Carbohidratos PDF: Estructura y Tipos

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Universidad Autónoma de Aguascalientes

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carbohydrates glucose saccharides biomolecules

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Este documento explica la estructura y tipos de carbohidratos, comenzando con la unidad II. Se abordan los monosacáridos, disacáridos y polisacáridos, junto con ejemplos como la glucosa y sus isómeros, incluyendo disacáridos y polisacáridos. El contenido se enfoca en química orgánica aplicada a la biología.

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CARBOHIDRATOS UNIDAD II Los carbohidratos son moléculas biológicas compuestas de carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción aproximada de un átomo de carbono C por cada molécula de agua H2O. Esta composición es la que da su nombre a los carbohidratos: están compuestos de carbono (carbo-)...

CARBOHIDRATOS UNIDAD II Los carbohidratos son moléculas biológicas compuestas de carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción aproximada de un átomo de carbono C por cada molécula de agua H2O. Esta composición es la que da su nombre a los carbohidratos: están compuestos de carbono (carbo-) más agua (-hidrato). Las cadenas de carbohidratos tienen diferentes longitudes, y los carbohidratos importantes a nivel biológico pertenecen a tres categorías: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Monosacáridos Los monosacáridos (mono- = “uno”; sacchar- = “azúcar”) son azúcares simples, de los cuales el más común es la glucosa. Tienen una fórmula de (CH2O) , y suelen contener de tres a siete átomos de carbono. Todos los carbohidratos tienen una fórmula de casi un átomo de C por cada H2O equivalente. Sin embargo, solo los monosacáridos tienen una fórmula que consta de exactamente un átomo de C por cada H2O equivalente. La mayoría de los átomos de oxígeno en los monosacáridos se encuentra en grupos hidroxilo (OH), pero uno de ellos es parte de un grupo carbonilo (C=O). La posición del grupo carbonilo (C=O) puede servir para clasificar los azúcares: Si el azúcar tiene un grupo aldehído, o sea, si el C carbonilo es el último de la cadena, se llama aldosa. Si el C carbonilo se encuentra dentro de la cadena, o sea, tiene otros carbonos a ambos lados, forma un grupo cetona y el azúcar se denomina cetosa. Si el azúcar tiene un grupo Si el C carbonilo se encuentra aldehído, o sea, si el C carbonilo es dentro de la cadena, o sea, tiene el último de la cadena, se otros carbonos a ambos lados, llama aldosa. forma un grupo cetona y el azúcar se denomina cetosa. Los azúcares también se nombran de acuerdo con el número de carbonos: algunos de los tipos más comunes son las triosas (tres carbonos), pentosas (cinco carbonos) y hexosas (seis carbonos). La glucosa y sus isómeros Un monosacárido importante es la glucosa, un azúcar de seis carbonos con la fórmula C6H12O6. Otros monosacáridos comunes incluyen la galactosa (que forma parte de la lactosa o azúcar de la leche) y la fructosa (que se encuentra en la fruta). La glucosa, galactosa y fructosa tienen la misma fórmula (C6H12O6) pero difieren en la organización de sus átomos, por lo que son isómeros. La fructosa es un isómero estructural de la glucosa y la galactosa: sus átomos en realidad están enlazados en un orden diferente. La glucosa y la galactosa son estereoisómeros entre sí: sus átomos están enlazados en el mismo orden, pero estos tienen una organización tridimensional diferente alrededor de uno de sus carbonos asimétricos. Puedes verlo en el diagrama como un cambio en la orientación del grupo hidroxilo OH, marcado en rojo. Esta pequeña diferencia es suficiente para que las enzimas puedan distinguir entre la glucosa y la galactosa, y elijan solo uno de los azúcares para formar parte de una reacción química1. Formas anulares de los azúcares (Todos los azúcares hasta el momento son moléculas lineales cadenas rectas, lo que puede parecer extraño, porque los azúcares se representan en forma de anillos. Resulta que ambas formas son correctas: muchos azúcares de cinco y seis carbonos pueden existir como una cadena lineal o en una o más formas anulares) Estas formas existen en equilibrio entre sí, pero este favorece considerablemente a las formas anulares (particularmente en una solución acuosa o a base de agua). Por ejemplo, en una solución, la configuración principal de la glucosa es un anillo de seis miembros. Prácticamente toda la glucosa se encuentra en esta forma. Aunque la glucosa tenga un anillo de seis miembros, puede ocurrir de dos formas diferentes con distintas propiedades. Durante la formación del anillo, el O del carbonilo, que se convierte en un grupo hidroxilo, quedará atrapado por “arriba” (en el mismo lado que el grupo CH2OH o por “debajo” (del lado contrario de este grupo) del anillo. Cuando el hidroxilo está debajo, se dice que la glucosa está en su forma alfa (α) y cuando está arriba, que está en su forma beta (β). Disacáridos Los disacáridos (di- = “dos”) se forman cuando dos monosacáridos se unen por medio de una reacción de deshidratación, también conocida como reacción de condensación o síntesis por deshidratación. En este proceso, el grupo hidroxilo de un monosacárido se combina con el hidrógeno de otro, libera una molécula de agua y forma un enlace covalente conocido como enlace glucosídico. En algunos casos, es importante saber cuáles átomos de carbono de los dos anillos del azúcar están unidos a través de un enlace glucosídico. A cada átomo de carbono de un monosacárido se le asigna un número, comenzando con el carbono terminal más cercano al grupo carbonilo (cuando el azúcar se encuentra en su forma lineal). Se muestra la numeración de la glucosa y la fructosa. En una molécula de sacarosa, el carbono 1 de la glucosa está unido al carbono 2 de la fructosa, por lo que se llama enlace 1 - 2 glucosídico. Entre los disacáridos comunes se encuentran la lactosa, la maltosa y la sacarosa. La lactosa es un disacárido compuesto de glucosa y galactosa y se encuentra de manera natural en la leche. Mucha gente adulta no puede digerir la lactosa, lo que causa intolerancia a la lactosa. La maltosa, o azúcar de malta, es un disacárido compuesto de dos moléculas de glucosa. El disacárido más común es la sacarosa (azúcar de mesa), la cual se compone de glucosa y fructosa. Polisacáridos A una larga cadena de monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos se le llama polisacárido (poly- ="muchos"). La cadena puede ser ramificada o no ramificada y puede contener diferentes tipos de monosacáridos. El peso molecular de un polisacárido puede se muy alto, 100 000 daltones o más si se unen suficientes monómeros. Almacenamiento de polisacáridos El almidón es la forma de almacenamiento de los azúcares en las plantas y está compuesto de una mezcla de dos polisacáridos, amilosa y amilopectina (ambos polímeros de la glucosa). Las plantas pueden sintetizar glucosa con energía luminosa obtenida en la fotosíntesis, y el exceso de glucosa, lo que va más allá de las necesidades energéticas inmediatas de la planta, se almacena como almidón en diferentes partes de la planta, entre ellas las raíces y semillas.

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