GLÚCIDOS:

Concepto y clasificación

Definición: moléculas orgánicas compuestas de C, H y O.

Otros nombres: azúcares e hidratos de carbono.

(CH2O)

n

Las fórmulas empíricas en química orgánica no son muy útiles porque no informan de la estructura molecular

Concepto y clasificación

Químicamente son polialcoholes con un grupo funcional carbonilo.

-OH C=O Si el carbonilo está en el extremo de la

molécula: aldehidos. Si el carbonilo está en el interior: cetona. Funciones: energética (glucosa),

estructural (celulosa, quitina, ribosa) y reconocimiento celular (glucocáliz)

Osas o Osas o MonosacáridosMonosacáridos

ÓsidosÓsidos

aldosas

cetosas

holósidos

heterósidos

Triosas Tetrosas Pentosas. Hexosas. Heptosas.

oligosacáridos

polisacáridos

homopolisacáridos

heteropolisacáridos

glucolípidos

glucoproteínas

• Simples ó monomeros.• Osas.• Blancos, dulces.• Solubles.• Cristalizables.• ENERGÉTICOS• REDUCTORES• Polialcohol con una

función química aldehído o cetona

Monosacáridos

• DOS CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN:– Según GRUPO funcional:

• Aldosas (Función aldehido)

• Cetosas (Función Cetona)

– Según el Nº de átomos de Carbono:

• Triosas: 3 átomos de Carbono: Gliceraldehido.

• Tetrosas: 4 átomos de Carbono: Eritrosa.

• PENTOSAS: 5 átomos de Carbono: Ribulosa.

• HEXOSAS: 6 átomos de Carbono: Glucosa.

Monosacáridos

NÚMERODE

CARBONOS

ALDEHIDOS(ALDOSAS)

CETONAS(CETOSAS)

3 C(TRIOSAS)

GLICERALDEHIDO

DIHIDROXICETONA

5C(PENTOSA

S)

RIBOSADESOXIRRIBOSA

RIBULOSA

6C(HEXOSAS

)

GLUCOSAGALACTOSA FRUCTOSA

Monosacáridos

• TRIOSAS: 3C– Gliceraldehido.

– Dihidroxicetona

• PENTOSAS: 5C:– Ribosa

– Desoxirribosa

– Ribulosa

• HEXOSAS: 6C– Glucosa

– Galactosa

– Fructosa

Monosacáridos

Monosacáridos

PROPIEDADES:ISOMERÍAS

ESTEREOISOMERÍA

GEOMÉTRICA

DE POSICIÓN

ÓPTICA

DE CADENA

DE FUNCIÓN

ESTRUCTURAL

ISOMERÍA

DIASTEREOISOMERÍA ENANTIOMERÍA

EPIMERÍAESTEREOISOMERÍA ÓPTICA Ó

D

L

“ACTIVIDAD ÓPTICA”

PROPIEDADES:ISOMERÍAS

CARBONO ASIMÉTRICO

PROPIEDADES:ISOMERÍAS

Actividad óptica

ACTIVIDAD ÓPTICA

Característica o Propiedad diferenciadora de los monosacáridos

Al pasar la luz polarizada por una disolución de un monosacárido, esta luz se desvía hacia:

- Derecha (+): DEXTRÓGIRO

- Izquierda (-): LEVÓGIRO

MUTARROTACIÓN: Modificación en la actividad óptica

0H-H+

GLÚCIDOS:CICLACIÓN

MONOSACÁRIDOS CICLADOS

α-FRUCTOFURANOSA

GLÚCIDOS: ANOMERÍAS

Es un tipo de isomería que aparece al ciclarse los monosacáridos. El Carbono carbonilo que era simétrico, se vuelve ASIMÉTRICO, y aparecen dos nuevas formas de presentación en el espacio α y β

• Oligosacáridos simples.• Formado por 2 Monosacáridos• Enlace O-Glucosídico• Blancos y dulces. • Solubles y cristalizables.• ENERGÉTICOS• REDUCTORES ¿?• Ejemplos:

– Maltosa– Celobiosa– Lactosa– Sacarosa

HOLÓSIDOS: OLIGOSACÁRIDOS: HOLÓSIDOS: OLIGOSACÁRIDOS: DISACÁRIDOSDISACÁRIDOS

DISACÁRIDOSMALTOSA α: Formación del enlace O-Glucosídico

CELOBIOSA β: Formación del enlace O-Glucosídico

DISACÁRIDOS

LOCALIZACIÓN REINO

VEGETAL ANIMAL

LIBRE SACAROSA LACTOSA

ASOCIADOS

MALTOSACELOBIOS

AMALTOSA

DISACÁRIDOS

MALTOSA α

DISACÁRIDOS

MALTOSA β

LACTOSA β SACAROSA

CELOBIOSA β

DISACÁRIDOS

DISACÁRIDO REDUCTOR

Carbono carbonilo ¿Alguno libre?

DISACÁRIDO NO REDUCTOR

Carbono carbonilo

¿Alguno libre?

SACAROSA

SACAROSA

• Polímeros: Formados por la unión de muchos monosacáridos: de 11 a cientos de miles.• Sus enlaces son O-glucosídicos con pérdida de una molécula de agua por enlace.• Peso molecular elevado. • No tienen sabor dulce. • Pueden ser insolubles o formar dispersiones coloidales. • No poseen poder reductor. • Estructurales β (1-4): Quitina• Reserva energética (enlace α  (1-4) : Glucógeno.•a) Homopolisacáridos: formados por monosacáridos de un solo tipo        - Almidón y celulosa.       •b) Heteropolisacárido: formado por más de un tipo de monosacárido        - Hemicelulosa, Pectina, la goma arábiga y el agar-agar

HOLÓSIDOS: POLISACÁRIDOSHOLÓSIDOS: POLISACÁRIDOS

HOMOPOLISACÁRIDOS

ENLACEFUNCIÓN REINO VEGETAL ANIMAL

α (1-4)RESERVA ALMIDÓN GLUCÓGEN

O

β (1-4)ESTRUCTURAL CELULOS

A QUITINA

ALMIDÓN

Polisacárido vegetal de reserva formado por moléculas de glucosa unidas por enlaces alfa 1-4. Se almacena en el interior unos orgánulos llamados amiloplastos, especialmente en las células de las semillas, raíces y tallos.

ALMIDÓN

ALMIDÓN

ALMIDÓN • Está compuesto por dos

polisacáridos:– Amilosa: Helicoidal

– Amilopectina: Ramificada

• Proceden de la polimerización

de la glucosa α sintetizada en la fotosíntesis.

• Localizado en semillas de cereales y legumbres. En patatas y frutos: castaña y bellota.

ALMIDÓN: AMILOSA

ALMIDÓN: AMILOSA

ALMIDÓN: AMILOPECTINA

ALMIDÓN: AMILOPECTINA

ALMIDÓN: AMILOPECTINA

Las ramificaciones se producen por enlaces alfa 1-6

ALMIDÓN-GLUCÓGENO

GLUCÓGENO

Polisacárido de reserva de hongos y animales, en los que forma gránulos visibles y abundantes en el hígado y en los músculos estriados. Al igual que el almidón está formado por glucosas unidas por enlaces alfa 1-4, pero está mucho más ramificado.

GLUCÓGENO AL ELECTRÓNICO

DEXTRANOS

Son los polisacáridos de reserva de las levaduras. Están formados por moléculas de glucosa que se ramifican con distintos enlaces: (1-2), (1-3), etc.

FIBRAS CELULOSA

ESTRUCTURA CELULOSA

MICROFIBRILLAS CELULOSA

ESTRUCTURA CELULOSA

ESTRUCTURA CELULOSA CRISTALINA

ESTRUCTURA CELULOSA CRISTALINA

DIGESTIÓN DE LA CELULOSADIGESTIÓN DE LA CELULOSA

QUITINA

QUITINA

HETEROPOLISACÁRIDOS

• Hemicelulosa:– Forma parte de la pared celular. Es un polímero mucho

más corto que la celulosa y además no es lineal, sino ramificado. La estructura principal está formada por cadenas de glucosas β, con ramificaciones de galactosa, xilosas… que establecen unión con las cadenas de celulosa.

HETEROPOLISACÁRIDOS

• Pectina: La pectina es el principal componente enlazante de la pared celular de los vegetales y frutas. Químicamente, es un polisacárido compuesto de una cadena linear de moléculas de ácido D-galacturónico, las que unidas constituyen el ácido poligalacturónico. La cadena principal que conforma la pectina puede contener regiones con muchas ramificaciones o cadenas laterales, denominadas “regiones densas”, y regiones con pocas cadenas laterales llamadas “regiones lisas”.

• La pectina tiene la propiedad de formar geles en medio ácido y en presencia de azúcares. Por este motivo, es utilizada en la industria alimentaria en combinación con los azúcares como un agente espesante, por ejemplo en la fabricación de mermeladas y confituras. 

HETEROPOLISACÁRIDOS

• Gomas vegetales: Son productos de secreción muy viscosos que tienen un papel defensivo ya que cierran las heridas en los vegetales.. Presentan una composición muy variada en la que predomina la arabinosa, la ramnosa, la galactosa y el ácido glucourónico.

• Destaca en este grupo la goma arábigala goma arábiga. Es un producto conocido desde antiguo, en Egipto se usaba en el proceso de momificación, que se extrae de las acacias. Hoy en día la mayor parte se utiliza en la industria alimentaria para fijar aromas, estabilizar espumas y emulsiones, modificar la consistencia de alimentos o clarificar vinos. También se utiliza en la fabricación de algunos medicamentos.  

HETEROPOLISACÁRIDOS

Mucílagos: Son también productos vegetales de secreción muy viscosos. Presentan una composición muy parecida a la de las gomas, pero realizan funciones muy distintas. Ayudan al almacenamiento de agua y a la germinación de las semillas, actúan también engrosando las membranas y como reserva alimenticia para las plantas. Además en las plantas carnívoras ayudan a capturar insectos.

HETEROPOLISACÁRIDOS

• Agar-agar: Se extrae de algas rojas o rodofíceas. Se utiliza en microbiología para cultivos y en la industria alimentaria como espesante. En las etiquetas de productos alimenticios aparece reseñado con el código E-406. 

HETEROPOLISACÁRIDOS

Mucopolisacáridos o glucosaminsacáridos: son cadenas largas y no ramificadas de heteropolisacáridos, compuestas generalmente por

una unidad repetitiva de disacárido con la fórmula general (azúcar ácido -

amino azúcar)n. El azúcar amino puede ser D-glucosamina o D-galactosamina, en el que el grupo amino está normalmente acetilado con el fin de eliminar su carga positiva, y también puede llevar un grupo sulfato en el

carbono 4 o 6 o en un nitrógeno no acetilado. Los más habituales son la N-acetilglucosamina o la N-acetilgalactosamina. El azúcar ácido

puede ser un ácido D-glucurónico o bien L-idurónico. Cada dímero está unido al siguiente por otro enlace glucosídico, pero en este caso en posición beta 1-4. Este tipo de conformación confiere una estructura resistente.

HETEROPOLISACÁRIDOS

Localización

Se encuentran en los tejidos conectivos formando la sustancia amorfa fundamental de la matriz extracelular y cumpliendo varias funciones, como por ejemplo la de atraer y retener agua e iones con carga positiva. Son compuestos tan hidratados que existen formando un gel. Estas características son idóneas para las

funciones biológicas que realizan.

HETEROPOLISACÁRIDOSGlucosaminoglicanos relevantes:

ácido hialurónico: tejido conjuntivo, cordón umbilical, humor vítreo, líquido sinovial (lubricante), vasos sanguíneos y cartílago.

heparina : localizada en hígado, pulmón y piel. Inhibe la coagulación de la sangre.

condroitín-sulfato: en tejidos óseos y cartilaginosos.

Los glucosaminaglicanos sulfatados se encuentran normalmente unidos a una proteína central para formar proteoglucanos, agrupándose en estructuras de gran tamaño.

HETERÓSIDOSGLÚCIDOS ASOCIADOS CON OTRAS MOLÉCULAS

CON PROTEÍNASGLUCOPROTEÍNAS: Protrombina, FSH, LH

PROTEOGLUCANOS: Paredes bacterianas

LIPOPOLISACÁRIDOS: Bacterias

CON LÍPIDOSGLUCOLÍPIDOS: Gangliosidos y Cerebrósidos

HETERÓSIDOSHETERÓSIDOS

De pequeña masa molecular:

• Digitalina (toxina vegetal)

• Tanósidos (astringentes)

• Estreptomicina (antibiótico)

• nucleótidos

De gran masa molecular:

• Unidos a proteínas

• Unidos a lípidos

UNIDOS A PROTEÍNASUNIDOS A PROTEÍNAS

• Péptidoglucanos: son los constituyentes de la pared bacteriana. Están formados por largas cadenas de polisacáridos donde se repite continuamente el disacárido NAM-NAG, unidos entre sí por enlaces beta 1-4. Estas cadenas se encuentran entretejidas por pequeños péptidos.

• La composición y la estructura de las paredes de las bacterias gram + y gram – es muy distinta.

• Algunos antibióticos, como las penicilinas y cefalosporinas, impiden el crecimiento bacteriano inhibiendo la formación de peptidoglucanos.

UNIDOS A PROTEÍNASUNIDOS A PROTEÍNAS

• ProteoglucanosProteoglucanos: son moléculas formadas por una gran fracción de polisacáridos (aprox. 80%), denominados glucosamin-glucanos y una pequeña fracción proteica (aprox. 20%).

UNIDOS A PROTEÍNASUNIDOS A PROTEÍNAS

• GlucoproteínasGlucoproteínas: son moléculas formadas por una pequeña fracción glucídica (5-40%) y una gran fracción proteica. Ambas fracciones están unidas por enlaces covalentes. Las hay de muchos tipos: hormonas (FLH...), inmunoglobulinas (anticuerpos), de membrana (intervienen en el reconocimiento celular, como por ejemplo el sistema ABO de los glóbulos rojos)

UNIDOS A LÍPIDOSUNIDOS A LÍPIDOS

• GlucolípidosGlucolípidos: están constituidos por mono o polisacáridos unidos covalentemente a lípidos. Generalmente forman parte de la membrana celular y la fracción glucídica mira al exterior formando parte del glucocálix.

• Cerebrósidos: glucolípidos formados por una cadena de uno a quince monosacáridos.

• Gangliósidos: glucolípidos formados por oligosacáridos complejos, ramificados, en los que siempre aparece el ácido siálico.

2.6.- FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS

1.- ENERGÉTICA

DISACÁRIDOS: Lactosa

MONOSACÁRIDOS: Glucosa

POLISACÁRIDOS: Celulosa, Quitina3.- ESTRUCTURAL

MONOSACÁRIDOS: Ribosa, Desoxirribosa

2.- RESERVA ENERGÉTICA

Polisacáridos: Almidón

4.- METABÓLICAS: Ribulosa: Fijación del CO2; Hormonal: FSH

MÉTODOS DE MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓNIDENTIFICACIÓN

• Monoscáridos o disacáridos: prueba de Fehling. Se calienta una disolución del glúcido junto con sulfato de cobre (II) (oxidado). Si el glúcido es reductor, cederá electrones al sulfato, el glúcido se oxida y el sulfato se reduce a sulfato de cobre (I) y cambia de color: de azul a naranja. Este cambio es cuantificable y se puede medir la cantidad de glúcido presente.

• Polisacáridos: reactivo de Lugol. Este reactivo está formado por una disolución de yodo y yoduro de potasio. Si se mezcla con almidón cambia a azul y si se mezcla con glucógeno a rojo.