Bioquímica de los Glúcidos: Monosacáridos, Disacáridos y Polisacáridos

Glúcidos

1. Concepto de Glúcido y Clasificación

Los hidratos de carbono son biomoléculas orgánicas formadas por unidades estructurales llamadas monosacáridos con un grupo aldehído o cetona. Se clasifican en:

• 1.1 Osas o Monosacáridos
• 1.2 Holósidos
  • Disacáridos
  • Oligosacáridos
  • Polisacáridos
    • Homopolisacáridos
    • Heteropolisacáridos
• 1.4 Heterósidos

2. Concepto de Isomería

Los isómeros son compuestos que tienen la misma fórmula química pero distinta fórmula estructural.

2. Isómeros

2.1 Isómeros Estructurales

Moléculas que tienen los mismos átomos pero unidos por enlaces distintos y poseen propiedades físicas y químicas diferentes.

2.2 Isómeros Espaciales o Esteroisómeros

Son moléculas que tienen los mismos átomos y enlaces pero con distintas orientaciones. Pueden ser geométricos y ópticos.

2.2.1 Isómeros Geométricos

Distinta disposición de sus grupos respecto al doble enlace sin capacidad de giro, y presentan propiedades físicas y químicas distintas.

2.2.2 Isómeros Ópticos

Debido a la presencia de carbonos asimétricos (átomos de carbono con 4 sustituyentes distintos), pueden ser enantiómeros y diastereoisómeros.

2.2.2.1 Enantiómeros

Son imágenes especulares el uno del otro y poseen forma D y L. Tienen distintas propiedades biológicas y ópticas, pero las mismas propiedades químicas.

2.2.2.2 Diastereoisómeros

No son imágenes especulares y poseen distintas propiedades químicas y físicas.

3. Monosacáridos

Son moléculas sencillas de polihidroxialdehídos y polihidroxicetonas que pueden tener entre 3-7 átomos de carbono. Poseen un grupo aldehído y un grupo cetosa.

3.1 Propiedades Físicas

• Son dulces, solubles en agua y forman cristales blancos.
• Debido a sus carbonos asimétricos, poseen actividad óptica.

3.2 Propiedades Químicas

• Son reductores, por lo que son la fuente básica de energía.
• Pueden reaccionar con grupos amino, sulfato...
• Poseen isomería óptica debido a la existencia de carbonos asimétricos.
• Por cada monosacárido hay dos enantiómeros.
• Los monosacáridos de 5 o más átomos de carbono se encuentran en forma cíclica.
• Aparece un nuevo carbono asimétrico procedente del carbono.
• Las aldosas forman un enlace hemiacetal y las cetosas un enlace hemicetal.

4. Disacáridos

Son dos monosacáridos unidos mediante un enlace O-glucosídico. Pueden hidrolizarse y poseen las mismas propiedades físicas que los monosacáridos.

Tipos de enlace O-glucosídico:

• Enlace carbonílico o dicarbonílico (carbonílico si uno de los carbonos del enlace es anomérico y el disacárido es reductor, y dicarbonílico si los dos son anoméricos y el disacárido no es reductor).
• Enlace alfa o beta (alfa si el primer monosacárido es alfa y beta si el primer monosacárido es beta).

5. Oligosacáridos

• Son cadenas de 3-15 monosacáridos.
• Poseen gran variabilidad (según el tipo de monosacárido que interviene, el número de unidades y las ramificaciones).
• Suelen unirse a otras moléculas (glucoproteínas y glucolípidos).
• Poseen función de identificación y reconocimiento celular.

6. Polisacáridos

• Son cadenas de cientos o miles de monosacáridos unidos mediante enlaces O-glucosídicos.
• No son solubles en agua ni reductores, no son dulces y no cristalizan.
• Tienen función energética, ej. almidón (ramificados si poseen más monosacáridos accesibles, enlaces alfa los que son fáciles de romper).
• Tienen función estructural, ej. quitina (lineales si aportan estabilidad, enlaces beta si son difíciles de romper).
• Se pueden dividir en homopolisacáridos (si están formados únicamente por un tipo de monosacárido) y heteropolisacáridos (si están formados por distintos tipos de monosacáridos).

6.1 Homopolisacáridos

• Almidón: Tiene utilidad de almacén de energía en vegetales, abundante en cereales y está formado por amilosa y amilopectina.
• Glucógeno: Almacena la energía en los animales, se encuentra en el hígado y músculos.
• Celulosa: Es la parte más importante de la pared celular de los vegetales y crea fibras mediante puentes de hidrógeno con las cadenas paralelas.
• Quitina: Forma el exoesqueleto de los artrópodos y la pared celular de hongos.

6.2 Heteropolisacáridos

• Pectina y hemicelulosa: Forman parte de la pared celular de los vegetales.
• Goma arábiga: Se utiliza como cicatrizante vegetal.
• Agar: Sirve para espesar los alimentos.

7. Heterósidos

Formados por la unión de un glúcido y otra molécula distinta.

• Proteoglucanos
• Peptidoglucanos (forman la pared celular bacteriana)
• Glucoproteínas
• Glucolípidos

8. Funciones Biológicas

• Función Energética: Los hidratos de carbono son el combustible inmediato de los seres vivos, estos se transforman en glucosa para obtener energía.
• Función Estructural: Poseen un enlace β-glucosídico que permite formar estructuras muy estables.
• Función Informativa: Los oligosacáridos se unen a los lípidos y a las proteínas para la identificación y el reconocimiento de la célula o de determinadas estructuras.
• Pueden tener otras funciones como de antibióticos, hormonas...