U N I D A D ...

UNIDAD
I
DISACARIDOS
Los disacáridos a menudo se usan en las plantas para
almacenar energía por corto tiempo, los más
comunes en la naturaleza son: la Sacarosa, la Maltosa
y la Lactosa.
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La sacarosa o azúcar de mesa, es la unión del carbono 1 de la
alfa-glucosa y el carbono 2 de la ß-fructosa con un enlace
glucosídico
a(1--›
2);
es
un
compuesto
de
gran
valor
energético y uno de los principales componentes de la caña de
azúcar y del azúcar de la remolacha. La hidrólisis de la
sacarosa por ácidos o por enzimas como la invertasa o
sacarasa, rompe el enlace glucosídico y se obtiene el azúcar
invertido que es una mezcla de glucosa y fructosa.
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La molécula de la lactosa o azúcar de la leche ( entre 2-7% ),
está constituída por ß-galactosa y a-glucosa, con el enlace
glucosídico ß( 1 --> 4 ) entre el carbono 1 de la ß-galactosa y
el carbono 4 de la a-glucosa. Es un azúcar reductor sintetizado
por las células secretoras de las glándulas mamarias durante
la lactancia, su hidrólisis se lleva a cabo por la acción de la
enzima Lactasa.
La maltosa está formada por dos moléculas de a-glucosa con
el enlace glucosídico a(1--› 4) entre el carbono 1 de la primera
molécula y el carbono 4 de la segunda.
Este compuesto se obtiene después de la digestión del
almidón, es un azúcar reductor debido a que reduce el ión
cúprico a ión cuproso cuando se emplea el reactivo de Felhing.
Otros disacáridos tienen función estructural como la celobiosa,
constituida por dos moléculas de ß-glucosa entre las cuales
existe un enlace glucosídico ß( 1 --> 4 ), se obtiene durante la
degradación o síntesis del polisacárido celulosa.
POLISACÁRIDOS
Son los carbohidratos más abundantes, son el resultado de la unión de más
de 10 unidades de azúcares sencillos (generalmente la glucosa) mediante
enlaces glucosídicos. Entre otros se pueden citar el almidón y la celulosa (en
plantas) y el glucógeno (en animales).
CARACTERISTICAS DE LOS POLISACARIDOS




Peso molecular alto
No tienen sabor dulce
Pueden ser insolubles o formar dispersiones coloidales
No posee poder redector
CLASIFICACION DE LOS POLISACARIDOS
De acuerdo a su función como:
-Estructurales (Celulosa y quitina)
-Reserva (Glucógeno y Almidón:amilosa y
amilopectina)
De acuerdo a su estructura:
-Homopolisacaridos (igual estructura)
Ejemplo: glucógeno, almidón y celulosa
-Heteropolisacaridos (diferente estructura)
Ejemplo: quitina o aminoazúcares
Almidón
Figura 1. Polisacárido Constituyente del Almidón y el Glucógeno. Conformado
por unidades de glucosa en enlace alfa 1-4.
Figura 2. Polisacárido ramificado (Amilopectina) Constituyente del Almidón y el Glucógeno.
El almidón es un polisacárido de estructura helicoidal, su función es de
reserva en las plantas.
Consta de una mezcla de dos tipos diferentes de polímeros; la amilosa y la
amilopectina.
La amilosa
es una molécula recta sin ramificaciones constituidas por
unidades de moléculas de glucosa se unen mediante enlaces alfa(1--› 4),
la amilopectina es una molécula ramificada como el glucógeno o almidón
animal, en donde las moléculas de glucosa se unen con enlaces alfa (1--› 4)
en su porción recta y enlaces alfa (1--› 6) en sus ramificaciones que están
separadas por 24-30 unidades de glucosa.
Un extremo de la cadena de almidón lleva un grupo -OH que constituye el
terminal reductor de la gran molécula.
La amilopectina difiere del glucógeno porque tiene menos ramificaciones y un
peso molecular general más bajo, sus terminales no son reductores ya que
los carbonos que tendrían el grupo -OH están participando en los enlaces
glucosídicos.
El almidón es un compuesto insoluble en agua fría, aunque tiende a ser más
soluble en agua caliente cuando su molécula permite "atrapar" el agua, de
manera que cuando baja la temperatura adquiere un aspecto gelatinoso
comunmente denominado "engrudo".
Se encuentra en las plantas almacenado como reserva energética en los
amiloplastos, plastidios sin color que son abundantes en los bulbos, tallos
subterráneos (papa) y semillas como el maíz y el fríjol.
Cuando la planta necesita energía para sus procesos metabólicos, adquiere la
glucosa degradando el almidón por la acción de la enzima alfa amilasa. Los
animales también obtienen energía de este compuesto cuando se ingiere en
la dieta y lo degrada con la misma enzima que es segregada por las
glándulas salivales y el páncreas.
Glucógeno
sus ramificaciones son cortas y se establecen cada 8-12 subunidades de
glucosa razón por la cual se obtienen fácilmente cuando se necesita energía.
Se almacena en el músculo y el hígado en donde las enzimas allí presentes
hidrolizan con facilidad los enlaces glucosídicos del glucógeno.
Dado que su molécula es semejante a la amilopectina, el glucógeno se puede
degradar en los animales por la alfa amilasa del páncreas y de la saliva a
nivel de los enlaces a (1--› 4) obteniéndose como producto una mezcla de
glucosa, maltosa y dextrina límite.
Esta
última
corresponde
al
glucógeno
parcialmente
hidrolizado
con
abundantes enlaces a (1--› 6) que la alfa amilasa no puede digerir, de
manera que las amilo a (1--› 6) glucosidasas actúan sobre esos enlaces y
posteriormente la alfa amilasa puede continuar la degradación sobre los
enlaces a (1--› 4).
La celulosa se considera como el compuesto más abundante del planeta,
puesto que es el principal componente estructural de la pared celular los
vegetales.
Es un polímero de ß-glucosa no ramificado en donde las subunidades se unen
mediante enlaces glucosídicos ß (1--› 4); debido a esto la molécula se
presenta como una lámina extendida constituida por cables moleculares
rígidos sobre los cuales no actúan las enzimas digestivas de los animales que
consumen vegetales.
Así, que esta función la realizan las bacterias y los protozoarios que se
encuentran normalmente haciendo parte de la flora ruminal (en rumiantes) e
intestinal (de otros animales) que producen celulasa y para las cuales la
celulosa es alimento.
No todos los polisacáridos que se encuentran en los organismos están
formados por unidades de glucosa.
Algunos como la quitina, por ejemplo, es un polímero estructural no
ramificado
del
aminoazúcar
N-acetil
glucosamina,
unido
por
enlaces
glucosídicos ß (1--›4) que hace parte del exoesqueleto de artrópodos y de
las paredes celulares de muchos hongos.
Figura 3. Polímero estructura del aminoazúcar n-acetil-D-Glucosamina
MUCOPOLISACÁRIDOS O GLUCOSAMINOGLUCANOS
Son polímeros de monosacáridos que poseen unidades de azúcares
modificados como aminoazúcares, azúcares sulfatados, azúcares
ácidos y N- acetil derivados. Las cadenas de carbohidratos de los
glucosaminoglucanos existen como repeticiones de disacáridos en los
cuales uno de los dos azúcares es siempre la N-acetilglucosamina o
N-acetilgalactosamina. Todos los glucosaminoglucanos con excepción
del ácido hialurónico tienen azúcares sulfatados, y la presencia de
grandes cantidades de grupos carboxilo y sulfato hacen de estos
polímeros moléculas fuertemente ácidas. La mayoría de estos
compuestos se encuentran combinados con proteínas para formar
proteoglucanos en la matriz extracelular, especialmente el heparan
sulfato que está en estrecha asociación con el límite externo de la
membrana plasmática.
Los glucosaminoglucanos son de aspecto amorfo, tan viscosos como
las secreciones mucosas, entre los más comunes se pueden citar: el
ácido hialurónico, el condroitín sulfato A, la heparina, el keratosulfato
y el dermatán sulfato.
El ácido hialurónico es un mucopolisacárido ácido formado por la
repetición de un disacárido formado por el ácido glucurónico y la Nacetil glucosamina, unidos entre sí por enlaces glucosídicos ß(1--› 3)
y los disacáridos mediante enlaces ß(1--› 4). El ácido hialurónico se
encuentra como componente principal de la sustancia fundamental
del tejido conectivo, constituyendo el humor acuoso del ojo, el líquido
sinovial y la gelatina de Wharton del cordón umbilical. Se hidrata
fácilmente y de él dependen los cambios en la viscosidad y la
permeabilidad de la sustancia fundamental del tejido conectivo, y por
ello tiene influencia importante en el intercambio de material entre
las células de los tejidos y el plasma sanguíneo. La enzima que
hidroliza los enlaces del ácido hialurónico es la hialuronidasa presente
en los espermatozoides para facilitar la entrada al óvulo y en los
estafilococos para invadir el tejido conectivo. Ella reduce la viscosidad
y con ello aumenta la permeabilidad del tejido.
Figura 1. Mucopolisacárido formado por el ácido glucurónico y la Nacetil glucosamina
La heparina es un mucopolisacárido acídico sulfatado, resultado de la
repetición del disacárido formado por del ácido glucurónico sulfatado
(ácido idurónico) unido a una glucosamida 6-sulfato mediante enlace
glucosídico a(1--› 4). Los disacáridos también se unen entre sí por
enlace glucosídico a(1--› 4).
Figura 2. Mucopolisacárido Heparina formado por el ácido glucurónico
sulfatado y la glucosamida 6-sulfato
El condroitín sulfato A, es la unidad disacárida repetitiva del ácido
glucurónico con la N-acetil ß galactosamina 4 sulfato mediante enlace
a(1--› 3). Los disacáridos se unen con enlace glucosídico a(1--› 4) y
forman a su vez la condromucina componente de la sustancia
fundamental del cartílago.
Figura 3. Mucopolisacárido formado por las unidades de ácido
glucurónico con la N-acetil ß galactosamina.
El depósito de mucopolisacáridos en el tejido óseo ocasiona las
mucopolisacaridosis, que son trastornos hereditarios del metabolismo
de los carbohidratos que provocan la deformación de los huesos y las
anormalidades faciales.