Tema 3. Hidratos de carbono PDF

Bloque 2. Introducción a la Bioquímica estructural y metabólica. Tema 3. Estructura de los hidratos de carbono. 1. Clasificación 2. Funciones biológicas 1º Grado ENFERMERIA  Hidratos de carbono Los carbohidratos (también denominados h...

Bloque 2. Introducción a la Bioquímica estructural y metabólica. Tema 3. Estructura de los hidratos de carbono. 1. Clasificación 2. Funciones biológicas 1º Grado ENFERMERIA  Hidratos de carbono Los carbohidratos (también denominados hidratos de carbono, glúcidos o azúcares) 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), por lo que su fórmula genérica es (CH2O)n; de ahí el nombre de carbohidrato. Son solubles en agua. 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). Ej. de azúcares: glucosa, manosa, fructosa, galactosa, arabinosa, ribosa, xilosa, eritrosa, celulosa, almidón etc.  Funciones de los hidratos de carbono Su función fundamental es la de combustible para la obtención de energía. Algunos azúcares también sirven como almacén de energía y otros son metabolitos intermediarios. Otros azúcares tienen función estructural: Forman parte de la estructura de los ácidos nucleicos (ribosa y desoxirribosa). Forman parte de las paredes celulares de bacterias y plantas. Los hidratos de carbono también se enlazan a muchas proteínas (glicoproteínas) y lípidos (glicolípidos). Las funciones de estos azúcares en la capa externa de la membrana celular están relacionadas con el reconocimiento celular (glicocálix). La ribosa y la desoxirribosa son azúcares que forman parte del ARN y ADN, respectivamente. La celulosa es un azúcar que forma parte de la pared celular vegetal. El peptidoglicano o mureína de la pared celular bacteriana está formado por una secuencia alternante de dos azúcares, N-acetil- glucosamina (NAG) y el ácido N-acetilmurámico (NAM), formando cadenas de polisacáridos entrecruzadas por péptidos. Los carbohidratos forman parte del glicocálix celular.  ¿En qué alimentos los encontramos? Legumbres Arroz Pastas Azúcares Pan  Clasificación de los hidratos de carbono Respecto a su estructura, podemos clasificar a los azúcares en función de: üSu número de subunidades: Monosacáridos: también denominados azúcares simples. No pueden ser rotos en compuestos más pequeños. Se unen por enlaces glicosídicos para formar di-, oligo- y polisacáridos. Disacáridos: formados por dos monómeros. Oligosacáridos: formados por 3-10 monosacáridos. Polisacáridos: formados por >10 monosacáridos. Ejemplos:  Clasificación de los hidratos de carbono Respecto a su estructura, podemos clasificar a los azúcares en función de: üSu número de subunidades: Monosacáridos: también denominados azúcares simples. No pueden ser rotos en compuestos más pequeños. Se unen por enlaces glicosídicos para formar di-, oligo- y polisacáridos. Disacáridos: formados por dos monómeros. Oligosacáridos: formados por 3-10 monosacáridos. Polisacáridos: formados por >10 monosacáridos. üSu número de átomos de Carbono en cada subunidad: Ejemplos:  Clasificación de los hidratos de carbono Respecto a su estructura, podemos clasificar a los azúcares en función de: üSu número de subunidades: Monosacáridos: también denominados azúcares simples. No pueden ser rotos en compuestos más pequeños. Se unen por enlaces glicosídicos para formar di-, oligo- y polisacáridos. Disacáridos: formados por dos monómeros. Oligosacáridos: formados por 3-10 monosacáridos. Polisacáridos: formados por >10 monosacáridos. üSu número de átomos de Carbono en cada subunidad: üLa ubicación de su grupo carbonilo (C=O): Aldosas: hidratos de carbono con grupo terminal aldehído Cetosas: hidratos de carbono con un grupo cetona EJEMPLOS: MÁS EJEMPLOS DE MONOSACÁRIDOS: Monosacáridos tipo aldosas Monosacáridos tipo cetosas  Muchos monosacáridos son isómeros: tienen la misma fórmula química, aunque difieren en disposición de sus átomos. Por ejemplo la glucosa, galactosa y fructosa comparten la fórmula química C6H12O6. Algunos isómeros son además estereoisómeros: sus átomos están enlazados en el mismo orden, pero estos tienen una organización tridimensional diferente (ej. la glucosa y la galactosa).  Clasificación de los hidratos de carbono Respecto a su estructura, podemos clasificar a los azúcares en función de: üSu número de subunidades: Monosacáridos: también denominados azúcares simples. No pueden ser rotos en compuestos más pequeños. Se unen por enlaces glicosídicos para formar di-, oligo- y polisacáridos. Disacáridos: formados por dos monómeros. Oligosacáridos: formados por 3-10 monosacáridos. Polisacáridos: formados por >10 monosacáridos. üSu número de átomos de Carbono en cada subunidad: üLa ubicación de su grupo carbonilo (C=O): Aldosas: hidratos de carbono con grupo terminal aldehído Cetosas: hidratos de carbono con un grupo cetona ü Su configuración relativa: indica la posición del OH del penúltimo carbono en la representación de Fischer a la izquierda (L) o derecha (D).  Representación de los monosacáridos Representación de Fisher: muestra la representación en dos dimensiones de moléculas orgánicas tridimensionales en las que uno o más átomos de carbono están unidos a 4 sustituyentes diferentes: Las líneas horizontales muestran enlaces proyectados hacia fuera Las líneas verticales muestran enlaces proyectados hacia dentro En la representación de Fisher de los monosacáridos, el esqueleto de carbonos se representa en vertical, con el grupo carbonilo en la parte superior, con lo que la numeración de los carbonos aumenta hacia abajo. https://biomodel.uah.es/model6/triosas.htm https://www.youtube.com/watch?v=R2TZfWY_7OY  Configuración L o D de los monosacáridos Algunos monosacáridos son enantiómeros: pareja de compuestos donde uno es la imagen especular del otro y que sin embargo no son superponibles. Para diferenciarlos, se representan de acuerdo a la representación de Fisher de modo que, si el grupo hidroxilo (OH) del penúltimo carbono está a la derecha de la molécula es un azúcar D, si está a la izquierda es un azúcar L. En la naturaleza, la mayoría de hidratos de carbono tienen una conformación D, aunque podemos encontrar en L como la arabinosa. OJO! El indicador D y L no tiene relación con la actividad óptica del compuesto! Es decir, no significa que sea Dextrógiro o Levógiro. MÁS EJEMPLOS DE CONFIGURACIONES D o L:  Clasificación de los hidratos de carbono También podemos clasificar a los azúcares en función de su poder edulcorante:  Ciclación de los monosacáridos Las formas predominantes de muchos monosacáridos de cinco y seis carbonos en disolución no son cadenas abiertas (lineales) D o L sino que se ciclan formando anillos.  Enlace glicosídico Los disacáridos se forman cuando dos monosacáridos se unen por medio de una reacción de deshidratación (también denominada de condensación): 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 glicosídico o glucosídico. Disacáridos Azúcar de mesa (presente en la caña de azúcar o remolacha). Presente en la cebada. Presente en leche de los mamíferos.  Polisacáridos Los polisacáridos desempeñan funciones vitales en el almacenaje de energía (reserva) y en el mantenimiento de la integridad estructural de los organismos (estructura). Se clasifican en: homopolisacáridos (cuando todos sus monosacáridos son iguales) o heteropolisacáridos (cuando no lo son). Pueden ser lineales o ramificados. Ej. Celulosa Ej. Glucógeno (polímero de glucosa) (polímero de glucosa) EJEMPLOS DE POLISACÁRIDOS:  Polisacáridos En los polisacáridos de reserva (función de almacenamiento) destacan: ALMIDÓN El almidón (fécula) es muy abundante en los tubérculos (patata), bulbos (cebolla), rizomas (helechos) y en el endospermo de las semillas, sobre todo en los cereales (arroz, trigo, maíz,...) y legumbres (garbanzos, judías,...). Es el reservorio nutricional de las plantas. Consta únicamente de residuos de glucosa. Existen dos formas de almidón: la amilosa (no ramificada) y la amilopectina (ramificada). Más de la mitad de carbohidratos que ingerimos son almidón. GLUCÓGENO Es el reservorio nutricional de los animales. Es un homopolímero de glucosa muy grande y ramificado. Forma gránulos de reserva en el hígado y en el músculo estriado.