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Definición
Biomoléculas que poseen un grupo funcional aldehído o cetona y varios grupos hidroxilos (polialcoholes)
Fórmula básica:
(CH2O)n n ≥ 3
(de ahí su nombre de carbohidratos o hidratos de carbono)
Algunos derivados glucídicos pueden contener sulfato, fosfato, nitrógeno, combinarse con lípidos (glucolípidos) o proteínas (glucoproteínas)
GLÚCIDOS
Fuente y almacenamiento de energía
Elementos estructurales (en membranas y matriz extracelular)
Moléculas señal (reconocimiento y adhesión célula-célula)
Relevancia biológica
1- Monosacáridos: Unidad básica de los carbohidratos
2- Disacáridos: Compuestos por dos monosacáridos unidos por un enlace glucosídico
3- Oligosacáridos: Hasta 10 monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos
4- Polisacáridos: Muchas unidades, generalmente cientos
CLASIFICACION
A- De acuerdo al número de carbonos:
B- De acuerdo al grupo funcional:
-Aldosas (grupo aldehído)-Cetosas (grupo ceto)
D-Ribosa(aldopentosa)
2-deoxi-D-ribosa(aldopentosa)
1- MONOSACÁRIDOS
Monosacáridos De 5-Carbonos:
Presentes enADN, ARN, ATPetc
D-Glucosa(aldohexosa)
D-Fructosa(cetohexosa)
1- MONOSACÁRIDOS
Monosacáridos de 6-Carbonos:
- Forman partefundamental delmetabolismo celular
- Presentes en diferentes estructuras(proteínas, membranas, etc)
Presentan al menos un carbono quiral o asímetrico. El mismo se encuentra unido a cuatro grupos químicos diferentes
ISOMERIA: ESTEREOISÓMEROS
Grupo aldehído
Presenta 1 carbono asimétrico
Para monosacáridos de más de 3 carbonos el número de carbonosquirales aumenta
Los estereoisómeros tienen la misma fórmula química pero difieren en la posición del grupo hidroxilo en uno o más de sus carbonos quirales asimétricos
Un monosacárido con “n” centros asimétricos tiene 2n
estereoisómeros
ISOMERIA: ESTEREOISÓMEROS
Cuantos carbonos asimétricos tiene la glucosa?
Cuantos estereoisómero tendrá?
ISOMERIA: ESTEREOISÓMEROS
Ejemplo: D-Glucosa
Los grupos aldehído y cetona de glúcidos de 5 o 6 carbonos reaccionan para formar anillos de 5 miembros (furano) o de 6 miembros(pirano) respectivamente
Los monosacáridos forman estructuras cíclicas
Proyección de Haworth
Los monosacáridos forman estructuras cíclicas
La reacción de ciclación se da entre el grupo alcohol (-OH) y el grupo aldehido llevando a la formación de un hemiacetalcon dos estereoisómeros posibles: α,β denominados anómeros
D-Glucosa
Carbonoanomérico
Anómero α
Anómero β
Los monosacáridos son azúcares reductores
Los monosacáridos pueden ser oxidados en su carbono anomérico(carbonilo) por agentes como el ion férrico (Fe3+) o el cúprico (Cu2+)dando un carbono carboxílico
La glucosa y otros azúcares capaces de reducir al Fe3+ o a el Cu2+
se les llama azúcares reductores. Necesitan el carbono anomérico libre (sin estar formando enlace) en su forma lineal
carbonilo carboxilo
2- DISACÁRIDOS
Unión de dos monosacáridos a través de un enlace covalente llamado enlace o-glicosídico
Ejemplos:
• Lactosa: galactosa-glucosa
(leche; reductor)
• Sacarosa: glucosa-fructosa
(azúcar de mesa; no-reductor)
• Trealosa: glucosa-glucosa
(presente en setas, hemolinfa
no-reductor)
3 y 4- OLIGOSACÁRIDOS Y POLISACÁRIDOS
HomopolisacáridosUnidades iguales de azúcar
No-ramificados ramificados
HeteropolisacáridosUnidades diferentes de azúcar
No-ramificados ramificados
Homopolisacáridos lineales
Formada por moléculas de glucosa unidas por enlaces glucosídicos (α-1,4)
Puede tener de 200 a 2500 monómeros de D-glucosa Representan el 25% de los diferntes almidones (ej: maíz)
Ejemplo: AMILOSA
Homopolisacáridos ramificados
Ejemplo: AMILOPECTINA
Formada por moléculas de D-glucosa unidas por enlaces glucosídicos (α-1,4) y ramificadoas en (α-1,6)
Almidón: polisacárido de reserva de células vegetales
Formado por: Amilosa, cadena lineal de D-GlucosaAmilopectina, cadena altamente ramificada
Glucógeno : polisacárido de reserva de células animales
Al igual que la amilopectina es un homoploisacárido de D-glucosa con enlaces glucosídicos (α-1,4) y ramificadoas en (α-1,6)
A diferencia de la amilopectina el almidón es más compacto y presenta muchas más ramificaciones
Es especialmente abundante en el hígado donde sirve de reserva para la liberación de glucosa al plasma en los períodos de ayunos cortos (durante la noche)
Se deposita en gránulos de forma insoluble evitando un aumento de la osmolaridad celular
Glucógeno : polisacárido de reserva de células animales
Porque no se alamacena glucosa como monómero en las células?
Se estima que la concentración de glucosa almacenada bajo la forma de glucógeno es aproximadamente 0,4M
Esta concentración daría una osmolaridad al citoplasma celular de0,4 Osm (ya que la glucosa no se disocia por ende el número de de partículas es = 1)
Recordar: Osm = M x i
Con una osmolaridad plasmático de 0,31 Osm, la presencia de glucosaa tan altas concentraciones haría que la célula estalle por la entradade H2O- lísis osmótica
Celulosa: polisacárido estructural de la pared celular vegetal
Enlaces β 1 4
- Sustancia fibrosa -Insoluble en agua-Formada por enlaces
de D-glucosa (β-1,4)
Las α-amilasas puedendegradar almidón y glucógeno. No tenemosenzimas capaces de hidrolizar el enlace (β-1,4)de la celulosa
Forman parte de las fibras dela dieta
Quitina : polisacárido estructural
Homopolisacárido lineal formado por residuos de N-acetilglucosamina unidos por enlaces β (como en celulosa)
Constituye el exo-esqueleto de losinsectos
Proteoglicanos: Glicoproteínas
Agregados de proteoglicano -matriz extracelular
Proteoglicano enproteína integral de membrana plasmática
Lectinas: proteínas que reconocen polisacáridos
Ejemplo: rol de las glicoproteínasde los linfocitos en la adhesiónal endotelio vascular mediada porlectinas (Integrinas)
Reclutamiento de célulasInmunes al lugar de la infección(Inflamación)
LÍPIDOSDefinición
Grupo químicamente diverso de compuestos con la carácterística general de ser muy poco solubles en agua
Relevancia Biológica
• Componentes de membranas celulares
• Almacenamiento de energía
• Anclaje de proteínas a membranas
• Moléculas señalizadoras
Ácidos grasos
Los ácidos grasosson derivados hidrocarbonados
Cadenas de 4-36 carbonos de largo
Presentan un grupo polargrupo carboxílico (el únicoQue puede interaccionar conEl H2O
• La mayoría tiene un número par de átomos de carbono, entre
16 y 20
• La cadena hidrocarbonada es casi siempre lineal
• Los ácidos grasos saturados tienen enlaces simples entre los
carbonos
• Los ácidos grasos insaturados pueden tener uno o más enlaces
dobles
• Los enlaces dobles están generalmente en configuración CIS
Características de los ácidos grasos
Empaquetamiento de los ácidos grasos
El grado de empaquetaminetodepende de la cantidad de acidos grasos saturados e insaturados
El grado de empaquetamientodetermina la fluidez de lamonocapa lipídica
Punto de fusión de los ácidos grasos
Aumento del largo de cadenamayor interacción
Aumento del nº de dobles enlacesmenor interacción
Triacilgliceroles o Triglicéridos
Son una importante reserva de energía metabólica
Se almacenan en el tejido adiposo
Triacilgliceroles o Triglicéridos
Lípidos de reserva energéticaen el tejido adiposo. Ocupan casi la totalidadde la célula
Se hidrolizan liberando ácidos grasos libres en respuestaa señales de alerta y ayuno.
Son liberados a nivel plasmático donde son utilizados por los diferentes tejidos para la obtención de energía
Otras funciones de los Triglicéridos
• Los cachalotes (“sperm whale”) tienen un gran órgano en la cabeza llamado espermaceti.
• Este órgano (de hasta 4 toneladas) contiene una mezcla de triglicéridos y ceras, con gran contenido de ácidos grasos insaturados.
• En la profundidad del mar, donde el agua es mas fría y más densa, estos lípidos se solidifican, ajustando la densidad de la ballena a la densidad del agua.De esta manera, la ballena puede permanecer “flotando” en la profundidad
Fosfoacilgliceroles
Componente de lasmembranas celulares
Se encuentra hacia ellado interno de la bicapa
Su externalización seproduce durante la muertecelular y señaliza a ser reconocidapor fagocitos profesionales para la eliminación de la célula
Esfingolípidos
Son componentes estructurales de las membranas celulares
No contiene glicerol sino que contienen una molécula de
esfingosina unida a un ácido graso de cadena larga o un grupo polar
Esteroides
Derivan del colesterol en células humanas, en plantas y otros micro-organismos derivan del ergosterol
Componentes de las membranas biológicas
Precursores de:-hormonas esteroideas-Ácidos biliares-Vitamina D
Colesterol
La vitamina D3 o colecaliciferol essintetizada por acción de la luz uva partir del 7-dehidroxicolesterol. Regula el metabolismo del Ca2+en elriñon, intestino y a nivel óseo. La falta de vitamina D3 se asocia con el raquitismo
Micelas, Liposomas, Bicapas Los lípidos con carácter anfipático (cabeza polar y cadena largahidrofóbica) se asocian en medios acuosos formando micelas,bicapas y/o lipososmas
Membranas biológicas
Las membranas están formadas por una bicapa de fosfolípidos y moléculas de colesterol Además es el lugar de anclaje de proteínas transmembrana u orientadas hacia una de las caras de la membrana .