Glúcidos: Estructura, Clasificación y Relevancia Biológica de los Carbohidratos

Glúcidos: Composición y Características Fundamentales

Los glúcidos, también conocidos como carbohidratos o hidratos de carbono, son biomoléculas esenciales formadas principalmente por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Su fórmula empírica general es C_nH_2nO_n, aunque excepcionalmente pueden contener otros átomos como nitrógeno (N), azufre (S) o fósforo (P).

Estos compuestos pueden representar hasta un 90% de las biomoléculas orgánicas en un organismo, lo que subraya su vital importancia. El término "hidratos de carbono" surgió de la creencia inicial de que estaban compuestos por estructuras carbonatadas e hidratadas por moléculas de agua.

Químicamente, los glúcidos más simples son polialcoholes que contienen un grupo aldehído (aldosas) o un grupo cetona (cetosas) con múltiples grupos hidroxilo. Los glúcidos más complejos pueden incorporar otros grupos funcionales, como:

• -OH (grupo alcohol)
• -NH₂ (grupo amina)

Clasificación de los Glúcidos

Los glúcidos más simples se denominan osas (o monosacáridos). Al unirse, forman ósidos, que pueden contener una cantidad variable de osas e incluso unirse a lípidos o proteínas. Los ósidos se clasifican principalmente en:

Holósidos

Son ósidos formados únicamente por la unión de monosacáridos. Según el número de monómeros unidos, se diferencian en:

• Oligosacáridos

  Contienen entre 2 y 10 unidades de monosacáridos. Dentro de este grupo, destacan los disacáridos.

• Polisacáridos

  Están formados por múltiples unidades repetidas de monosacáridos. A su vez, se dividen en:

  • Homopolisacáridos: Formados por la repetición de un único tipo de monómero.
  • Heteropolisacáridos: Más variados, ya que están compuestos por más de un tipo de monómero.

Heterósidos

Son combinaciones de monosacáridos con otras moléculas no glucídicas, como los glucolípidos y las glucoproteínas.

Monosacáridos: Propiedades y Tipos

Los monosacáridos son los glúcidos más simples. Son sólidos cristalinos de color blanco, altamente solubles en agua y poseen un carácter reductor. Presentan un característico sabor dulce, por lo que también se les conoce como azúcares simples.

Contienen entre 3 y 7 átomos de carbono, denominándose según el número de carbonos:

• Triosas: (ej. Gliceraldehído)
• Tetrosas: (ej. Eritrosa)
• Pentosas: (ej. Ribosa)
• Hexosas: (ej. Glucosa)
• Heptosas

Químicamente, son polialcoholes unidos a un grupo aldehído o cetona. Según el grupo funcional principal, pueden ser:

• Aldosas: Si contienen un grupo aldehído (generalmente en el carbono C1).
• Cetosas: Si contienen un grupo cetona (generalmente en el carbono C2).

Disacáridos: Formación y Ejemplos Clave

Los disacáridos resultan de la unión de dos monosacáridos mediante un enlace covalente, conocido como enlace glucosídico. Durante la formación de este enlace, se libera una molécula de agua. El enlace glucosídico puede ser monocarbonílico o dicarbonílico, y su configuración (alfa o beta) depende de la posición del grupo -OH del carbono anomérico del primer monosacárido.

Los disacáridos más comunes son:

• Maltosa: Conocida como "azúcar de malta", formada por la unión de dos moléculas de glucosa.
• Lactosa: El "azúcar de leche", resultado de la unión de una molécula de glucosa y una de galactosa.
• Sacarosa: El "azúcar de caña" o "azúcar de mesa", compuesta por una molécula de glucosa y una de fructosa.

El Enlace O-Glucosídico: Fundamento de la Unión de Monosacáridos

En el ámbito de los glúcidos, el enlace O-glucosídico es el tipo de enlace covalente que permite la unión de monosacáridos para formar disacáridos, oligosacáridos o polisacáridos.

Mediante este enlace, dos monosacáridos se unen según el siguiente esquema:

Polisacáridos: Estructura, Funciones y Degradación

Los polisacáridos son biomoléculas complejas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos. Se clasifican dentro de los glúcidos y desempeñan funciones diversas y cruciales, principalmente como reservas energéticas y componentes estructurales en los organismos vivos.

Estos son polímeros cuyos monómeros constituyentes son los monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces glucosídicos.

Los polisacáridos pueden descomponerse en unidades más pequeñas (oligosacáridos o monosacáridos) mediante la hidrólisis de los enlaces glucosídicos entre sus residuos. Su digestión, tanto intracelular como en cavidades digestivas, implica una hidrólisis catalizada por enzimas digestivas específicas denominadas glucosidasas. Estas enzimas son altamente específicas para ciertos polisacáridos y, en particular, para tipos específicos de enlaces glucosídicos.

Es importante destacar que en la formación de cada enlace glucosídico se libera una molécula de agua, mientras que en su ruptura por hidrólisis se consume una molécula de agua. Por lo tanto, en una cadena formada por n monosacáridos, habrá n-1 enlaces glucosídicos.