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Biología Ciclos Formativos GLÚCIDOS
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INDICE
1. INTRODUCCIÓN
2. MONOSCÁRIDOS
2.1. Propiedades de los monosacáridos
2.1.1.Isomería
2.1.2. Actividad óptica
2.2. Representación gráfica de los monosacáridos
2.2.1. Proyecciones de Fisher
2.2.2. Proyecciones de Haworth
2.2.3. Proyecciones de silla y de bote
2.3. Clasificación de los monosacáridos
3. HOLÓSIDOS
3.1. OLIGOSACÁRIDOS
3.1.2. Disacáridos
3.2. POLISACÁRIDOS
3.2.1. Polisacáridos estructurales
3.2.1.1. Homopolisacáridos
3.2.1.2. Heteropolisacáridos
3.2.2. Polisacáridos de reserva
4. HETERÓSIDOS
4.1. Glucolípidos
4.2. Glucoproteínas
4.3. Principios activos de plantas medicinales
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1. INTRODUCCIÓN
Los glúcidos son biomoléculas constituidas por carbono, hidrógeno y oxígeno en la proporción
que indica su fórmula empírica CnO2nHn. Pueden contener excepcionalmente átomos de otros
elementos, como nitrógeno, azufre o fósforo. En algunos organismos suponen hasta el 90% de sus
biomoléculas orgánicas. También se denominan hidratos de carbono debido a que inicialmente se
pensó que estaban constituidos por una estructura carbonatada hidratada con moléculas de agua,
hoy se sabe que esto no es así.
Químicamente los glúcidos son aldehídos o cetonas con múltiples grupos –OH. Los más
complejos contienen además otros grupos funcionales.
Los glúcidos más simples se denominan osas o monosacáridos. La unión de estos
monómeros da lugar a la formación de moléculas más complejas denominadas ósidos, que pueden
contener un número variable de osas además de otras biomoléculas como lípidos o proteínas.
Los ósidos se pueden clasificar en varios tipos:
1. Holósidos: son ósidos constituidos únicamente por osas. Según el número de monómeros se
denominan:
a. Oligosacáridos: contienen entre 2 y 10 monosacáridos
b. Polisacáridos: están formados por múltiples unidades repetitivas de monosacáridos.
Por su composición se dividen en:
i. Homopolisacáridos: se forman por repetición de un único monómero
ii. Heteropolisacáridos: contienen más de un tipo de monómero
2. Heterósidos: son compuestos complejos que surgen de la combinación de un conjunto de
monosácaridos con fracciones moleculares de naturaleza no glucídica como proteínas, lípidos
u otras moléculas orgánicas diversas como alcoholes o fenoles.
2. MONOSACÁRIDOS:
Los monosacáridos son sólidos cristalinos de color blanco, solubles en agua y presentan un
característico sabor dulce.
Contienen entre 3 y 7 átomos de carbono. Según el grupo funcional se clasifican en:
a. Aldosas : tienen un grupo aldehído en el carbono 1 y grupos hidroxilo en el resto.
b. Cetosas : tienen un grupo ceto en el carbono 2 y grupos hidroxilo en el resto
Los monosacáridos se nombran anteponiendo el prefijo aldo- o ceto- al nombre que indica su número
de carbono, seguido por la terminación –osa.
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2.1. Propiedades de los monosacáridos
2.1.1. Isomería:
La isomería es una característica de muchos compuestos, que siendo distintos presentan igual
fórmula molecular. Los monosácaridos presentan con frecuencia esta característica:
Existen distintos tipos de isomería:
1. Isomería de función : La presentan compuestos que como las aldosas y cetosas poseen
idéntica fórmula molecular pero son diferentes al tener grupos funcionales distintos. Ej.
gliceraldehído y dihidroxiacetona.
2. Estereoisomería . La presentan moléculas aparentemente iguales pero con diferentes
propiedades al tener sus átomos diferente disposición espacial, debido a al presencia de
carbonos asimétricos (carbonos unidos a cuatro radicales diferentes entre sí).
2.1.2. Actividad óptica
La presencia de los carbonos asimétricos determina además una importante propiedad de los
monosacáridos en disolución: la actividad óptica. Es la capacidad que poseen de desviar el plano de
polarización de un haz de luz polarizada que atraviesa la disolución.
2.2. Representación gráfica de los monosacáridos
2.2.1. Proyecciones de Fisher: es la forma más frecuente de representar los monosacáridos. Los
enlaces simples forman ángulos de 90º. El grupo funcional se sitúa en la parte superior y los
grupos hidroxilo a la derecha o la izquierda según se representen estereoisómeros D o L
respectivamente. En la naturaleza salvo raras excepciones los monosacáridos se presentan
en la forma D.
2.2.2. Proyecciones de Haworth: las aldopentosas y las hexosas en disolución no presentan
estructura lineal sino que adoptan estructuras cíclicas de forma pentagonal (furano) y
hexagonal (pirano) respectivamente. Los carbonos se representan en un plano con los
radicales en la parte superior o inferior de dicho plano. La formación del ciclo se realiza
mediante la formación de un enlace hemiacetal.
2.2.3. Conformación de silla y de bote. La conformación real de los monosacáridos varía con
respecto a la propuesta por Haworth, ya que las moléculas no pueden ser planas. Se han
sugerido las representaciones de silla y de bote.
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2.3. Clasificación de los monosacáridos
Los monosacáridos tienen gran interés por ser los monómeros constituyentes de todos los
glúcidos. También se presentan libres y actúan como nutrientes de las células para la obtención de
energía o como metabolitos intermediarios de importantes procesos biológicos como la respiración
celular y la fotosíntesis.
Los monosácaridos más importantes son:
1. Triosas: gliceraldehído y dihidroxiacetona. Se encuentran asociados a grupos fosfato (PO43-) en
el interior de las células de la mayoría de los organismos, donde participan como intermediarios
en el metabolismo de la glucosa y de otros glúcidos. No forman estructuras cíclicas.
2. Tetrosas: Eritrosa. Es un compuesto intermediario de secuencias bioquímicas en los
procesos de nutrición autótrofa. Como el resto de las tetrosas no forma estructura cíclica.
3. Pentosas.
a. Ribosa. Es un componente estructural de nucleótidos en estado libre, como el ATP y de
ácidos nucleicos como el ARN
b. Xilosa. Es el componente del polisacárido xilana, presente en la madera.
c. Arabinosa. Es uno de los pocos monosacáridos que en la naturaleza se presenta en forma
L. Se encuentra en la goma arábiga.
d. Ribulosa. Actúa como intermediario activo en la fijación de CO2 atmosférico en organismos
autótrofos. No presenta estructura cíclica.
4. Hexosas.a. Glucosa. Se encuentra en todos los vegetales en forma libre en los frutos o como
polisacárido de reserva en el interior celular (almidón) o estructural en el exterior (celulosa).
En animales es el primer nutriente que, mediante la respiración celular es degradado parcial
o totalmente para obtener energía. En la sangre se encuentra libre en concentraciones de
1g/l
b. Galactosa. No se encuentra libre, forma parte de la lactosa, de polisacáridos complejos y de
heterósidos.
c. Manosa. Es un componente de polisacáridos presentes en bacterias, vegetales, levaduras y
hongos. Forma parte de la estreptomicina.
d. Fructosa. Se encuentra en frutas libre o unida a la glucosa forma la sacarosa. Actúa en el
líquido seminal como nutriente de los espermatozoides. Las células hepáticas (células del
riñón) la transforman en glucosa, por lo que tiene un valor nutritivo equivalente. Se
denomina también levulosa por ser una molécula fuertemente levógira.
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3. HOLÓSIDOS
3.1. OLIGOSACÁRIDOS
Son cadenas cortas formadas por la unión de 2 a 10 monosacáridos. Los más importantes
son los disacáridos, que contienen dos monosacáridos unidos por un enlace glucosídico.
El enlace glucosídico se establece entre dos grupos hidroxilo de diferentes monosacáridos
con la liberación de una molécula de agua.
3.1.2. Disacáridos.
Se forman por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico.
1. Maltosa . Llamado azúcar de malta, está formada por glucosa unidas por un enlace.
2. Lactosa . Es el azúcar de la leche de los mamíferos. Está formada por galactosa y glucosa.
Posee carácter reductor y se encuentra libre ya que forma polímeros.
3. Sacarosa . Es el azúcar de consumo habitual. Se extrae de la caña de azúcar y la
remolacha. Está formado por glucosa y fructosa. Se almacena como reserva energética en
las células vegetales.
3.2. POLISACÁRIDOS
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Son polímeros constituidos por la unión de más de 10 monosacáridos mediante enlaces o-
glucosídicos que originan largas cadenas moleculares, lineales o ramificadas. Cuando contienen una
repetición de monosacáridos iguales se denominan homopolisacáridos y heteropolisacáridos cuando están formados por monosacáridos diferentes.
Los polisacáridos no se consideran azúcares ya que carecen de sabor dulce y no tienen
carácter reductor. Algunos como la celulosa son insolubles en agua, otros como el almidón forman
dispersiones coloidales.
3.2.1. Polisacáridos estructurales
Su función es proporcionar soporte y protección a diversas estructuras y organismos. Atendiendo a su
composición se distinguen:
3.2.1.1. Homopolisacáridos
a. Celulosa . Polímero lineal de moléculas de glucosa. Entre las glucosas de una misma
cadena se establecen enlaces de hidrógeno. Además las cadenas lineales se disponen en
paralelo y se mantienen estrechamente unidas unas con otras mediante puentes de
hidrógeno. Esta configuración le confiere a la celulosa una estructura de gran resistencia. La
unión de unas 60 o 70 cadenas de celulosa forma una llamada micela de celulosa. A su vez
la asociación de 20 a 30 micelas de lugar a una microfibrilla, que se puede unir con otras
para originar fibras de diferente grosor que forman capas o láminas en dirección alternante y
constituyen el entramado esencial de la pared celular vegetal. La celulosa es insoluble en
agua. Sólo puede ser hidrolizada totalmente a glucosa por algunas enzimas (celulasas)
producidas por microorganismos, como las bacterias de la flora intestinal de los animales
herbívoros o los protozoos que viven en el intestino de las termitas.
b. Quitina . Polímero lineal de N-acetil-glucosamina. Forma parte del exoesqueleto de los
artrópodos y de las paredes celulares de los hongos. Su estructura es similar a la de la
celulosa y como ella forma capas alternas. Esto le confiere gran resistencia y dureza a los
organismos. Se piensa que el exoesqueleto de quitina es una de las claves del gran éxito
evolutivo de los artrópodos ya que contribuye a la locomoción y les proporciona protección
frente a las agresiones externas.
3.2.1.2. Heteropolisacáridos
c. Pectinas . Se encuentran en la pared celular de las células vegetales.
d. Hemicelulosas . Se encuentran en la pared celular de las células vegetales.
e. Agar-aga r. Actúa como espesante de líquidos. Se utiliza como espesante en la industria
alimenticia. También sirve de base para elaborar medios de cultivos sólidos para
microorganismos.
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f. Gomas . Las segregan al exterior en zonas abiertas por golpes o traumatismos. Algunas
plantas como la goma arábiga son de interés industrial.
g. Mucílagos . Similares a las gomas. Se utilizan en la industria farmacéutica para la
elaboración de preparados saciantes en dietas hipocalóricas.
h. Peptidoglucanos . Forman parte de la pared bacteriana y su función es proteger a las
bacterias en condiciones de presión osmótica desfavorable.
3.2.2. Polisacáridos de reserva
Las células necesitan cantidades variables de energía que obtienen preferentemente a través
de la degradación de la glucosa. Los seres vivos almacenan este monosacárido en forma de
polisacáridos de reserva que se acumula en gránulos insolubles en el citoplasma celular. Este tipo de
almacenamiento no provoca un aumento de la presión osmótica como ocurriría si se almacenaran
moléculas libres de glucosa.
1. Almidón . Es el homopolisacárido de reserva en células vegetales. Está formado por:
a. Amilasa: cadenas largas no ramificadas de glucosa.
b. Amilopectina: cadenas muy ramificadas de glucosa
El almidón se encuentra en los plastos de las células vegetales y es abundante los
órganos de reserva de las plantas como tubérculos o raíces y en las semillas.
2. Glucógeno . Es el homopolisacárido de reserva de las células animales. Su constitución es
similar a la de las cadenas de amilopectina, aunque posee más ramificaciones. Se almacena
en forma de gránulos en el hígado y en el músculo esquelético, donde rinde gran cantidad de
glucosa cuando se requiere.
4. HETERÓSIDOS
Los heterósidos son moléculas de enorme variedad constituidas por un glúcido unido a otra
molécula no glucídica denominada aglucón. Atendiendo a la naturaleza de la fracción no glucídica se
distinguen las siguientes clases:
4.1. Glucolípidos. Son moléculas de membrana presentes fundamentalmente en la superficie
externa de las células del tejido nervioso, aunque también existen en otros tejidos animales. Se
cree que intervienen en el reconocimiento celular y es probable que también tengan la función de
ser receptores de moléculas extracelulares que actúen como señales. Algunas bacterias y virus
se unen a estas moléculas como paso previo a la infección celular. Los más importantes son:
4.2. Glucoproteínas. La fracción no glucídica es una proteína. Las más importantes son:
a. Inmunoglobulinas : función defensiva.
b. Hormona luteizante (LH) : provoca la ovulación en las hembras o la producción de
testosterona en machos.
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c. Hormona folículoestimulante (FSH) : estimula la secreción de los folículos de Graff en
el ovario.
d. Glucoproteínas de la superficie externa de la membrana . Actúan como receptores de
mensajeros químicos y de microorganismos o en el proceso de reconocimiento
celular. En transplantes provocan fenómenos de rechazo.
4.3. Principios activos de plantas medicinales. Son heterósidos en los que el aglucón es una
molécula orgánica de naturaleza variada. Se emplean con frecuencia en la industria farmacéutica
aunque en dosis inadecuadas pueden provocar intoxicaciones o efectos letales.