Biología molecular y celular: Carbohidratos

Carbohydrates in Molecular and Cellular Biology

Glycolysis

• Glycolysis is a metabolic pathway that converts glucose into pyruvate
• Takes place in the cytosol of cells
• Consists of 10 enzyme-catalyzed reactions
• Produces 2 ATP and 2 NADH molecules per glucose molecule
• Can occur in the absence of oxygen (anaerobic) or in the presence of oxygen (aerobic)

Glycogen Synthesis

• Glycogen is a complex carbohydrate stored in liver and muscle cells
• Synthesized from glucose through the action of glycogen synthase
• Glycogen synthesis occurs when glucose is abundant and energy is stored for later use
• Broken down into glucose through glycogenolysis when energy is needed

Cell Membrane Structure

• Cell membrane is composed of a phospholipid bilayer
• Carbohydrates are attached to the outer leaflet of the bilayer as glycolipids and glycoproteins
• Function in cell-cell recognition and signaling

Cell Signaling

• Carbohydrates play a role in cell signaling through glycoproteins and glycolipids
• Recognized by lectins, which are proteins that bind to specific carbohydrate molecules
• Involved in cell-cell interactions, immune responses, and developmental processes

Carbohydrate Metabolism

• Carbohydrates are broken down into glucose, which is then used to produce energy or stored as glycogen
• Carbohydrate metabolism is regulated by hormonal and enzymatic mechanisms
• Dysregulation of carbohydrate metabolism can lead to diseases such as diabetes and glycogen storage disorders

Types of Carbohydrates

• Monosaccharides: simple sugars, such as glucose, fructose, and galactose
• Disaccharides: composed of two monosaccharides, such as sucrose (glucose + fructose) and maltose (glucose + glucose)
• Polysaccharides: composed of multiple monosaccharides, such as glycogen, starch, and cellulose

Specific Carbohydrates

• Sucrose (Sacarosa): a disaccharide composed of glucose and fructose, commonly known as table sugar
• Maltose: a disaccharide composed of two glucose molecules, produced during the breakdown of starch

Glícolisis

• La glícolisis es una vía metabólica que convierte la glucosa en piruvato
• Ocurre en el citosol de las células
• Consiste en 10 reacciones catalizadas por enzimas
• Produce 2 moléculas de ATP y 2 moléculas de NADH por molécula de glucosa
• Puede ocurrir en ausencia de oxígeno (anaeróbico) o en presencia de oxígeno (aeróbico)

Síntesis de Glicógeno

• El glicógeno es un carbohidrato complejo almacenado en células hepáticas y musculares
• Se sintetiza a partir de glucosa mediante la acción de la glicógeno sintasa
• La síntesis de glicógeno ocurre cuando la glucosa es abundante y la energía se almacena para uso futuro
• Se descompone en glucosa mediante glicogenolisis cuando se necesita energía

Estructura de la Membrana Celular

• La membrana celular está compuesta por una bicapa lipídica
• Los carbohidratos se adjuntan a la lámina externa de la bicapa como glicolípidos y glicoproteínas
• Funcionan en el reconocimiento y señalización entre células

Señalización Celular

• Los carbohidratos juegan un papel en la señalización celular a través de glicoproteínas y glicolípidos
• Son reconocidos por lectinas, proteínas que se unen a moléculas de carbohidratos específicas
• Están involucrados en interacciones entre células, respuestas inmunitarias y procesos de desarrollo

Metabolismo de Carbohidratos

• Los carbohidratos se descomponen en glucosa, que se utiliza para producir energía o se almacena como glicógeno
• El metabolismo de carbohidratos se regula mediante mecanismos hormonales y enzimáticos
• La disregulación del metabolismo de carbohidratos puede llevar a enfermedades como la diabetes y trastornos de almacenamiento de glicógeno

Tipos de Carbohidratos

• Monosacáridos: azúcares simples, como glucosa, fructosa y galactosa
• Disacáridos: compuestos de dos monosacáridos, como sacarosa (glucosa + fructosa) y maltosa (glucosa + glucosa)
• Policarbohidratos: compuestos de múltiples monosacáridos, como glicógeno, almidón y celulosa

Carbohidratos Específicos

• Sacarosa (Azúcar de Mesa): un disacárido compuesto de glucosa y fructosa
• Maltosa: un disacárido compuesto de dos moléculas de glucosa, producido durante la descomposición del almidón