos:
Aldosas → 4 =>Estereoisómeros posibles: 24= 16
Cetosas → 3 => Estereoisómeros posibles: 23= 8
- Abundan formas D
- Ej.- Glucosa, Galactosa, Fructosa.
- Ciclación : Aldohexosas (hexágono)
Cetohexosas (pentágono)
CICLACIÓN• En disolución → aldopentosas y hexosas no estructura lineal => Estructura cíclica
• Formación del ciclo → mediante enlace hemiacetal (covalente entre carbonilo y alcohol)
• No implica pérdida ni ganancia de átomos → Reorganiza átomos
Ciclación de D-glucosa mediante proyección de Fischer:
Enlace hemiacetal interno (C1-C5)→ Puente de O intramolecular
- C1 → Se convierte en C asimétrico => C anomérico
(nuevos esteroisómeros)
- Aparece un nuevo grupo –OH (-OH hemiacetálico)
-OH hemiacetálico conserva propiedades => poder reductor
Ciclación D-glucosa mediante proyección de Haworth
• Representa conformación geométrica del anillo del hemiacetal cíclico → Heterociclo
Los anillos se ven en perspectiva
• C anomérico 2 nuevos estereoisómeros => Anómeros
α → TRANS (1/3)
β → CIS (2/3)
Nueva característica en isomería óptica:
MUTARROTACIÓN: Cambio gradual de la capacidad de
desviar el plano de luz polarizada cuando se cicla
HETEROCICLOS Conformación “silla” y “nave”
• Fórmulas planas
• No corresponden con realidad
• Las formas cíclicas NO son planas → adoptan 2 conformaciones => Silla / Bote (o nave)
LOCALIZACIÓN Y FUNCIÓN DE ALGUNOS MONOSACÁRIDOS
MONOSACÁRIDO LOCALIZACIÓN FUNCIÓN
GLUCOSA En todas las célulasEnergética
(Respiración celular)
FRUCTOSALibre en fruta y miel
Forma parte de la sacarosaEnergética
GALACTOSALeche de mamíferos
Forma parte de la lactosaEnergética
RIBOSA En todas las célulasEstructural
Forma parte de RNA y ATP
DESOXIRRIBOSA En todas las célulasEstructural
Forma parte DNA (C2 desoxigenado)
RIBULOSA Estroma de cloroplastosSustrato sobre el que se fija el CO2 en
fotosíntesis
DIHIDROXIACETONA En todas las células Intermediario metabólico
GLICERALDEHIDO En todas las células Intermediario metabólico
3. Oligosacáridos: Disacáridos• Oligosacáridos: Unión de 2 a 10 monosacáridos por enlaces O-glucosídicos
• Enlace O glucosídico → Se realiza entre -OH anomérico con –OH de otro monosacárido
• En esta reacción se desprende 1 molécula de agua
C6H12O6 + C6H12O6 C12H22O11 + H2O
• Tipos de enlaces O-glucosídicos :
α Glucosídico → Si el primer monosacárido es α
β Glucosídico → Si el primer monosacárido es β
Este enlace puede ser reversible por hidrólisis
Se forman así los oligosacáridos de mayor significado biológico → DISACÁRIDOS
Disacáridos: propiedadesPor su pequeño tamaño son → dulces, solubles en agua y cristalizables
• Carácter reductor (todos excepto los que se unen mediante los C anoméricos)
• Enlaces:
Anomérico + No anomérico → Enlace MONOCARBONÍLICO
Conseva poder reductor
Anomérico + anomérico → Enlace DICARBONÍLICO
Pierde el poder reductor
Disacáridos: tipos• Lactosa (azúcar de la leche) Galactosa + glucosa
Enlace monocarbonílico β (1→4) Dificultades para hidrolizar (intolerancia a la lactosa)
Azúcar reductor
• Sacarosa (azúcar) Glucosa + fructosa
Enlace dicarbonílico α (1→2)
Azúcar No reductor (no reducen el reactivo de Fehling)
Disacáridos: tipos
• Celobiosa (por hidrólisis de celulosa)
Enlace monocarbonílico β (1→4) => No hidrolizable
Azúcar reductor
• Maltosa (Hidrólisis del almidón)
Enlace monocarbonílico α (1→4) => Hidrolizable
Azúcar reductor
• Isomaltosa (Hidrólisis del almidón y glucógeno)
Unión α (1→6) => Puntos de ramificaciones
Enlace monocarbonílico → Azúcar reductor
Maltosa / Celobiosa• MALTOSA: Enlaces α (1 → 4)
- Las 2 glucosas forman un ángulo
- Forma cadenas helicoidales
- Soluble en agua e hidrolizable
• CELOBIOSA: Enlaces β (1 → 4)
- Cada glucosa está girada 180º
- No forma cadenas helicoidales → Solo lineales
- Insoluble en agua y NO hidrolizable
- Sólo hidrolizable por hongos, protozoos y bacterias
4. Polisacáridos- Macromoléculas → Elevado peso molecular
- Polimerización de monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos
• Insolubles en agua → Forman dispersiones coloidales
Retienen agua (por la gran cantidad de grupos –OH)
• En general, no son dulces.
• No tienen poder reductor. (no reducen el reactivo de Fehling)
Clasificación: Según composición
• HOMOPOLISACÁRIDOS → 1 solo tipo de monosacáridos
• HETEROPOLISACÁRIDOS → Formados por más de 1 tipo de monosacáridos
4.1. HOMOPOLISACÁRIDOSPolímero formado por 1 tipo de monómero (glucosa)
Clasificación:
Según función: Estructurales y energéticos de reserva
ESTRUCTURALES:
Estructura lineal con uniones β(1→4). INATACABLES
- Tipos:
Celulosa (Pared células vegetales)
Quitina (Pared células hongos y exoesqueleto invertebrados)
ENERGÉTICOS DE RESERVA:
Estructura lineal con uniones α(1→4) y ramificada con α(1→6)
- Tipos:
Almidón → 2 polímeros:
Amilosa (lineal) y Amilopectina (ramificada cada 20)
(vegetales: tubérculos, semillas y legumbres)
Glucógeno → 1 polímero (ramificado cada 8 – 10 glucosas)
(animales: hígado y células musculares)
Celulosa• Polímero no ramificado de β-D-glucosa unidas por enlaces β(1→4)
• La unidad repetida: Celobiosa (5 000 celobiosas)
1) Moléculas de β-D-glucosa
2) Cadenas lineales de celulosa
3) Haces (o micelas)
4) Microfibrillas
5) Fibra
6) Pared de celulosa
Empaquetamiento mediante 2 tipos de puentes de H:
• Intracatenarios (entre –OH de moléculas colindantes)
• Intercatenarios (entre diferentes cadenas)
Estructura que da protección a los enlaces O-glucosídicos:
Muy insoluble, dificil hidrolizable, inerte, muy resistente → Función estructural
QuitinaPolímero lineal de N-acetil-β-D-glucosamina (aminoazúcar) con los enlaces β(1→4)
Hidrólisis → Quitobiosa
• Disposición antiparalela, muy resistentes e insolubles en agua
• Función: Pared celular de hongos
Exoesqueleto de artrópodos
Almidón• Polímero de α-D-glucosa → Se almacena en forma de granos en los amiloplastos
No se disuelven en el citosol → No influyen en presión osmótica interna → Evita entrada excesiva de agua
• Función: Reserva energética en vegetales (tubérculos, semillas –cereales- y legumbres)
Está formado por 2 clases de polímeros distintos: Amilosa (30%) y Amilopectina (70%)
• Amilosa
No ramificado con enlaces α(1→4)
Disposición helicoidal → 6 glucosas /vuelta (300 gluc)
En cada vuelta en espiral encaja 1 molécula de yodo LUGOL
• Amilopectina
Muy ramificado (en total 3 000 gluc)
Enlaces α(1→4) → disposición helicoidal
Enlaces α(1→6) → Puntos de ramificación (cada 15 o 30 gluc)
• Degradación → 2 enzimas
α-amilasa → rompe enlaces α(1→4) Origina maltosas
α- glucosidasa (R-desramificante) → rompe α(1→6)
LUGOL
Glucógeno• Polímero de α-D-glucosa muy ramificado (similar a amilopectina)
• Puntos de ramificación → cada 8 o 10 glucosas (15 000 maltosas)
• Función: reserva energética en animales
• Localización: células del hígado (25%) y musculares (70%)
Degradación por extremos no reductores → A más ramificaciones > rapidez en obtener glucosas
(Los animales necesitamos movilizar las reservas energéticas más rápidamente)
4.2 HETEROPOLISACÁRIDOSPolímero formado por 2 o más clases de monosacáridos (enlace α)
Función: Estructural (da forma y rigidez a la célula) y
Otras (Defensa, Anticoagulante)
Clasificación: (según su origen)
Vegetal y algas:
- Hemicelulosa y Pectinas (pared celular) →Gran capacidad gelificante
(preparación de mermeladas)
- Agar-agar (pared algas rojas) → Muy hidrófilo
(preparación de medios de cultivo y elaboración industrial de alimentos, gelatina vegetal)
- Goma arábiga (resina cicatrizante de acacias)
(se aprovecha como pegamento)
Animal:
- Heparina (anticoagulante →bloquea el paso de protrombina a trombina)
Saliva de animales hematófagos → sanguijuelas, mosquitos, …
En medicina evita trombosis
5. GLUCOCONJUGADOS o HETERÓSIDOS
Glúcido (glucano) + Aglucón (proteína o lípido)
Funciones: Tejidos de sostén y protección.
(En membranas señalización, reciclaje, grupos sanguíneos, …)
Tipos:
GLUCOLÍPIDOS: Cerebrósido (Ceramida + monosacárido)
Gangliósido (Ceramida + oligosacárido)
Función: componentes de membrana (↑ receptores específicos; glucocálix)
5.1 GLUCOPROTEÍNAS
GLUCOPROTEÍNA Proteínas con una pequeña fracción oligosacárida
Funciones: Hormonas, anticuerpos, enzimas digestivas
Tipos: según % entre fracción glucídica y proteica:
• Proteoglucanos o mucinas: (↑ glúcido; 80% y ↓ fracción protéica; 20%)
Ej.- Mucopolisacárido (glúcido) unido a proteína. matriz extracel tej conjuntivo
Ácido hialurónico Une grandes cantidades de agua y se asocia al colágeno
(↑volumen, elasticidad y resistencia en la matriz extracelular)
Sulfatos de condroitina Abunda en cartílago
Función: estructural, lubricante y defensa (mucus), anticongelantes
• Peptidoglucano: (↑ glúcido + ↓ proteína; péptido).
Ej.- cadenas de NAG y NAM de pared bacteriana. G+ y G-
• Glucoproteína de membrana: (↓ glúcido + ↑ proteína)
Ej.- Glucocálix (secuencias oligosacáridas que actúan de receptor unidas a proteínas)
Mensajes escritos en el idioma glucídicoOligosacáridos de Glucoproteínas y glucolípidos → Secuencia de monosacáridos específica que contienen
información biológica Marcadores biológicos y reconocimiento celular
• MENSAJES:
- Antígenos superficie celular: Estimulan síntesis de anticuerpos → Grupos sanguíneos (A,B,0)
- Duración vida células sanguíneas: Pérdida del monosacárido terminal → señal de envejecimiento y eliminación del torrente sanguíneo.
- Señalizar el lugar de anclaje: a otras células, hormonas, virus, bacterias, …
FUNCIONES