Pregunta 1. ¿Qué
son los carbohidratos o hidratos de carbono, cuáles son sus principales
funciones y cómo se clasifican?
Los carbohidratos o hidratos de carbono están compuestos por carbono (C),
hidrógeno (H) y oxígeno (O) que tiene como principal función proveer energía,
así como también cumplen funciones estructurales. Son polihidroxialdehídos o
polihidroxicetonas, o bien polímeros que por hidrólisis generan este tipo de
compuestos. Es decir, son
compuestos con una función de aldehído o cetona y varias funciones alcohólicas.
× Monosacáridos o azúcares simples, formados
únicamente por un polihidroxialdehído o un polihidroxicetona. Son hidrosolubles
y, en su mayoría, presentan sabor dulce. El monosacárido de mayor importancia
es la glucosa.
× Oligosacáridos son sustancias compuestas por dos
a diez monosacáridos. Dentro de este grupo, son los disacáridos los de mayor
interés. Al igual que los monosacáridos son hidrosolubles y poseen sabor dulce.
× Polisacáridos macromoléculas constituidas por la unión
de muchos monosacáridos dispuestos en cadenas lineales o ramificadas. En
general, son compuestos amorfos, insípidos e insolubles en agua.
Pregunta 2. ¿Qué
son los monosacáridos y cómo se clasifican?
Los
monosacáridos son sustancias reductoras en medios alcalinos -tiene un carbono
anomérico libre disponible para unirse a otro monosacárido-, conformados al
menos por tres carbonos. Se definen polihidroxialdehídos (aldehídos
polialcoholes) y polihidroxicetonas (cetonas polialcoholes). Se clasifican
aldosas o cetosas, dependiendo la función química que presenten, de aldehídos o
cetonas; o por la cantidad de carbonos; o a ambas en su conjunto.
El
compuesto mencionado anteriormente puede nombrarse Hexosa (correspondiente al
número de carbonos), Aldosa (por su función química) o Aldohexosa- la
terminación “osa” que distingue a los glúcidos. La nomenclatura es otra forma
de clasificación.
Pregunta 3.
Respecto a cada uno de los siguientes monosacáridos:
Glucosa - Fructosa - Galactosa
Responda las siguientes
preguntas:
a) Esquematice su estructura
química.
b) ¿Es una molécula reductora?
c) ¿Dónde se encuentra
(fuentes)?
d) ¿Cuál es su función e importancia
biológica?
La
glucosa, la fructosa y la galactosa corresponden a monosacáridos de gran
interés dentro de la bioquímica humana. En detalle:
× Glucosa: es una molécula reductora
que, donde el carbono anomérico puede unirse con otro monómero como la fructosa
y formar sacarosa. Tiene la capacidad de formar polimeros. Integra las
aldohexosas. Cuenta con propiedades dextrorrotatorias – isómero que desvía la
luz polarizada en sentido horario-, de gran importancia biológica puesto que es
utilizado como combustible por las células, les proporciona energía. Se
encuentra de manera libre en frutos y también en la sangre y humores orgánicos
de los vertebrados.
Su fórmula molecular es la
siguiente:
× Fructosa: es una molécula reductora
que al unirse a la glucosa forma la sacarosa. Es cetohexosa. Tiene propiedades
levorrotatorias - isómero que desvía la luz polarizada en sentido horario-. Es
importante biológicamente porque proporciona energía para las células, además
tiene función edulcorante. Se encuentra libremente en frutos, órganos vegetales
y en la miel; y es utilizada en la elaboración de bebidas carbonatadas y
golosinas.
Galactosa: es una molécula reductora que forma la lactosa al unirse con
la glucosa. Cumple su función biológica ya que forma parte de las membranas
celulares de las células. Es una aldohexosa. Está presente, en forma de
lactosa, en la leche y en sus derivados (es raro encontrar a la galactosa
libre).
Pregunta 4. ¿Qué son los disacáridos?
Los
disacáridos son compuestos por la unión de dos monosacáridos con pérdida de una
molécula de agua– unión glucosídica de tipo éster-. Pertenecen al grupo de los
oligosacáridos que, como ya dijimos, son hidrosolubles y poseen sabor dulce.
Pueden tener función reductora o no, dependiendo del carbono anomérico.
Pregunta 5. Respecto a cada uno de los siguientes
disacáridos:
Sacarosa - Maltosa - Lactosa
Responda las siguientes
preguntas:
a) Esquematice su estructura
química e indique qué tipo de unión posee.
b) ¿Es una molécula reductora?
c) ¿Dónde se encuentra
(fuentes)?
d) ¿Cuál es su función e
importancia biológica?
La
sacarosa, la maltosa y la lactosa corresponden a disacáridos de mayor interés
dentro de la bioquímica humana. En detalle:
× Sacarosa: es una molécula que no posee
capacidad reductora ya que el aldehído y cetonas potenciales se encuentran
bloqueados. Está compuesto por glucosa y fructosa; predomina la acción
levorrotatoria, siendo dextrógira si se la somete a hidrólisis. Su función
biológica es hidrolizar a la glucosa y fructosa para que luego cumplan sus
funciones, y compone en los vegetales, la principal forma de trasporte de
energía. Se obtiene de la caña de azúcar y la remolacha, también se encuentra
en la miel, y es utilizada como edulcorante en la alimentación. Unión: α-C1
glucosa-β-C2-fructosa
Están unidas por un enlace
doblemente glicosídico, ya que participan el carbono 1 de α-glucosa y el
carbono 2 de β-fructosa. (O como vimos en la clase βC2-C1 (desde la fructosa) /
αC1-C2 (desde la glucosa).
× Maltosa: es reductor, porque el
aldehído potencial de una de las glucosas queda libre, puede existir en formas
α y β. Lo componen dos moléculas de glucosa. No es importante biológicamente,
así mismo no deja de ser fuente de energía. No se encuentra pura en ningún
alimento –pero se obtiene por la hidrólisis del almidón, y este se encuentra en
cereales, legumbres y papa –.Unión: α-C1-α-C1
La unión α-glucosídica, del
carbono 1 de α-D-glucosa al carbono 4 de la otra α-D-glucosa.
× Lactosa: es una molécula reductora, ya
que el carbono 1 de la glucosa queda libre, presenta formas α y β. Lo componen
la galactosa y la glucosa. Se encuentra en los lácteos (la leche y sus
derivados); es de importancia biológica para el lactante como fuente de
energía. Unión: β-C1 galactosa- C4 glucosa
La unión β-glicosídica, se
establece entre el carbono 1 de β-D-galactosa y el carbono 4 de D-glucosa.
Pregunta 6. ¿Qué son los polisacáridos y cómo están
compuestos químicamente?
Los
polisacáridos son sustancias complejas, constituidos por numerosas
unidades de monosacáridos, unidas entre sí por enlaces glucosídicos. Algunos
son denominados homopolisacáridos,
cuando son polímeros de un solo tipo de monosacáridos; y otros heteropolisacáridos, cuando los
forman, por hidrólisis, más de una clase de monosacáridos. Pueden tomar forma
lineal o ramificarse. Algunas de estas macromoléculas son insolubles en agua,
mientras que otras forman en ella soluciones coloidales. No son compuestos
reductores.
Pregunta 7. ¿Qué es la celulosa, cuál es su origen y su
ubicación celular? ¿Cuál es su función biológica? ¿Qué tipo de unión posee?
La celulosa es un homopolisacárido, un glucano, constituido por más de
10 mil unidades de glucosa de manera lineal, unidas mediante enlaces
glucosídicos (β-1→4).Cumple funciones estructurales en los
vegetales: es el principal componente de las paredes celulares de los mismos
(es de origen vegetal) y es el polisacárido más abundante en la naturaleza. Esta
rigidez que tiene la celulosa es por sus fuertes uniones y puentes de
hidrógeno. Los humanos, no pueden utilizarla como nutriente debido a la carencia de
la enzima que catalice dicha unión (celulasa) (que lo degrade); en cambio, en
los rumiantes, hongos y bacterias, sí. La posibilidad que tienen los rumiantes
de "aprovechar" la celulosa se da por la presencia de bacterias (que
cuentan con celulasa) que la transforman en compuestos que los animales
pueden absorber. También es la materia prima del papel, es utilizada en la
fabricación de explosivos (por ejemplo la nitrocelulosa)y está presente en
aislantes acústicos.
Pregunta 8. Escriba
un párrafo que compare (similitudes y diferencias) el almidón y el glucógeno
según diversos criterios que considere pertinentes.
Tanto el
almidón como el glucógeno son polisacáridos de reserva energética: el almidón
en los vegetales y el glucógeno en animales. Ambos están constituidos por
subunidades o residuos de glucosa y poseen una estructura helicoidal. Ninguno
de los dos posee capacidades reductoras, por estar formado por tantos monómeros
que utilizan al carbono anomérico. El almidón forma cadenas enrolladas de hasta
1000 subunidades de glucosa y también forma cadenas ramificadas; por lo
contrario el glucógeno forma cadenas de tan solo 10 a 12 subunidades de
glucosa. Al igual que el almidón, el glucógeno, tiene enlaces en α1-4 y
ramificaciones en α1-6, pero difiere en que en el glucógeno las ramificaciones
aparecen cada 8 a 12 residuos de glucosa y en el almidón, cada 20 a 30.
Pregunta 9. ¿Qué es
la glucemia y cuál es su importancia biológica?
Se llama
glucemia a la glucosa que circula por la sangre, esta es la principal fuente de
energía de nuestro organismo y sin esta ninguna función biológica podría llevarse a cabo, ya que es
utilizada como fuente de energía dentro de las células. Para permitir el
ingreso de este monosacárido a las células existe una hormona llamada insulina,
sin esta la glucosa quedaría en la sangre y no iría a las células. El déficit
de esta hormona genera grandes complicaciones en la salud, este padecimiento se
lo conoce como la llamada “diabetes”. La concentración de glucosa en la sangre
normal, está regulada entre 70-110mg/dl en ayunas (8hs. aprox.). Esta
concentración se eleva a 140mg/dl, una hora después de la ingesta, y un sistema
hormonal estabiliza estos valores a los normales, cerca de las dos horas
después.