Carbohidratos y Proteínas: Componentes Esenciales de los Seres Vivos
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Carbohidratos: Fuente de Energía y Componentes Estructurales
- Los carbohidratos son la principal fuente de energía de las células de la mayoría de los organismos vivientes; además, sirven como materiales estructurales y de sostén.
- En las plantas llegan a representar el 18% de su peso, mientras que en los animales constituyen aproximadamente el 6.2%.
- La unidad estructural de los carbohidratos son los monosacáridos.
Monosacáridos
- Están formados por una sola molécula de azúcar.
- Químicamente, un monosacárido es una cadena corta de carbonos que puede variar de 3 a 8, en donde cada carbono tiene un grupo hidroxilo (-OH) o alcohol, excepto el que tiene al grupo activo, que es un grupo carbonilo (-C=O), que puede estar en forma de aldehído (-CHO) o de cetona (-CO-).
- La estructura de los monosacáridos puede ser en cadenas abiertas o cerradas.
- Las cadenas cerradas se forman por la reacción entre el grupo carbonilo y uno de los grupos hidroxilo.
- Desde el punto de vista energético y nutricional, los monosacáridos más importantes son: glucosa, galactosa, fructosa, ribosa y desoxirribosa.
Glucosa
- Se le conoce también con el nombre de dextrosa.
- En su estructura, la glucosa contiene 6 átomos de carbono, con el grupo funcional aldehído en el carbono número 1, por lo que se le conoce químicamente como aldohexosa.
- En una solución glucosada podemos encontrar dos tipos estructurales de glucosa: una pequeña cantidad en forma de cadena lineal abierta y una estructura cerrada en la cual 5 átomos de carbono y 1 oxígeno forman un anillo hexagonal y es la más abundante.
- La glucosa en forma cerrada puede existir en equilibrio en forma de dos isómeros llamados glucosa alfa y glucosa beta. La forma alfa o beta está relacionada con la posición espacial del grupo hidroxilo (-OH) del carbono número 1.
- Si el grupo –OH se encuentra hacia abajo, se denomina posición alfa.
- Si se encuentra hacia arriba, se denomina posición beta.
Disacáridos y Polisacáridos
- Los monosacáridos se unen a través del llamado enlace glucosídico, en el que un átomo de oxígeno sirve de puente entre dos unidades.
- Cuando se unen dos monosacáridos por medio de una reacción de condensación, se forma un disacárido.
- Polisacáridos = contienen entre 100 y 90.000 unidades de monosacáridos.
- Funciones básicas de los polisacáridos:
- Acumuladores de energía como combustibles biológicos.
- Sirven de soporte de estructuras en organismos superiores.
Proteínas: Componentes Estructurales y Funcionales
- Alrededor del 50% del peso seco del cuerpo humano se compone de proteínas.
- Son los componentes estructurales principales de los tejidos animales.
- Catalizan reacciones.
- Transportan oxígeno.
- Sirven como hormonas para regular procesos corporales específicos.
- Todas las proteínas son similares en su estructura química, se componen de los mismos bloques básicos de construcción: aminoácidos (monómeros).
Aminoácidos
- Todos los aminoácidos contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
- Presentan en su estructura el grupo amino (-NH2) y el grupo carboxilo (-COOH), un carbono (carbono α) vecino al carbono del grupo carboxilo y a un radical alquilo, R.
- Como los aminoácidos contienen un grupo ácido carboxílico y un grupo básico amino en la misma molécula, sufren una reacción interna ácido-base para originar un ion dipolar.
- Debido a las cargas iónicas resultantes, un aminoácido tiene muchas propiedades de una sal.
Estereoisomería
- Todos los aminoácidos, excepto la glicina o glicocola, poseen un carbono asimétrico, el C alfa.
- Cada aminoácido posee dos estereoisómeros según cómo sea la colocación del grupo NH2. Si el grupo NH2 se sitúa a la derecha, tendrá configuración D.
- Si se sitúa a la izquierda, tendrá configuración L.
- Los aminoácidos que forman las proteínas son todos de configuración L.
- El carbono α tiene 4 grupos diferentes unidos a él, por lo que se denomina molécula quiral, significa que es capaz de existir como isómeros que guardan entre sí una relación de imágenes especulares que no se pueden superponer una a la otra.
- Los aminoácidos difieren unos de otros en cuanto a la naturaleza de la cadena lateral R, que pueden ser alifáticos o aromáticos, polares o apolares, ácidos o bases.
- Existen 20 aminoácidos distintos.
- Nuestro organismo puede sintetizar doce de los 20 aminoácidos en cantidades suficientes para satisfacer nuestras necesidades.
Enlace Peptídico
- Las reacciones de polimerización que forman las proteínas son reacciones de condensación.
- Dos aminoácidos se unen entre sí por enlace peptídico, da como resultado un grupo amida y agua.
- La reacción de condensación se da entre el grupo carboxílico de un aminoácido y el grupo amino de otro aminoácido.