moléculas de carbohidratos
Los carbohidratos son macromoléculas esenciales que se clasifican en tres subtipos: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.
objetivos de aprendizaje
describir la estructura de los mono-, di-y poli-sacáridos
conclusiones clave
puntos clave
- Los monosacáridos son azúcares simples compuestos de tres a siete carbonos, y pueden existir como una cadena lineal o como moléculas en forma de anillo.,
- La glucosa, la galactosa y la fructosa son isómeros monosacáridos, lo que significa que todos tienen la misma fórmula química pero difieren estructural y químicamente.
- Los disacáridos se forman cuando dos monosacáridos experimentan una reacción de deshidratación( una reacción de condensación); se mantienen unidos por un enlace covalente.
- La sacarosa (azúcar de mesa) es el disacárido más común, que se compone de los monómeros glucosa y fructosa.,
- un polisacárido es una larga cadena de monosacáridos Unidos por enlaces glucosídicos; la cadena puede ser ramificada o no ramificada y puede contener muchos tipos de monosacáridos.
términos clave
- isómero: cualquiera de dos o más compuestos con la misma fórmula molecular pero con estructura diferente.
- reacción de deshidratación: una reacción química en la que dos moléculas se unen covalentemente en una reacción que genera H2O como un segundo producto.,
- biopolímero: cualquier macromolécula de un organismo vivo que se forma a partir de la polimerización de entidades más pequeñas; un polímero que ocurre en un organismo vivo o resulta de la vida.
Los carbohidratos pueden ser representados por la fórmula estequiométrica (CH2O) n, donde n es el número de carbonos en la molécula. Por lo tanto, la relación de carbono a hidrógeno a oxígeno es 1:2:1 en las moléculas de carbohidratos. El origen del término» carbohidrato»se basa en sus componentes: carbono («carbo») y agua («hidrato»)., Los carbohidratos se clasifican en tres subtipos: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.
monosacáridos
los monosacáridos (mono – = «uno»; sacchar – = «dulce») son azúcares simples. En los monosacáridos, el número de carbonos generalmente varía de tres a siete. Si el azúcar tiene un grupo aldehído (el grupo funcional con la estructura R-CHO), se le conoce como Aldosa, y si tiene un grupo cetona (el grupo funcional con la estructura RC (=O)R’), se le conoce como cetosa., Dependiendo del número de carbonos en el azúcar, también pueden ser conocidos como triosas (tres carbonos), pentosas (cinco carbonos), y o hexosas (seis carbonos). Los monosacáridos pueden existir como una cadena lineal o como moléculas en forma de anillo; en soluciones acuosas generalmente se encuentran en forma de anillo.
Monosacáridos: los Monosacáridos se clasifican según la posición de su grupo carbonilo y el número de carbonos de la columna vertebral., Las aldosas tienen un grupo carbonilo (indicado en verde) al final de la cadena de carbono, y las cetosas tienen un grupo carbonilo en el medio de la cadena de carbono. Las triosas, pentosas y hexosas tienen tres, cinco y seis espinas dorsales de carbono, respectivamente.
monosacáridos comunes
la glucosa (C6H12O6) es un monosacárido común y una fuente importante de energía. Durante la respiración celular, la energía se libera de la glucosa y esa energía se utiliza para ayudar a producir trifosfato de adenosina (ATP)., Las plantas sintetizan glucosa utilizando dióxido de carbono y agua, y la glucosa, a su vez, se utiliza para las necesidades de energía de la planta.
la galactosa (un azúcar de la leche) y la fructosa (que se encuentra en la fruta) son otros monosacáridos comunes. Aunque la glucosa, la galactosa y la fructosa tienen la misma fórmula química (C6H12O6), difieren estructural y estereoquímicamente. Esto las hace diferentes moléculas a pesar de compartir los mismos átomos en las mismas proporciones, y todos son isómeros entre sí, o monosacáridos isoméricos. La glucosa y la galactosa son aldosas, y la fructosa es una cetosa.,
disacáridos
los disacáridos (di- = «dos») se forman cuando dos monosacáridos experimentan una reacción de deshidratación (también conocida como reacción de condensación o síntesis de deshidratación). Durante este proceso, el grupo hidroxilo de un monosacárido se combina con el hidrógeno de otro monosacárido, liberando una molécula de agua y formando un enlace covalente. Un enlace covalente formado entre una molécula de carbohidratos y otra molécula (en este caso, entre dos monosacáridos) se conoce como enlace glucosídico. Los enlaces glucosídicos (también llamados enlaces glucosídicos) pueden ser del tipo alfa o beta.,
Disacáridos: Sacarosa se forma cuando un monómero de glucosa y un monómero de fructosa se combinan en una reacción de deshidratación para formar un enlace glicosídico. En el proceso, se pierde una molécula de agua. Por convención, los átomos de carbono en un monosacárido están numerados desde el carbono terminal más cercano al grupo carbonilo. En la sacarosa, se forma un enlace glucosídico entre el carbono 1 en la glucosa y el carbono 2 en la fructosa.
disacáridos comunes
los disacáridos comunes incluyen lactosa, maltosa y sacarosa., La lactosa es un disacárido que consiste en los monómeros glucosa y galactosa. Se encuentra naturalmente en la leche. La maltosa, o azúcar de malta, es un disacárido formado por una reacción de deshidratación entre dos moléculas de glucosa. El disacárido más común es la sacarosa, o azúcar de mesa, que se compone de los monómeros glucosa y fructosa.
polisacáridos
una larga cadena de monosacáridos Unidos por enlaces glucosídicos se conoce como polisacárido (poly- = «muchos»). La cadena puede ser ramificada o no ramificada, y puede contener diferentes tipos de monosacáridos., El almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina son ejemplos primarios de polisacáridos.
Las plantas son capaces de sintetizar glucosa, y el exceso de glucosa se almacena como almidón en diferentes partes de la planta, incluidas las raíces y las semillas. El almidón es la forma almacenada de azúcares en las plantas y se compone de monómeros de glucosa que se unen por enlaces glicosídicos α1-4 o 1-6. El almidón en las semillas proporciona alimento para el embrión a medida que germina, mientras que el almidón que se consume por los seres humanos se descompone por las enzimas en moléculas más pequeñas, como la maltosa y la glucosa. Las células pueden entonces absorber la glucosa.,
polisacáridos comunes
el glucógeno es la forma de almacenamiento de glucosa en humanos y otros vertebrados. Se compone de monómeros de glucosa. El glucógeno es el equivalente animal del almidón y es una molécula altamente ramificada generalmente almacenada en las células hepáticas y musculares. Cuando los niveles de glucosa en sangre disminuyen, el glucógeno se descompone para liberar glucosa en un proceso conocido como glucogenólisis.
La celulosa es el biopolímero natural más abundante. La pared celular de las plantas está hecha principalmente de celulosa y proporciona soporte estructural a la célula., La celulosa se compone de monómeros de glucosa que están unidos por enlaces glucosídicos β 1-4. Cada otro monómero de glucosa en la celulosa se voltea, y los monómeros se empaquetan firmemente como cadenas largas extendidas. Esto le da a la celulosa su rigidez y alta resistencia a la tracción, que es tan importante para las células vegetales.
Polisacáridos: En celulosa, glucosa monómeros están vinculados en cadenas no ramificadas por β 1-4 enlaces glucosídicos., Debido a la forma en que se unen las subunidades de glucosa, cada monómero de glucosa se voltea en relación con el siguiente, lo que resulta en una estructura fibrosa lineal.
función de hidratos de carbono
Los hidratos de carbono cumplen varias funciones en diferentes animales. Los artrópodos tienen un esqueleto externo, el exoesqueleto, que protege sus partes internas del cuerpo. Este exoesqueleto está hecho de quitina, que es un nitrógeno que contiene polisacáridos. Está hecho de unidades repetitivas de N-acetil-β-D-glucosamina, un azúcar modificado. La quitina también es un componente importante de las paredes celulares de los hongos.
