Los Glúcidos

a. Hidrólisis de la Sacarosa

La molécula representa a la sacarosa, un disacárido formado por la α-D-Glucosa y la β-D-Fructosa, unidas mediante un enlace O-glucosídico α (1—2). La glucosa es el monosacárido más importante de los vegetales, producto de la fotosíntesis, y el más abundante en los animales.

Constituye el nutriente favorito de las células que, mediante respiración celular, degradan la molécula para obtener energía (a partir de un mol de glucosa se pueden obtener 266 kcal). El cerebro puede llegar a consumir hasta 160g por día. Constituye unidades estructurales en los polisacáridos de reserva de animales y plantas, glucógeno y almidón respectivamente y estructurales como la celulosa. Además, se puede encontrar libre en el citoplasma.

La fructosa es una cetohexosa, se halla en forma de β-D-Fructosa, es fuertemente levógira por lo que también se la denomina levulosa. Se encuentra libre en la fruta y asociada con la glucosa, por lo que tiene el mismo poder alimentario que esta.

La hidrólisis la lleva a cabo la sacarasa, se la denomina invertasa porque la sacarosa es dextrógira, pero si se hidroliza, la mezcla resultante de glucosa y fructosa es levógira. Se encuentra en la caña de azúcar y la remolacha azucarera.

El enlace corresponde a un enlace dicarbonílico, en el que los carbonos implicados en el enlace son anoméricos, esto le da una característica única y es que no tiene poder reductor sobre el reactivo de Fehling.

b. Tabla (Completar según la información proporcionada)

c. Composición de un Heteropolisacárido

Está compuesto por dos o más tipos distintos de monosacáridos. Entre los de origen vegetal cabe destacar:

• La pectina: Junto con la celulosa, está formando parte de la pared vegetal. Está formada por un polímero del ácido galacturónico, intercalado con otros monosacáridos como la ramnosa. Abunda en las manzanas, membrillos y ciruelas. Se utiliza como gelificante en la industria alimentaria para hacer mermeladas.
• El agar-agar: Se extrae de las algas rojas o rodofíceas. Es muy hidrófilo y se utiliza en microbiología para preparar medios de cultivo. Es un polímero de D y L-Galactosa.
• Goma arábiga: Es una sustancia muy viscosa segregada por las plantas que se utiliza para cerrar heridas.
• Hemicelulosa: Grupo heterogéneo de pentosas y hexosas que se encuentra asociadas a la celulosa y que tienen la misma función estructural que esta.

d. ¿Qué es un Heterósido?

Los heterósidos resultan de la unión de un monosacárido, o de un pequeño oligosacárido, con una molécula o grupo de moléculas no glucídicas. Existen varios tipos:

• Proteoglucanos: Moléculas formadas por un 80% de polisacáridos y un 20% de fracción proteica. Los más destacados son:
  • Ácido hialurónico: Forma la matriz extracelular de los tejidos conjuntivos, cartilaginoso y óseo, además abunda en el líquido sinovial de las articulaciones y el humor vítreo del ojo.
  • Heparina: Impide el paso de protrombina a trombina, y con ello, impide la coagulación de la sangre. También está presente en la saliva de los insectos hematófagos (sanguijuelas y mosquitos), en medicina se utiliza para evitar las trombosis.
• Peptidoglucanos: Son los constituyentes de la pared bacteriana. Están formadas por cadenas en las que se alternan N-acetil-glucosamina (NAG) y el ácido N-acetil murámico (NAM). Las cadenas se mantienen unidas entre sí por aminoácidos.
• Glucoproteínas: Formadas por una pequeña fracción glucídica (entre el 5 y 40%) y una gran fracción proteica, que se unen mediante enlaces fuertes covalentes. Destacan:
  • Mucinas de secreción como las salivares
  • Glucoproteínas de la sangre como la protrombina y las inmunoglobulinas
  • Glucoproteínas de la membrana plasmática, estas presentan una gran heterogeneidad, debido a las variaciones en la secuencia de monosacáridos.
• Glucolípidos: Constituidos por oligosacáridos unidos a lípidos, generalmente de la membrana celular. Entre ellos se encuentran los cerebrósidos y los gangliósidos.

a) Grupo de Biomoléculas

Las biomoléculas a las que se refiere son los glúcidos, también llamados carbohidratos o hidratos de carbono, constituidos principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción CnH2nOn. A su vez pueden sufrir procesos de aminación, incorporación de grupos amino (-NH2) y de esterificación con ácidos, como, por ejemplo, ácido fosfórico (H3PO4) y ácido sulfúrico (H2SO4).

b) Criterios de la Clasificación I

Se establece en relación al número de monómeros (monosacáridos) por los que están formados los glúcidos.

• Monosacáridos: Constituyen los glúcidos más sencillos constituidos por una sola cadena polihidroxialdehídica o polihidroxicetona, se nombran añadiendo la terminación –osa al número de carbonos (de 3 a 9), son blancos, dulces, solubles en agua, cristalizables y no hidrolizables. El grupo carbonilo le confiere propiedades reductoras y suelen tener función energética y estructural. Ejemplo: glucosa, galactosa, fructosa, etc.
• Oligosacáridos: Están formados por la unión de varios monosacáridos (de dos a diez) por enlace O-glucosídico. Son las moléculas responsables del reconocimiento de los espermatozoides por ovocitos de la misma especie, están presentes en las envolturas celulares y unidas a otros tipos de macromoléculas como lípidos y proteínas. Ejemplo: los oligosacáridos unidos a la ceramida que forman un tipo de glucolípido denominado gangliósidos, con funciones importantes a nivel de reconocimiento celular en las células nerviosas. Entre los más frecuentes están los disacáridos tales como la maltosa, sacarosa, lactosa, celobiosa, etc.
• Polisacáridos: Están formados por la unión de muchos monosacáridos (de once a varios miles). Las características principales de este grupo son: pesos moleculares elevados, no tienen sabor dulce y pueden desempeñar funciones estructurales o de reserva energética. Ejemplo: almidón, glucógeno y celulosa.

c) Criterios de la Clasificación II

Se hace en base al tipo de monosacáridos. Cuando es el mismo monosacárido se le denomina homopolisacárido, como por ejemplo almidón, glucógeno y celulosa, formados por monómeros de glucosa. Los heteropolisacáridos están formados por distintos tipos de monosacáridos o derivados de estos. Los principales son pectina, agar-agar, goma arábiga y hemicelulosa.

d) Hidrólisis de la Maltosa

La molécula corresponde a la maltosa (α -D- Glucopiranosil(1-4) α -D-Glucopiranosa), se encuentra libre en el grano germinado de la cebada. Se emplea para fabricar cerveza y además forma parte del glucógeno y almidón.

Se hidroliza fácilmente por acción de la maltasa, enzima localizada en la superficie externa de las células epiteliales que revisten el intestino delgado. Esta hidrólisis genera dos moléculas de α -D-glucosa.

c) Glúcido con Función Estructural

Quitina

La quitina es un homopolisacárido de N-acetil-D-glucosamina (derivado de la glucosa) unido por enlaces β (1_4) análogo a la celulosa, formando cadenas paralelas. Es un polisacárido que realiza una función de sostén. Es el componente esencial del exoesqueleto de los artrópodos, y parece que tiene mucho que ver en el gran éxito evolutivo de estos organismos. También es componente estructural de la pared celular de las bacterias.

Celulosa

La celulosa forma parte de la pared celular de los vegetales. Es el componente principal de la madera (papel), y el papel es casi celulosa pura. Se calcula que el 50% de la materia orgánica de la biosfera es papel.

Es un polímero lineal y no ramificado de celobiosa (β –D Glucopiranosil (1-4) β -D-Glucopiranosa) unidos por enlace beta (1-4). Este enlace le da una gran resistencia. Las cadenas de glucosas se unen entre sí por puentes de hidrógeno, dando microfibrillas que, a su vez, producen fibras ya visibles. Las fibras son muy rígidas e insolubles en agua. En la pared celular se disponen de forma paralela dando lugar a capas.

Los animales no pueden digerir la celulosa, a menos que tengan bacterias o protozoos simbiontes en su tubo digestivo, que con sus celulasas sean capaces de hidrolizar el enlace β (1-4) y liberar glucosas. La especie humana no puede digerir la celulosa, con lo que esta pasa a aumentar el volumen de las heces fecales.