Introducción a los Carbohidratos
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los carbohidratos es verdadera?

  • Los carbohidratos no tienen ninguna función estructural.
  • Los carbohidratos sólo están compuestos de carbono y oxígeno.
  • Los carbohidratos suponen aproximadamente el 50% de la materia orgánica total.
  • La fórmula empírica de los carbohidratos es Cn(H2O)n o (CH2O)n (n>3). (correct)

    • ¿Cuál es el glúcido más importante y de uso inmediato para los organismos?

  • Glucosa (correct)
  • Sacarosa
  • Galactosa
  • Fructosa

    • ¿Qué función biológica de los carbohidratos se relaciona con la formación de estructuras en la célula?

  • Función estructural (correct)
  • Función de almacenamiento
  • Función de comunicación celular
  • Función energética

    • ¿Cuál de las siguientes opciones incluye formas de almacenar glucosa?

    <p>Almidón y glucógeno</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué propiedad caracteriza a los glúcidos en su estructura?

    <p>Son cadenas hidrocarbonadas polialcohólicas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué caracteriza a un monosacárido?

    <p>Posee de tres a siete átomos de carbono.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las aldosas es correcta?

    <p>Son un tipo de monosacárido cuyo grupo carbonilo está al final de la cadena.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de hidratos de carbono está compuesto por dos monómeros?

    <p>Disacáridos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el principal monosacárido considerado como fuente de energía para las células?

    <p>Glucosa.</p> Signup and view all the answers

    La clasificación de los monosacáridos se puede hacer según: ¿cuáles son los criterios?

    <p>Número de átomos de carbono, grupo funcional y estereoisomería.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes monosacáridos es un ejemplo de pentosa?

    <p>Ribosa.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué son los oligosacáridos?

    <p>Compuestos por 3 a 10 monosacáridos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es un cetohexosa?

    <p>Un monosacárido con seis átomos de carbono y el grupo carbonilo en el interior.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué caracteriza a los enantiómeros?

    <p>Son imágenes especulares y no se pueden superponer.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de isomería se presenta en la formación de piranósidos?

    <p>Isomería configuracional.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la relación entre el número de carbonos asimétricos y la cantidad de estereoisómeros?

    <p>La cantidad de estereoisómeros se calcula como $2^n$.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de enlace se forma en un furanósido?

    <p>Un enlace hemiacetal.</p> Signup and view all the answers

    El término 'anómero' se refiere a:

    <p>Isómeros que difieren solo en la configuración de un carbono anomérico.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué nombre recibe el producto de la oxidación del extremo aldehído de la glucosa?

    <p>Ácido glucónico.</p> Signup and view all the answers

    En un compuesto que presenta estereoisomería espacial, los diasteroisómeros se diferencian en:

    <p>Más de un carbono asimétrico.</p> Signup and view all the answers

    Los monosacáridos que presentan estructura cíclica, además de triosas y tetrosas, forman:

    <p>Piranósidos o furanósidos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el producto mencionado que se forma al oxidar el alcohol del extremo opuesto al aldehído en la glucosa?

    <p>Ácido glucurónico</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué producto se obtiene a partir de la D-galactosa mediante aminación?

    <p>α-D-galactosamina</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se denomina el tipo de enlace que une dos monosacáridos en un disacárido?

    <p>Enlace O-glucosídico</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes disacáridos es considerado no reductor?

    <p>Sacarosa</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de polisacáridos están formados por más de 11 monosacáridos?

    <p>Polisacáridos</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de homopolisacárido incluye el almidón y el glucógeno?

    <p>Glucanos</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de función estructural de los homopolisacáridos?

    <p>Celulosa</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué subestructura compone el almidón?

    <p>Cadenas lineales de D-glicosa</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la diferencia principal entre la amilopectina y el glucógeno?

    <p>La amilopectina tiene menos ramificaciones que el glucógeno.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué enlace es característico de la celulosa?

    <p>β(1-4)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se estructura la quitina?

    <p>Se compone de N-acetilglucosamina repetida.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué caracteriza a los glucosaminoglucanos?

    <p>Forman parte de la matriz extracelular en animales multicelulares.</p> Signup and view all the answers

    ¿Dónde se almacena el glucógeno en el cuerpo humano?

    <p>En los músculos y el hígado.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el peptidoglucano es correcta?

    <p>Es un heteropolisacárido en paredes celulares bacterianas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué función principal tiene la amilopectina en los homopolisacáridos?

    <p>Servir como reserva de glucosa.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la celulosa?

    <p>Está compuesta por β(1-4) de D-glucosa.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Introducción

    • Los carbohidratos son biomoléculas orgánicas que contienen principalmente carbono, hidrógeno y oxígeno, y en algunos casos nitrógeno, azufre o fósforo.
    • Representan alrededor del 75% de la materia orgánica total.
    • También se conocen como azúcares, sacáridos, carbohidratos e hidratos de carbono, aunque estas últimas denominaciones son antiguas debido a su sabor dulce.
    • La fórmula empírica general es Cn(H2O)n o (CH2O)n (n>3).

    Funciones Biológicas

    • La glucosa es el glúcido más importante y se utiliza de forma inmediata.
    • La sacarosa, el almidón (vegetal) y el glucógeno (animal) son formas de almacenar la glucosa.
    • Sirven como fuente de energía.
    • La formación de estructuras protectoras de la célula (como la celulosa en células vegetales, los polisacáridos en las paredes bacterianas y el exoesqueleto de artrópodos) es una función estructural.
    • En la superficie celular, los sacáridos unidos a proteínas o lípidos desempeñan un papel en la comunicación celular.

    Concepto y Propiedades Generales

    • Un glúcido es una cadena hidrocarbonada polialcohólica que contiene varios grupos hidroxilo (-OH).
    • En uno de sus átomos de carbono, contiene un grupo carbonilo (C=O).
    • El grupo carbonilo puede estar ubicado en el extremo de la cadena (aldehídos, R-CHO) o en el interior (cetonas, R-CO-R).

    Tipos de Estructuras

    • La glucosa puede ser representada mediante proyecciones de Fischer, Haworth y silla.

    Clasificación de Hidratos de Carbono

    • Monosacáridos: son monómeros simples.
    • Disacáridos: están formados por dos monómeros.
    • Oligosacáridos: contienen pocos monómeros (entre 3 y 10).
    • Polisacáridos: contienen muchos monómeros (más de 11).

    Características de los Monosacáridos

    • Son los glúcidos más simples.
    • No se pueden descomponer en compuestos más simples mediante hidrólisis.
    • Contienen de 3 a 7 átomos de carbono.
    • Los organismos heterótrofos los obtienen a través de los nutrientes.
    • La glucosa es el principal monosacárido y la principal fuente de energía para las células.

    Clasificación de Monosacáridos

    • La clasificación se basa en tres criterios:
      • Número de átomos de carbono.
      • Naturaleza del grupo funcional (aldehído o cetona).
      • Estereoisomería.

    Número de Átomos de Carbono + Grupo Funcional

    • Los monosacáridos se nombran con un prefijo que indica el número de átomos de carbono y el sufijo -osa.
    • Ejemplos: triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas.
    • Se clasifican en aldehídos (aldosas) y cetonas (cetosas).
    • Las hexosas, por ejemplo, pueden ser aldohexosas o cetohexosas.

    Estereoisomería

    • La ubicación del grupo hidroxilo en el carbono asimétrico (quiral) determina la forma del isómero.
    • Los isómeros que giran la luz polarizada hacia la derecha se denominan dextrógiros (+).
    • Los que la giran hacia la izquierda se denominan levógiros (-).
    • Estas propiedades son independientes de la serie D o L.

    Cantidad de Estereoisómeros

    • La cantidad de estereoisómeros se calcula mediante la fórmula 2n, donde n es el número de carbonos asimétricos.
    • La glucosa, con 6 carbonos asimétricos, tiene 2^4 (16) estereoisómeros.

    Enantiómeros

    • Son estereoisómeros que son imágenes especulares y no se pueden superponer.

    Estereoisomería Espacial

    • Enantiómeros: son imágenes especulares que no se pueden superponer.
    • Diastereoisómeros: no son imágenes especulares y no se pueden superponer. Pueden diferir en la configuración de más de un carbono asimétrico.
    • Epímeros: son diastereoisómeros que difieren en la configuración de un solo carbono asimétrico.

    Anomería

    • Excepto las triosas y tetrosas, la mayoría de los monosacáridos en disolución acuosa presentan una estructura cíclica.
    • El grupo carbonilo tiene una tendencia a formar un enlace con el grupo alcohol del penúltimo carbono.

    Piranósidos

    • La estructura cíclica o hemiacetal (unión de un aldehído y un alcohol) se denomina piranósido.
    • Tiene 6 átomos en su vértice.

    Furanósidos

    • La estructura cíclica o hemicetal (unión de una cetona y un alcohol) se denomina furanósido.
    • Tiene 5 átomos en su vértice.

    Tipos de Anómeros

    • La anomería es un tipo de isomería que surge en la forma cíclica.
    • La configuración del carbono anomérico (C1 en aldosas y C2 en cetosas) es diferente en cada anómero.
    • Anómero α: El grupo hidroxilo del carbono anomérico está por debajo del plano del anillo.
    • Anómero β: El grupo hidroxilo del carbono anomérico está por encima del plano del anillo.

    Monosacáridos Modificados

    • Oxidación: Si el extremo aldehído (C1) de la molécula se oxida, el producto se denomina con el sufijo (‐ónico).
    • Aminación: Se agrega un grupo amino al segundo átomo de carbono de las hexosas.

    Enlace Glucosídico

    • La unión covalente de dos azúcares es catalizada por diferentes enzimas.
    • El enlace se forma entre un hidroxilo cualquiera de un monosacárido y el grupo OH del carbono anomérico de otro azúcar (C1 en aldosas y C2 en cetosas).
    • Se llama enlace O-glucosídico.

    Disacáridos

    • Están formados por dos monosacáridos unidos por enlace O-glucosídico.
    • Se pueden hidrolizar.
    • Pueden ser reductores o no reductores.

    Disacáridos

    • Enlace monocarbonílico: Un solo carbono anomérico participa en el enlace glucosídico.
    • Enlace dicarbonílico: Ambos carbonos anoméricos participan en el enlace glucosídico.

    Disacáridos

    • Sacarosa: es el azúcar de mesa, no reductor, con enlace α(1→2).
    • Lactosa: es el azúcar de la leche, reductor, con enlace β(1→4).
    • Maltosa: es el azúcar de malta, reductor, con enlace α(1→4).

    Trisacáridos

    • La rafinosa es un trisacárido compuesto por galactosa, glucosa y fructosa.

    Polisacáridos

    • Contienen más de 11 monosacáridos.
    • También se conocen como glicanos.
    • Se clasifican en homopolisacáridos y heteropolisacáridos.

    Homopolisacáridos

    • Están formados por la misma unidad de monosacárido.
    • Se nombran con el nombre del monosacárido constituyente acabado en -ano (Ej.: glucano, manano, etc).
    • Los principales son los glucanos, que incluyen el almidón y el glucógeno, los dos polisacáridos de reserva en vegetales y animales.
    • La celulosa (pared de las células vegetales) y la quitina (exoesqueleto de artrópodos) tienen función estructural.

    Homopolisacáridos

    • Almidón: está formado por dos polímeros:
      • Amilosa: cadenas lineales de D-glucosa unidas por enlaces α(1-4).
      • Amilopectina: cadenas ramificadas con enlaces α(1-4) en la lineal y α(1-6) en los puntos de ramificación.
      • Cada 30 residuos tiene un enlace α(1-6).

    Homopolisacáridos

    • Glucógeno: semejante a la amilopectina pero con más ramificaciones y más unidades (120.000 moléculas de glucosa).
    • Se almacena en el hígado y el músculo cuando hay un exceso de glucosa.
    • Actúa como reserva en situaciones de deficiencia alimentaria.
    • Cada 10 residuos tiene un enlace α(1-6).

    Homopolisacáridos

    • Celulosa: es la biomolécula más abundante en la naturaleza.
    • Formada por cadenas lineales de D-glucosa unidas por enlaces β(1-4).
    • No se puede digerir por las enzimas digestivas humanas debido a los enlaces β(1-4).

    Homopolisacáridos

    • Quitina: similar a la celulosa, pero con unidades repetidas de N-acetil-2-glucosamina.
    • Se encuentra en el exoesqueleto de los artrópodos (insectos y crustáceos).

    Heteropolisacáridos

    • Peptidoglucano: es el componente rígido de las paredes celulares bacterianas.
    • Es un heteropolímero con residuos alternos de N-acetilglucosamina y ácido N-acetilmurámico unidos por enlaces β(14).
    • Se encuentra en bacterias Gram+.

    Heteropolisacáridos

    • Glucosaminoglucanos: se encuentran en la matriz extracelular de los tejidos animales.
    • Son polímeros lineales con unidades repetidas de disacáridos.
    • Se unen a proteínas extracelulares para formar proteoglicanos.

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