Glúcidos

Profa. María Moreno
Biología 1º Bach.
 Biomoléculas muy abundantes en
los seres vivos.
 Contienen C, H y O en su molécula*:
son POLIALCOHOLES con un grupo
funcional carbonilo (aldehído o
cetona)  serán
POLIHIDROXIALDEHÍDOS o
POLIHIDROXICETONAS.
 Función energética**
(fundamentalmente) y estructural.
 También llamados Hidratos de
Carbono y Azúcares.
• Los glúcidos más sencillos. La célula los puede utilizar
directamente para obtener E.
• Sólidos cristalinos, incoloros, muy solubles en agua,
sabor dulce, poder reductor (grupo carbonilo).
• Según el grupo funcional (carbonilo) pueden ser:
• Aldosas (polihidroxialdehídos)*
• Cetosas (polihidroxicetonas)**
•
Según el número de carbonos
pueden ser:
•
•
•
•
Triosas (3C)
Tetrosas (4C)
Pentosas (5C)
Hexosas (6C)***
o Sólidos cristalinos.
o Incoloros o blancos.
o Muy solubles en agua (presencia de
grupos hidroxilo, OH  Puentes de
hidrógeno).
o Sabor dulce.
o
o
Buenos reductores gracias al grupo
carbonilo (aldehído/cetona), que se
oxida y se transforma en un grupo ácido
(-COOH).
Reacción de Fehling: permite detectar la
presencia de monosacáridos por un
CAMBIO DE COLOR. Al añadir un
monosacárido al Reactivo de Fehling, el
cual tiene sales cúpricas (Cu2+), se
aprecia un cambio de azul a rojo como
consecuencia de la reducción del Cu2+ a
Cu+
˃ Los monosacáridos se escriben con una fórmula
lineal con los carbonos en vertical, y algunos de
ellos también con una fórmula cíclica.
˃ El carbono 1 de la cadena será el que lleve el grupo
aldehído o el más próximo al grupo cetona.
Fórmula cíclica:
Proyección de Haworth
Fórmula lineal: proyección de Fischer
˃ Carbono asimétrico (C*): carbono tetraédrico que tiene
sus cuatro sustituyentes (o radicales) distintos. Su
presencia en una molécula hace que esta sea
ópticamente activa (desvíe la luz polarizada), que no
tenga planos de simetría, y que presente isómeros
ópticos. LOS MONOSACÁRIDOS TIENEN SIEMPRE,
COMO MÍNIMO, UN CARBONO ASIMÉTRICO.
˃ Isomería estructural: moléculas con la
misma fórmula empírica tienen los
sustituyentes enlazados en carbonos
diferentes.
˃ Isomería
óptica
o
estereoisomería:
moléculas con la misma fórmula empírica y
con los sustituyentes enlazados en los
mismos carbonos; la diferencia reside en la
distribución de estos sustituyentes en el
espacio. No son superponibles.
˃
Enantiómeros: estereoisómeros que se relacionan entre sí por
una reflexión (son imágenes especulares). Dos monosacáridos
serán enantiómeros cuando los carbonos asimétricos sean
imágenes especulares.
˃
Diastereoisómeros: estereoisómeros que no están relacionados
a través de una operación de reflexión, o sea, no son imágenes
especulares uno del otro.
˃ Epímero: cuando dos diastereosiómeros se diferencian en
la configuración de uno solo de sus C*, se dice que ambos
son epímeros.
DIASTEREOISÓMEROS
DE UN
MONOSACÁRIDO
En los seres vivos
normalmente sólo aparece
una de las formas: la forma
D  ASIMETRÍA DE LA
VIDA.
serie D (OH del último C*
a la derecha)
serie L (OH del último C*
a la izquierda)
Relaciona los siguientes monosacáridos indicando si son
enantiómeros, diastereoisómeros o epímeros.
a) ¿Cuál de las siguientes moléculas no es un isómero de la
eritrosa?
b) Relaciona los isómeros de la eritrosa indicando si son
enantiómeros, diastereoisómeros o epímeros.
Eritrosa
1
2
3
4
 La mayoría de monosacáridos de 5C o más se ciclan cuando
se disuelven para aumentar su estabilidad.
 Solo son estables los ciclos de cinco y de seis átomos
(¡EXCEPCIÓN! CETOPENTOSAS).
 Los ciclos se forman al unirse el grupo carbonilo (aldehído o
cetona) con el grupo hidroxilo (-OH) del último C*.
 La estructura cíclica formada se llama HEMIACETAL (si se
implica un aldehído) o HEMICETAL (si se implica una
cetona).
OH hemicetálico
 Al ciclarse la molécula, el carbono del grupo carbonilo pasa
a ser asimétrico, llamándose ahora carbono ANOMÉRICO.
 Se originan también dos nuevos isómeros ópticos
(ANÓMEROS) que se diferenciarán en la posición del grupo
hidroxilo
unido
al
carbono
anomérico
(OH
hemiacetálico/OH hemicetálico):
 Si el –OH se representa hacia abajo, será un anómero α.
 Si el –OH se representa hacia arriba, el anómero será β.
 EL CARBONO ANOMÉRICO SIEMPRE LLEVA UNIDO EL OH
HEMIACETÁLICO/HEMICETÁLICO.
 Los ciclos pentagonales se llaman FURANOSAS, y los
hexagonales PIRANOSAS.
¿CÓMO SE CICLA?
Método de proyección de Haworth:
1. Giro de 90ᵒ de la molécula abierta.
¿CÓMO SE CICLA?
Método de proyección de Haworth:
2. Ataque del hidroxilo al carbonilo
¿CÓMO SE CICLA?
Método de proyección de Haworth:
3. Ciclación
 Las piranosas pueden adoptar dos disposiciones espaciales
diferentes al ciclo:
 Disposición de SILLA: si C1 y C4 están en diferentes lados del
plano formados por C2, C3, C5 y el O.
 Disposición de BOTE: si C1 y C4 están en el mismo plano que
C2, C3, C5 y el O.
 TRIOSAS: 3 átomos de C. Productos intermedios en algunas
reacciones biológicas.
 TETROSAS: 4 átomos de C. Poco abundantes y de poca
importancia en organismos vivos.
 PENTOSAS: 5 átomos de C. Algunas desempeñan importantes
funciones biológicas:
 D-ribosa componente de ribonucleótidos que constituyen el
ARN.
 D-desoxirribosa  componente de desoxirribonucleótidos que
constituyen el ADN.
 D-ribulosa: participa en la formación de moléculas orgánicas
durante la fotosíntesis (a ella se fija el CO2).
 HEXOSAS: 6 átomos de C. Destacan los siguientes:
 D-glucosa: molécula energética más utilizada por los s.v. Se
encuentra en estado libre en el citoplasma celular, en el
plasma sanguíneo y en algunos frutos (uvas).
 D-galactosa: se encuentra libre en la leche o formando
disacáridos como la lactosa.
 D-fructosa: se encuentra libre en frutos o unida a la glucosa
formando el disacárido sacarosa.
 N-ACETILGLUCOSAMINA: Derivado de la glucosa. Se encuentra en
las paredes de las bacterias y es el monómero que forma el
polisacárido quitina, presente en el exoesqueleto de artrópodos y
en las paredes celulares de muchos hongos.
• Los monosacáridos pueden unirse entre sí para constituir
glúcidos más complejos (ósidos).
• Esta unión se produce cuando interaccionan DOS GRUPOS
HIDROXILO (-OH) de dos moléculas distintas. Uno de los –OH
siempre va a ser hemiacetálico/hemicetálico.
• Se libera una molécula de agua.
• Los monosacáridos quedan unidos por el oxígeno de uno de
los dos –OH implicados en el enlace.
• La unión se llama CONDENSACIÓN.
•
•
El enlace glucosídico puede ser de dos tipos, α ó β,
según sea la configuración del carbono anomérico
del monosacárido/s implicado/s en el enlace.
Las sustancias resultantes tendrán diferentes
características (ver almidón y celulosa).
o Unión de dos monosacáridos mediante un enlace Oglucosídico.
o Si los dos –OH implicados en el enlace son hemiacetálicos
/hemicetálicos  ENLACE DICARBONÍLICO  NO PODER
REDUCTOR*.
o Si uno de los dos –OH implicados en el enlace no es
hemiacetálico /hemicetálico  ENLACE MONOCARBONÍLICO
 PODER REDUCTOR.
Solubles en agua.
Cristalinos.
Incoloros.
Con sabor dulce.
Capacidad reductora condicionada por el tipo de
enlace O-glucosídico.
Su hidrólisis (adición de una molécula de agua para
romper en enlace O-glucosídico) origina los
monosacáridos que los forman.
1. SACAROSA: No reductor. Glucosa + fructosa. Azúcar de
consumo habitual. Se encuentra en la caña de azúcar y en la
remolacha.
2. LACTOSA: Reductor. Glucosa + galactosa. Se encuentra libre
en la leche.
3. MALTOSA: Reductor. Glucosa + glucosa. Procede de la
hidrólisis del almidón y del glucógeno. Presente en las
semillas germinadas de cebada que se emplean como
material nutritivo por ciertas levaduras que realizan
fermentación alcohólica; es la base de la elaboración de la
cerveza. También a partir de las semillas de cebada,
germinadas y tostadas, se obtiene la malta, un sucedáneo del
café.
4. CELOBIOSA: Reductor. Glucosa + glucosa. Se obtiene por la
hidrólisis de la celulosa.
AL REALIZAR SOBRE UNA DISOLUCIÓN DE SACAROSA UNA
PRUEBA
PARA
IDENTIFICAR
GÚCIDOS
REDUCTORES
(MONOSACÁRIDOS Y DISACÁRIDOS), EL RESULTADO ES
NEGATIVO. SIN EMBARGO, SI SE HIDROLIZA LA SACAROSA Y SE
REPITE LA PRUEBA, EL RESULTADO ES POSITIVO.
A) ¿POR QUÉ?
B) ¿QUÉ DIFERENCIA EXISTE ENTRE HACER UNA DISOLUCIÓN
DE SACAROSA E HIDROLIZAR LA SACAROSA?
 Largas cadenas de monosacáridos (n > 10) unidos por enlace
O-glucosídico CONDENSACIÓN O POLIMERIZACIÓN.
 Polímeros lineales o ramificados.
 Homopolisacáridos (unión de monosacáridos iguales) o
heteropolisacáridos (unión de monosacáridos distintos).
 Macromoléculas (moléculas de elevado peso molecular).
Insolubles en agua; algunos, como el almidón,
pueden formar dispersiones coloidales.
No cristalinos.
Insípidos.
No reductores*.
Los polisacáridos de mayor importancia biológica
están formados por un solo tipo de monosácárido, es
decir, son HOMOPOLISACÁRIDOS.
Fragmento
de
un
polisacárido ramificado:
almidón
 HOMOPOLISACÁRIDOS DE RESERVA:
Debido a que son anómeros α, pueden hidrolizarse
fácilmente liberando los monosacáridos que los
constituyen  Función de reserva energética.
1. Almidón:
- Unión de miles de moléculas de glucosa que forman
una cadena con ramificaciones.
- Formado por dos moléculas: amilosa (sin
ramificaciones) y amilopectina (ramificada).
- En células vegetales (es el polisacárido de reserva de
los vegetales), patatas, cereales, legumbres, pan.
 HOMOPOLISACÁRIDOS DE RESERVA:
2. Glucógeno:
- Unión de miles de
moléculas de glucosa
con más ramificaciones
que el almidón.
- Polisacárido de reserva
de hongos y animales
(se encuentra en hígado
y músculos).
 HOMOPOLISACÁRIDOS ESTRUCTURALES:
La existencia de anómeros β confiere una gran
resistencia a la hidrólisis de estos polisacáridos (enzimas
poco comunes)  Función estructural.
1. Celulosa:
- Unión de miles de moléculas de glucosa que forman
una cadena sin ramificar. Su hidrólisis da lugar al
disacárido celobiosa.
- Componente fundamental de las paredes celulares de
los tejidos vegetales.
Estructura de la celulosa
 HOMOPOLISACÁRIDOS ESTRUCTURALES:
2. Quitina:
- Unión de varias moléculas de N-acetil-glucosamina (derivado de
la glucosa). Su hidrólisis da lugar al disacárido quitobiosa.
- Componente principal de las cutículas y del exoesqueleto de
artrópodos; también presente en las paredes celulares de
muchos hongos.
 HETEROPOLISACÁRIDOS:
Pectinas:
- Unión de derivados derivados del monosacárido galactosa.
- Componente de la pared de las células vegetales.
 POLISACÁRIDOS ASOCIADOS A PROTEÍNAS:
Peptidoglucanos:
- Unión de moléculas de N-acetilglucosamina (NAG) y ácido Nacetilmurámico (NAM), derivados de la glucosa.
- Componentes de la pared bacteriana.