UNIVERSIDAD AMERICANALa Universidad del xito

DE COMERCIO E INFORMTICA

UACI

La bioqumica es el estudio de la qumica, y lo que se relaciona con ella, de los organismos biolgicos. Forma un puente entre la qumica y la biologa al estudiar como tienen lugar las estructuras y las reacciones qumicas complejas que dan lugar a la vida y a los procesos qumicos de los seres vivos. Ocasionalemte se considera a la bioqumica como una rama de la qumica orgnica que se especializa en los procesos y transformaciones qumicas, que tienen lugar dentro de los seres vivos, pero en verdad la bioqumica no puede considerarse ni completamente dentro de la "biologa" ni dentro de la "qumica", la bioqumica es una disciplina en s misma.

La bioqumica es, esencialmente, el estudio de la estructura y la funcin de los componentes celulares (tales como enzimas y organelas celulares) y los procesos que ocurren por y sobre macromolculas orgnicas, incluyendo a los carbohidratos, lpidos, cidos nuclecos y, especialmente, a las protenas y, tambin, otras biomoleculas. Actualmente se considera que todas las formas de vida descienden de un nico ancestro protobitico, lo cual explicara porque todos los seres vivos tienen una bioqumica similar. An cuando algunas caractersticas pueden ser arbitrariamente diferentes (como el cdigo gentico o el significado de los codones o, la funcin realizada por varias biomolculas), es un hecho irrefutable que todos los organismos marinos y terrestres demuestran tener ciertos patrones constantes a travs de todos los niveles de organizacin, desde familias y tipos a reinos y clases.

La bioqumica, en simples palabras, es la qumica de la vida.

UNIDAD I1.1 Introduccin a la bioqumica. 1.2 Composicin y clasificacin de los carbohidratos. 1.3 Estructura de los monosacridos. 1.4 Isomera ptica. 1.5 Formas de proyeccin de haworth. 1.6 Monosacridos importantes. 1.7 Disacridos importantes. 1.8 Polisacridos. 1.9 Propiedades qumicas de los carbohidratos.

UNIDAD II2.1 Composicin y clasificacin de los lpidos 2.2 Grasas y aceites 2.3 Reaccin de las grasas 2.4 Fosfolpidos, esfingolipidos y glocolipidos 2.5 Esteroides 2.6 Vitaminas liposolubles 2.7 Propiedades qumicas de los lpidos

UNIDAD III3.1 Composicin elemental de las protenas 3.2 Composicin y clasificacin de los aminocidos 3.3 Propiedades bsicas 3.4 Clasificacin de las protenas 3.5 Propiedades de las encimas 3.6 Coenzimas 3.7 Actividad enzimtica 3.8 Inhibicin enzimtica

UNIDAD IV4.1 Introduccin vitaminas y coenzimas 4.2 clasificacin y composicin de las vitaminas 4.3 Tiamina 4.4 Riboflamina (vitamina B2) 4.5 Acido nictico (niacina) 4.6 Acido pantotenico y coencima (A) 4.7 Vitamina B6 4.8 Biotina 4.9 cido flico 4.10 Acido lipoico 4.11 Vitamina B12 4.12 Vitamina C 4.13 Vitamina A 4.14 Vitamina D 4.15 Vitamina E 4.16 Vitamina K

1.1

INTRODUCCION A LA BIOQUIMICA

Bioqumica es una ciencia que estudia la composicin qumica de los seres vivos, especialmente las protenas, carbohidratos, lpidos y cidos nucleicos, adems de otras pequeas molculas presentes en las clulas y las reacciones qumicas que sufren estos compuestos (metabolismo) que les permite obtener energa (catabolismo) y generar biomoleculas propias (anabolismo). La bioqumica se basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general las molculas biolgicas estn compuestas principalmente de carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrgeno, fosforo y azufre. Es decir la bioqumica es la qumica de los organismos vivos, es una ciencia joven pero amplia.

La historia de la bioqumica moderna como tal es relativamente joven; desde el siglo XIX se comenz a direccionar una buena parte de la biologa y la qumica, a la creacin de una nueva disciplina integradora: la qumica fisiolgica o la bioqumica. Pero la aplicacin de la bioqumica y su conocimiento, probablemente comenz hace 5.000 aos con la produccin de pan usando levaduras en un proceso conocido como fermentacin anaerbica. Se suele situar el inicio de la bioqumica con los descubrimientos en 1828 de Friedrich Whler que public un artculo acerca de la sntesis de urea, probando que los compuestos orgnicos pueden ser creados artificialmente, en contraste con la creencia, comnmente aceptada durante mucho tiempo, de que la generacin de estos compuestos era posible slo en el interior de los seres vivos. En 1833, Anselme Payen asla la primera enzima, la diastasa, aunque se desconoca su funcionalidad y el mecanismo subyacente. En 1840, Justus von Liebig, mejor las tcnicas de anlisis qumico orgnico y concluy que las plantas necesitaban nitrgeno y dixido de carbono en su alimentacin. A mediados del siglo XIX, Louis Pasteur, demostr los fenmenos de isomera qumica existente entre las molculas de cido tartrico provenientes de los seres vivos y las sintetizadas qumicamente en el laboratorio.

En 1878 el fisilogo Wilhelm Khne acu el trmino enzima para referirse a los componentes biolgicos desconocidos que producan la fermentacin. La palabra enzima fue usada despus para referirse a sustancias inertes tales como la pepsina. En 1869 se descubre la nuclena y se observa que es una sustancia muy rica en fsforo. Dos aos ms tarde, Albrecht Kossel concluye que la nuclena es rica en protenas y contiene las bases pricas Adenina y Guanina y las pirimidnicas Citosina y Timina. En 1889 se asla los dos componentes mayoritarios de la nuclena: -Protenas (70%) -Sustancia de carcter cido: cido nucleicos (30%) En 1897 Eduard Buchner comenz a estudiar la capacidad de los extractos de levadura para fermentar azcar a pesar de la ausencia de clulas vivientes de levadura. En 1903, Mijal Tswett, incia los estudios de cromatografa para separacin de pigmentos. En torno a 1915 Gustav Embden y Otto Meyerhof realizan sus estudios sobre la glucolisis. En 1920 se descubre que en las clulas hay DNA y RNA y que difieren en el azcar que forma parte de su composicin: desoxirribosa o ribosa. El DNA reside en el ncleo. Unos aos ms tarde, se descubre que en los espermatozoides hay fundamentalmente DNA y protenas, y posteriormente Feulgen descubre que hay ADN en los cromosomas con su tincin especfica para este compuesto. En 1925 Theodor Svedberg demuestra que las protenas son macromolculas y desarrolla la tcnica de ultracentrifugacin analtica. En 1928, Alexander Fleming descubre la penicilina y desarrolla estudios sobre la lisozima. Richard Willsttter (entorno 1910) estudia la clorofila y comprueba la similitud que hay con la hemoglobina. Posteriormente Hans Fischer en torno a 1930, investiga la qumica de las porfirinas de las que derivan la clorofila o el grupo porfirnco de la hemoglobina. Consigui sintetizar hemina y bilirrubina. Paralelamente Heinrich Otto Wieland formula teoras sobre las deshidrogenaciones y explica la constitucin de muchos otros productos de naturaleza compleja, como la pteridina, las hormonas sexuales o los cidos biliares. En la dcada de 1940, Melvin Calvin concluye el estudio del ciclo de Calvin en la fotosntesis. En torno a 1945 Gerty Cori, Carl Cori, y Bernardo Houssay completan sus estudios sobre el Ciclo de Cori.

En 1953 James Watson y Francis Crick, gracias a los estudios previos con cristalografa de rayos X de DNA de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, y los estudios de Erwin Chargaff sobre apareamiento de bases nitrogenadas, deducen la estructura de doble hlice del DNA. En 1957, Matthew Meselson y Franklin Stahl demuestran que la replicacin del DNA es semiconservativa. En la segunda mitad del siglo XX, comienza la autntica revolucin de la bioqumica y la biologa molecular moderna especialmente gracias al desarrollo de las tcnicas experimentales ms bsicas como la cromatografa, la centrifugacin, la electroforesis, las tcnicas radioisotpicas y la microscopa electrnica, y las ms complejas tcnicas como la cristalografa de rayos X, la resonancia magntica nuclear, la PCR (Kary Mullis), el desarrollo de la inmuno-tcnica. Las ramas de la bioqumica son muy amplias y diversas, y han ido variando con el tiempo y los avances de la biologa, la qumica y la fsica. Biologa celular: (citologa) es una rea de la biologa que se dedica al estudio de la morfologa y fisiologa de las clulas procariotas y eucariotas. Trata de conocer los orgnulos celulares, su composicin bioqumica y su funcin en el contexto celular tanto en estados fisiolgicos como patolgicos. Qumica orgnica: es un rea de la qumica que se encarga del estudio de los compuestos orgnicos, es decir, aquellos que tienen enlaces covalentes carbonocarbono o carbono-hidrgeno. Gentica molecular e ingeniera gentica: es un rea de la bioqumica y la biologa molecular que estudia los genes, su herencia y su expresin. Molecularmente, se dedica al estudio del DNA y del RNA principalmente. Inmunologa: rea de la biologa, la cual se interesa por la reaccin del organismo frente a otros organismos como las bacterias y virus. Virologa: rea de la biologa, que se dedica al estudio de los biosistemas ms elementales: los virus. Farmacologa: rea de la bioqumica que estudia cmo afectan o benefician ciertas sustancias qumicas al funcionamiento celular en el organismo. Enzimologa: rea de la bioqumica muy ligada a la farmacologa. Estudia el comportamiento de los catalizadores biolgicos o enzimas, como son algunas protenas y ciertos RNA catalticos.

1.2 COMPOSICION Y CLASIFICACION DE LOS CARBOHIDRATOLos Carbohidratos, tambin llamados hidratos de carbono, glcidos o azcares son la fuente ms abundante y econmica de energa alimentaria de nuestra dieta. Estn presentes tanto en los alimentos de origen animal como la leche y sus derivados como en los de origen vegetal; legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas.

Dependiendo de su composicin los carbohidratos se pueden clasificar en simples y complejos, estn formados de hidrogeno (H), carbono (C) y oxigeno (O), [CHO]. Simples Monosacridos: glucosa o fructosa Disacridos: formados por la unin de dos monosacridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc. Oligosacridos: polmeros de hasta 20 unidades de monosacridos. Complejos Polisacridos: estn formados por la unin de ms de 20 monosacridos simples. Funcin de reserva: almidn, glucgeno y dextranos.

Funcin estructural: celulosa y xilanos. El grupo funcional es el que identifica las molculas.

1.3 Estructura de los monosacridos.Los monosacridos o azcares simples son los glcidos ms sencillos, que no se hidrolizan, es decir, que no se descomponen para dar otros compuestos, conteniendo de tres a seis tomos de carbono. Su frmula emprica es (CH2O)n donde n 3. Se nombran haciendo referencia al nmero de carbonos (3-7), terminado en el sufijo -osa. La cadena carbonada de los monosacridos no est ramificada y todos los tomos de carbono menos uno contienen un grupo alcohol (OH). El tomo de carbono restante tiene unido un grupo carbonilo (C=O). Si este grupo carbonilo est en el extremo de la cadena se trata de un grupo aldehdo (CHO) y el monosacrido recibe el nombre de aldosa. Si el carbono carbonlico est en cualquier otra posicin, se trata de una cetona (-CO-) y el monosacrido recibe el nombre de cetosa. Todos los monoscaridos son azcares reductores, ya que al menos tienen un -OH hemiacetlico libre, por lo que dan positvo a la reaccin con reactivo de Fehling, a la reaccin con reactivo de Tollens, a la Reaccin de Maillard y la Reaccin de Benedict. Otras formas de decir que son reductores es decir que presentan equilibrio con la forma abierta, presentan mutarotacin (cambio espontneo entre las dos formas cicladas (alfa) y (beta)), o decir que forma osazonas. As para las aldosas de 3 a 6 tomos de carbono tenemos: 3 carbonos: triosas, hay una: D-Gliceraldehdo. 4 carbonos: tetrosas, hay dos, segn la posicin del grupo carbonilo: DEritrosa y D-Treosa. 5 carbonos: pentosas, hay cuatro, segn la posicin del grupo carbonilo: DRibosa, D-Arabinosa, D-Xilosa, D-Lixosa. 6 carbonos: hexosas, hay ocho, segn la posicin del grupo carbonilo: DAlosa, D-Altrosa, D-Glucosa, D-Manosa, D-Gulosa, D-Idosa, D-Galactosa, DTalosa.

Las cetosas de 3 a 7 tomos de carbono son: Triosas: hay una: Dihidroxiacetona. Tetrosas: hay una: D-Eritrulosa. Pentosas: hay dos, segn la posicin del grupo carbonilo: D-Ribulosa, DXilulosa. Hexosas: hay cuatro segn la posicin del grupo carbonilo: D-Sicosa, DFructosa, D-Sorbosa, D-Tagatosa. heptosa

Al igual que los disacridos, son dulces, solubles en agua (hidrosolubles) y cristalinos. Los ms conocidos son la glucosa, la fructosa y la galactosa.

Estos azcares constituyen las unidades monmeras de los hidratos de carbono para formar los polisacridos. Tienen la propiedad de desviar la luz polarizada, propiedad que le confiere su carbono asimtrico (estereoisomera), llamndose dextrgiros los que la desvan hacia la derecha, y levgiros, hacia la izquierda. Todos tienen actividad ptica menos la dihidroacetona. Epmeros: dos monosacridos que se diferencian en la configuracin de uno solo de sus carbonos asimtricos.Por ejemplo la D-Glucosa y la D-Manosa slo se diferencian en la configuracin del hidroxilo en el C2 Anmeros: dos monosacridos ciclados que se diferencian slo en el grupo OH del carbono anomrico (el que en principio pertenece al grupo aldehdo o cetona). Dan lugar a las configuraciones y . o por convenio alfa abajo y beta arriba del plano de proyeccin de Haworth. Enantimeros: aquellos monosacridos que tienen una estructura especular en el plano (D y L), por dextgira y levgira respectivamente.

1.4 ISOMERIA OPTICALa isomera es una propiedad de ciertos compuestos qumicos que con igual frmula qumica, es decir, iguales proporciones relativas de los tomos que conforman su molcula, presentan estructuras moleculares distintas y, por ello, diferentes propiedades. Dichos compuestos reciben la denominacin de ismeros. Los ismeros son compuestos que tienen la misma frmula molecular pero diferente frmula estructural y, por tanto, diferentes propiedades. Por ejemplo, el alcohol etlico o etanol y el ter dimetlico son ismeros cuya frmula molecular es C2H6O.

Clasificacin de los ismeros en Qumica orgnica. Aunque este fenmeno es muy frecuente en Qumica orgnica, no es exclusiva de sta pues tambin la presentan algunos compuestos inorgnicos, como los compuestos de los metales de transicin.

Hay dos tipos bsicos de isomera: plana y espacial. Isomera constitucional o estructural Forma de isomera, donde las molculas con la misma frmula molecular, tienen una diferente distribucin de los enlaces entre sus tomos, al contrario de lo que ocurre en la estereoisomera. Debido a esto se pueden presentar 3 diferentes modos de isomera: Isomera de cadena o esqueleto.- Los ismeros de este tipo tienen componentes de la cadena acomodados en diferentes lugares, es decir las cadenas carbonadas son diferentes, presentan distinto esqueleto o estructura. Un ejemplo es el pentano, del cual, existen muchos ismeros, pero los ms conocidos

son el isopentano y el neopentano Isomera de posicin.- Es la de aquellos compuestos en los que sus grupos funcionales o sus grupos sustituyentes estn unidos en diferentes posiciones. Un ejemplo simple de este tipo de isomera es la del pentanol, donde existen tres ismeros de posicin: pentan-1-ol, pentan-2-ol y pentan-3-ol. Isomera de grupo funcional.- Aqu, la diferente conectividad de los tomos, puede generar diferentes grupos funcionales en la cadena. Un ejemplo es el ciclohexano y el 1-hexeno, que tienen la misma frmula molecular (C6H12), pero el ciclohexano es un alcano cclico o cicloalcano y el 1-hexeno es un alqueno. Hay varios ejemplos de isomeria como la de ionizacin, coordinacin, enlace, geometra y ptica. Isomera de cadena u ordenacin Vara la disposicin de los tomos de C en la cadena o esqueleto carbonado, es decir la estructura de ste, que puede ser lineal o tener distintas ramificaciones.

Por ejemplo el C4H10 corresponde tanto al butano como al metilpropano (isobutano terc-butano):

Butano n-butano

Metilpropano iso-butano terc-butano

Para la frmula C5H12, tenemos tres posibles ismeros de cadena: pentano, metilbutano (isopentano) y dimetilpropano (neopentano). El nmero de ismeros de cadena crece rpidamente al aumentar el nmero de tomos de carbono.

1.5 Formas de proyeccin de haworth.La proyeccin de Haworth es una forma comn de representar la frmula estructural cclica de los monosacridos con una perspectiva tridimensional simple.

Estructura qumica de la -D-glucosa. Recibe su nombre del qumico ingls Sir Walter Norman Haworth. La proyeccin de Haworth tiene las siguientes caractersticas: El carbono es el tomo implcito. En el ejemplo de la derecha, los tomos numerados del 1 al 6 son todos carbonos. El carbono 1 es conocido como carbono anomrico Los tomos de hidrgeno en los carbonos son tambin implcitos. En el ejemplo, los carbonos 1 a 6 tienen tomos de hidrgeno no representados. Las lneas ms gruesas indican los tomos ms cercanos al observador, en este caso los tomos 2 y 3 (incluyendo sus correspondientes grupos -OH). Los tomos 1 y 4 estaran algo ms distantes, y los restantes 5 y 6 seran los ms alejados del observador.

Resulta muy sencillo representarlas. Vamos explicar cmo se representa una estructura piransica, las que existen en solucin acuosa de la D-glucosa. Primero: Se representa un anillo de seis miembros con el oxgeno a la derecha y arriba. Luego: Si es un monosacrido que pertenece a la familia D, el grupo terminal, en la glucosa y otras aldohexosas o cetohexosas CH2OH, se representa arriba del anillo y si fuera de la familia L, se representa abajo:

Ahora: Todos los hidroxilos que en una estructura de Fischer estn a la derecha, en la frmula perspectiva de Haworth se representan abajo y todos los hidroxilos que en la representacin de Fischer estn a la izquierda, en la de Haworth se representarn arriba del ciclo o anillo, los tomos de hidrgeno no se representan.

D-glucosa Anmero Anmero D-glucopiranosa D-glucopiranosa Por reaccin entre el hidroxilo del C5 y el carbonilo, se cicl la molcula, se producen dos estructuras cclicas hemiacetlicas, dos diasteroismeros, los anmeros y . Las frmulas perspectivas de Haworth se acercan ms a la realidad, son superiores sin dudas a las de Fischer-Tollens. Las furanosas con sus anillos de 5 miembros son casi planas, para las piranosas, an ms acorde con la realidad, son las denominadas frmulas o estructuras conformacionales, las piranosas presentan estructuras de silla.

Haworth Conformacional Haworth Conformacional D-glucopiranosa DglucopiranosaEn la estructura conformacional, los sustituyentes que quedan arriba en la frmula de Haworth, se sitan arriba en esta tambin y los que quedan abajo en la frmula de Haworth, pues se colocan abajo en la conformacional.

1.6 Monosacridos importantes.Analicemos lo dicho anteriormente respecto a que los carbohidratos, en forma de polihidroxialdehdos o polihidroxicetonas, en solucin acuosa, permanecen en pequeas proporciones con sus formas cclicas, que son las ms abundantes. Por ataque nucleoflica de los electrones del oxgeno hidroxlico, sobre el carbono carbonlico, las aldosas o cetosas, de cuatro, cinco y seis tomos de carbono formas estrucrtura cclicas hemiacetlicas.

Aldotetrosa forma hemiacetlica Forma aldehdica de cadena abiertaLa estructura cclica posee un carbono hemiacetlico, a l estn unidos, un hidrgeno, un hidroxilo, un grupo R-O- y un grupo R. Debemos decir que en solucin acuosa el equilibrio es muy favorable a la forma

cclica.

Las aldopentosas se convierten en formas hemiacetlicas cclicas, por reaccin entre su grupo carbonilo y los hidroxilos situados en los C4 y en C5. De esto resultan anillos de 5 y seis miembros. Lo mismo ocurre con las aldohexosas, aunque estas forman peferentemente ciclos o anilos de seis miembros. Muy importante es tener en cuenta que el grupo carbonilo es plano, puede recibir el ataque nucleoflico del hidroxilo por cualquiera de sus dos caras, el carbono carbonlico se convirti en un estereocentro tetradrico, la ciclacin ha generado dos nuevos diasteroismeros que se denominan anmeros, son los anmeros y y el nuevo estereocentro se llama el carbono anomrico. En solucin acuosa, la forma abierta de la D-ribosa, permanece en equilibrio con cuatro formas cclicas: Reaccin del OH del C4 con el C=O Dos anillos de cinco miembros. Reaccin del OH del C5 con el C=O Dos anillos de seis miembros. Un monosacrido formando anillos de cinco miembros, se dice que es una furanosa, si es de seis miembros se dice que es una piranosa. Las denominaciones provienen de los heterociclos furano y pirano.

Furano PiranoRepresentacin de lo que ocurre en solucin acuosa de la D-ribosa, utilizando las frmulas de Fischer-Tollens, en los que se alargan los enlaces del tomo de oxgeno.

Anmero Anmero Trazas Anmero Anmero 18% 6% 20% 56%Anillos de cinco miembros Anillos de seis miembros (furansicos) (piransicos) En estas estructuras, el anmero , se representa con el hidroxilo del carbono 1, carbono anomroco, a la derecha y en el anmero a la izquierda. En la glucosa, las ciclaciones importantes son las que forman anillos de seis miembros, formas piransicas, dos anmeros el y el que se forman por ataque nucleoflico del OH del C5 sobre el carbonilo. Aunque las frmulas de Fischer son tiles para representar estructuras abiertas y hemos visto ya las denominadas frmulas de Fischer-Tollens, son ms prximas a la realidad y mejores para discutir estructuras cclicas, las frmulas perspectivas

de Haworth.

1.7 Disacridos importantes.

Los disacridos son un tipo de glcidos formados por la condensacin (unin) de dos azcares monosacridos iguales o distintos mediante un enlace O-glucosdico (con prdida de una molcula de agua), mono o dicarbonlico, que adems puede ser o en funcin del -OH hemiacetal o hemicetal. Los disacridos ms comunes son: Sacarosa: formada por la unin de una glucosa y una fructosa. A la sacarosa se le llama tambin azcar comn. No tiene poder reductor. Lactosa: formada por la unin de una glucosa y una galactosa. Es el azcar de la leche. Tiene poder reductor. Maltosa, isomaltosa, trehalosa y celobiosa: formadas todas por la unin de dos glucosas, son diferentes dependiendo de la unin entre las glucosas. Todas ellas tienen poder reductor, salvo la trehalosa.

El carcter reductor se da en un disacrido si uno de los monosacridos que lo forman tiene su carbono anomrico (o carbonlico) libre, es decir, si este carbono no forma parte del enlace O-glucosdico. Dicho de otra forma, si el enlace Oglucosdico es monocarbonlico el disacrido resultante ser reductor (maltosa, celobiosa, etc.), mientras que si el enlace O-glicosdico es dicarbnlico el disacrido resultante ser no reductor (sacarosa, trehalosa). La frmula emprica de los disacridos es C12H22O11. El enlace covalente entre dos monosacridos provoca la eliminacin de un tomo de hidrgeno de uno de los monosacridos y de un grupo hidroxilo del otro monosacrido, de forma que en conjunto podemos decir que se elimina una molcula de agua (H2O) que se libera al medio de reaccin. En la mucosa del tubo digestivo del ser humano existen unas enzimas llamadas disacaridasas, que hidrolizan el enlace glucosdico que une a los dos monosacridos, para su absorcin intestinal

1.8 Polisacridos.

Los polisacridos son biomolculas formadas por la unin de una gran cantidad de monosacridos.Se encuadran entre los glcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reservas energticas y estructurales. Los polisacridos son polmeros, cuyos monmeros constituyentes son monosacridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces glucosdicos. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado, que depende del nmero de residuos o unidades de monosacridos que participen en su estructura. Este nmero es casi siempre indeterminado, variable dentro de unos mrgenes, a diferencia de lo que ocurre con biopolmeros informativos, como el ADN o los polipptidos de las protenas, que tienen en su cadena un nmero fijo de piezas, adems de una secuencia especfica.

Molculas de glucosa encadenadas para formar celulosa. Los polisacridos pueden descomponerse, por hidrlisis de los enlaces glucosdicos entre residuos, en polisacridos ms pequeos, as como en disacridos o monosacridos. Su digestin dentro de las clulas, o en las cavidades digestivas, consiste en una hidrlisis catalizada por enzimas digestivas (hidrolasas) llamadas genricamente glucosidasas, que son especficas para determinados polisacridos y, sobre todo, para determinados tipos de enlace glucosdico. As, por ejemplo, las enzimas que hidrolizan el almidn, cuyos enlaces son del tipo llamado (14), no pueden descomponer la celulosa, cuyos enlaces son de tipo (14), aunque en los dos casos el monosacrido sea el mismo. Las glucosidasas que digieren los polisacridos, que pueden llamarse polisacarasas, rompen en general uno de cada dos enlaces, liberando as disacridos y dejando que otras enzimas completen luego el trabajo. En la formacin de cada enlace glucosdico sobra una molcula de agua, igual que en su ruptura por hidrlisis se consume una molcula de agua, as que en una cadena hecha de n monosacridos, habr n-1 enlaces glucosdicos. Partiendo de que la frmula general, no sin excepciones, de los monosacridos es CxH2xOx

se deduce fcilmente que los polisacridos respondern casi siempre a la frmula general: Cx(H2O)x1 Para la clasificacin de los polisacridos, se acude a uno de dos criterios, el funcional, que es el ms difundido, o el qumico, que se atiene a su estructura y composicin. Segn la funcin biolgica, podemos clasificar los polisacridos en los siguientes grupos: Los polisacridos de reserva representan una forma de almacenar azcares sin crear por ello un problema osmtico. La principal molcula proveedora de energa para las clulas de los seres vivos es la glucosa. Su almacenamiento como molcula libre, dado que es una molcula pequea y muy soluble, dara lugar a severos problemas osmticos y de viscosidad, incompatibles con la vida celular. Los organismos mantienen entonces slo mnimas cantidades, y muy controladas, de glucosa libre, prefiriendo almacenarla como polmero. La concentracin osmtica depende del nmero de molculas, y no de su masa, as que la clula puede, de esta forma, almacenar enormes cantidades sin problemas.Algunos ejemplos de polisacridos de reserva pueden ser: el almidn y el glucgeno. Es de destacar que los polisacridos de reserva no juegan el mismo papel en organismos inmviles y pasivos, como plantas y hongos, que en los animales. stos no almacenan ms que una pequea cantidad de glucgeno, que sirve para asegurar un suministro permanente de glucosa disuelta. Para el almacenamiento a mayor escala de reservas, los animales recurren a las grasas, que son lpidos, porque stas almacenan ms del doble de energa por unidad de masa; y adems, son lquidas en las clulas, lo que las hace ms compatibles con los movimientos del cuerpo. Un organismo humano almacena como glucgeno la energa necesaria para no ms de seis horas, pero puede guardar como grasa la energa equivalente a las necesidades de varias semanas. La mayora de los polisacridos de reserva son glucanos, es decir, polmeros de glucosa, ms exactamente de su ismero de anillo hexagonal (glucopiranosa). Se trata sobre todo de glucanos (14), representados en las plantas por el almidn y en los animales por el glucgeno, con cadenas que se ramifican gracias a enlaces de tipo (16). En numerosos grupos de protistas cumplen la misma funcin glucanos de tipo (13). Se trata de glcidos que participan en la construccin de estructuras orgnicas. Los ms importantes son los que constituyen la parte principal de la pared celular de plantas, hongos y otros organismo eucariticos osmtrofos, es decir, que se alimentan por absorcin de sustancias disueltas. stos no tienen otra manera ms econmica de sostener su cuerpo, que envolviendo a sus clulas con una pared

flexible pero resistente, contra la que oponen la presin osmtica de la clula, logrando as una solucin del tipo que en biologa se llama esqueleto hidrosttico. La celulosa es el ms importante de los polisacridos estructurales. Es el principal componente de la pared celular en las plantas, y la ms abundante de las biomolculas que existen en el planeta. Es un glucano, es decir, un polmero de glucosa, con enlaces glucosdicos entre sus residuos de tipo (14). Por la configuracin espacial de los enlaces implicados, los residuos de glucosa quedan alineados de forma recta, no en helicoide, que es el caso de los glucanos (14), del tipo del almidn. sta es la regla en cuanto a la conformacin de todos los polisacridos estructurales de las paredes. Esas cadenas rectas se enlazan transversalmente, por enlaces de hidrgeno, en haces de cadenas paralelas. La quitina cumple un papel equivalente al de la celulosa, pero en los hongos, y adems es la base del exoesqueleto de los artrpodos y otros animales emparentados. La quitina es un polmero de la N-acetil-2, D-glucosamina, un monosacrido aminado, que contiene por lo tanto nitrgeno. Siendo ste un elemento qumico de difcil adquisicin para los organismos auttrofos, que lo tienen que administrar con tacaera, la quitina queda reservada a hetertrofos como los hongos, que lo obtienen en abundancia. La mayora de las clulas de cualquier ser vivo suelen disponer este tipo de molculas en su superficie celular. Por ello estn involucrados en fenmenos de reconocimiento celular (ejemplo: Complejo Mayor de Histocompatibilidad), proteccin frente a condiciones adversas (Ejemplo: Cpsulas polisacardicas en microorganismos) o adhesin a superficies (ejemplo: la formacin de biofilmes o biopelculas, al actuar como una especie de pegamento). Se distinguen dos tipos de polisacridos segn su composicin: 1. Homopolisacridos: estn formados por la repeticin de un monosacrido. 2. Heteropolisacridos: estn formados por la repeticin ordenada de un disacrido formado por dos monosacridos distintos (o, lo que es lo mismo, por la alternancia de dos monosacridos). Algunos heteropolisacridos participan junto a polipptidos (cadenas de aminocidos) de diversos polmeros mixtos llamados peptidoglucanos, mucopolisacridos o proteoglucanos. Se trata esencialmente de componentes estructurales de los tejidos, relacionados con paredes celulares y matrices extracelulares.

1.8 Propiedades qumicas de los carbohidratos.

Dependiendo de su composicin, los carbohidratos pueden clasificarse en: Simples Monosacridos: glucosa o fructosa Disacridos: formados por la unin de dos monosacridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc. Oligosacridos: polmeros de hasta 20 unidades de monosacridos. Complejos Polisacridos: estn formados por la unin de ms de 20 monosacridos simples. Funcin de reserva: almidn, glucgeno y dextranos. Funcin estructural: celulosa y xilanos.

Funciones de los carbohidratos Funcin energtica. Cada gramo de carbohidratos aporta una energa de 4 Kcal. Ocupan el primer lugar en el requerimiento diario de nutrientes debido a que nos aportan el combustible necesario para realizar las funciones orgnicas, fsicas y psicolgicas de nuestro organismo. Una vez ingeridos, los carbohidratos se hidrolizan a glucosa, la sustancia ms simple. La glucosa es de suma importancia para el correcto funcionamiento del sistema nervioso central (SNC) Diariamente, nuestro cerebro consume ms o menos 100 g. de glucosa, cuando estamos en ayuno, SNC recurre a los cuerpos cetnicos que existen en bajas concentraciones, es por eso que en condiciones de hipoglucemia podemos sentirnos mareados o cansados. Tambin ayudan al metabolismo de las grasas e impiden la oxidacin de las protenas. La fermentacin de la lactosa ayuda a la proliferacin de la flora bacteriana favorable.