TEMA 2: Glúcidos- Evau Aragón PDF

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Tema completo de glúcidos para estudiar para la Evau....

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TEMA 2: GLÚCIDOS 1.CARACTERÍSTICAS GENERALES Y CLASIFICACIÓN DE LOS GLÚCIDOS Los glúcidos son moléculas orgánicas que contienen átomos de C,H y O; algunos de ellos también átomos de N. Con frecuencia se denominan azúcares, ya que muchos de ellos tienen sabor dulce, y también reciben el nombre de hidratos de carbono. Sin embargo, los glúcidos son polialcoholes (-oh) con un grupo funcional carbonilo (c=o). Fundamentalmente, se trata de moléculas energéticas, es decir, son utilizadas para obtener energía aunque también existen glúcidos no energéticos. Los glúcidos se pueden clasificar en: 1) Monosacáridos u osas: Son los glúcidos más simples, no pueden ser hidrolizados. Según el tipo de grupo funcional, los monosacáridos se dividen en: 1- Aldosas: grupo carbonilo es un aldehído 2- Cetosas: llevan un grupo cetona 2) Ósidos: moléculas más grandes, unión de varios monosacáridos. Pueden experimentar reacciones de hidrólisis. Según el número de monosacáridos que posen, pueden ser: 1- Oligosacáridos: formados por la unión de dos a nueve monosacáridos. 2- Polisacáridos: compuesto por un número elevado de monosacáridos.

2. MONOSACÁRIDOS Los monosacáridos son los glúcidos más sencillos y, por ello, las células pueden utilizarlo directamente como fuente energética. Los ósidos deben ser hidrolizados.

2.1. PROPIEDADES DE LOS MONOSACÁRIDOS Son moléculas sólidas cristalinas e incoloras, solubles en agua y de sabor dulce. La presencia de un grupo carbonilo les proporciona unas propiedades reductoras que se usan para identificarlos.

2.2. ESTEREOISOMERÍA Propiedad de los glúcidos La existencia de moléculas con la misma fórmula plana o química pero distinta estructura espacial. Esto sucede siempre que hay algún átomo de carbono asimétrico, es decir, un carbono que está unido a cuatro grupos diferentes.

2.2.1 REPRESENTACIÓN DE ESTEREOISÓMEROS EN EL PLANO Se utiliza la proyección de Fischer, en los que la cadena carbonada se queda vertical y los grupos unidos a los carbonos se sitúan a la derecha y a la izquierda.

TIPOS DE ESTEREOISÓMEROS El número total de estereoisomeros en una molécula con n carbonos será: 2n. 1) Luz polarizada: según hacia donde desvíen la luz polarizada. Hacia la derecha dextrógiro. (+) Hacia la izquierda levógiro (-). 2) Grupo –oh del último carbono asimétrico: si en la proyección de fischer el grupo oh del último carbono asimétrico queda a la derecha  d. si el oh está en la izquierda  L. Los seres vivos solo usan el isómero D. (NO hay relación entre la actividad óptica, dextrógira o levógira, y el carácter D o L de un estereoisómero). 3) Enantiomorfos o enantiómeros: imágenes especulares entre sí. (conservan el mismo nombre). Epímeros: no son imágenes especulares. 4) Anómeros: tras la ciclación, el carbono del grupo carbonilo es asimétrico (se llama anomérico). Dos estereoisómeros: Cuando el grupo hidróxilo se sitúa hacia abajo: Cuando el grupo hidróxilo se sitúa hacia arriba:

2.3 CLASIFICACIÓN DE LOS MONOSACÁRIDOS 2.3.1 TRIOSAS Contienen tres átomos de carbono y existen dos triosas: La dihidroxiacetona es un monosacárido que no presenta estereoisómeros ya que no tienen carbono asimétrico. Ambas aparecen como productos intermedios en procesos metabólicos. 2.3.2. TETROSAS Cuatro átomos de carbono. Ej: D-eritrosa Menos abundantes en seres vivos. 2.3.3 PENTOSAS Presentan cinco átomos de carbono. Algunas pentosas desempeñan importantes funciones biológicas, como la D-ribosa que es un componente fundamental de los ribonucleicos que constituyen el ARN . Otra aldopentosa muy semejante, es la desoxirribosa, se encuentra en desoxirribonucleicos que forman el ADN.

Dlos

Una ceropentosa, la D-ribulosa, interviene en la fotosíntesis. 2.3.4 HEXOSAS Monosacáridos que tienen seis carbonos. Entre las aldohexosas destaca la glucosa, la molécula energética más utilizada por los seres vivos. Se localiza en estado libre en el citoplasma celular. Constituye la unidad componente de los polisacáridos más comunes. Otra aldohexosa, es la galactosa, se encuentra en la leche o formando parte de disacáridos como la lactosa de polisacáridos complejos y de ciertos glucolípidos. La fructosa, también conocida como levulosa, es una cetohexosa.

2.4 ESTRUCTURA DE LOS MONOSACÁRIDOS EN DISOLUCIÓN Cuando los monosacáridos de cinco átomos o más están disueltos. La mayoría de estos monosacáridos se presenta constituyendo moléculas cíclicas con anillos de cinco o seis átomos. Las estructuras cíclicas se originan al reaccionar el grupo carbonilo (C=O) con uno de los grupos hidroxilo (OH). Se produce un hemiacetal (aldehído) o un hemicetal (cetona). Debido a los ángulos de los enlaces de carbono solo son estables los ciclos de cinco y de seis átomos. Los ciclos pentagonales se denominan furanosas y los hexagonales, piranosas. Como resultado de la ciclación, el carbono del grupo carbonilo pasa a ser asimétrico, y, por tanto se originan dos nuevos estereoisómeros, que se denominan anómeros (alfa y beta).

2.5 NOMENCLATURA DE PENTOSAS Y HEXOSAS 1) El tipo de anómero (alfa y beta) 2) El tipo de enantiomorfo (D o L) 3) El nombre de la molécula (glucosa, galactosa...) 4) El tipo de estructura cíclica (furanosa o piranosa)

2.6 MOLÉCULAS DERIVDAS DE LOS MONOSACÁRIDOS 1) La oxidación del grupo hidroxilo terminal produce ácidos urónicos que se encuentran en algunos heteropolisacáridos. 2) La reducción del grupo carbonilo origina polialcoholes como el manitol o la glicerina. 3) La sustitución de un desoximonosacáridos.

grupo hidroxilo

por

hidrógeno

da lugar

a

los

3.ENLACE O-GLUCOSÍDICO Los monosacáridos pueden unirse entre sí para constituir otros glúcidos más complejos.  

Condensación: se unen dos monosacáridos  disacáridos Polimerización: se unen muchos monosacáridos  polisacáridos Se lleva a cabo al interaccionar dos grupos hidroxilo de dos moléculas diferentes. Se libera una molécula de agua y se produce la unión de dos monosacáridos por el oxigeno de unos de los dos grupos hidroxilo. Se denomina enlace O-Glucosídico.

 Hidrólisis: es la reacción inversa. Mediante la adición de una molécula de agua  se rompe el enlace O-glucosídico.

4.DISACÁRIDOS Unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico. Cuando los dos grupos -OH implicados son anoméricos, el enlace se llama dicarbonílico, mientras que si uno de ellos no es anomérico, el enlace se llama monocarbonílico. PODER REDUCTOR: capacidad de un átomo o ion de ceder uno o más electrones. En el primer caso, la molécula no posee poder reductor. El segundo, el disacárido es reductor.

4.1 PROPIEDADES DE LOS DISACARIDOS Las mismas propiedades que los monosacáridos: 1) Solubles en agua 2) Cristalizables 3) Incoloros 4) Sabor dulce 5) Su capacidad reductora está condicionada por la existencia de un grupo anomérico libre.

4.2 NOMENCLATURA 1) En primer lugar se escribe el nombre del monosacárido que emplea el -OH del grupo carbonilo , cambiando la terminación -osa por -osil. 2) A continuación, se expresa entre paréntesis los carbonos participantes en el enlace. 3) Por último, se escribe el nombre del segundo monosacárido con la terminación osa, si el enlace es monocarbonílico, o con la terminación -ósido, si es dicarbonílico.

4.3 DISACÁRIDOS MÁS IMPORTANTES  SACAROSA: B-D-fructofuranosil (2  1) -D-glucopiranósido. -azúcar de consumo habitual /// componente de la savia elaborada -No tiene poder reductor (enlace dicarbonílico) -Formado por fructosa + glucosa (se gira)  LACTOSA: B-D-galactopiranosil (1  4) B-D-glucopiranosa -Se encuentra libre en la leche y unida a otras moléculas. - Formado por galactosa+glucosa OTROS No cumplen su función en estado libre y solo aparecen cuando los polisacáridos son hidrolizados.  MALTOSA: -D-glucopiranosil (1 4) -D-glucopiranosa -Procede de la hidrólisis del almidón y glucógeno. -Aparece en semillas en germinación. -Puede estar constituida por una glucosa alfa y otra beta.  ISOMALTOSA: -D-glucopiranosil (1  6) -D-glucopiranosa -Se obtiene del almidón y del glucógeno.  CELOBIOSA: B-D-glucopiranosil (1  4) B-D-glucopiranosa -Se obtiene de la hidrólisis del polisacárido celulosa.

5. POLISACÁRIDOS Están formados por largas cadenas de monosacáridos unidos mediante enlaces Oglucosídicos o macromoléculas. Estas cadenas pueden ser lineales o ramificadas. La formación de los polisacáridos a partir de los monosacáridos constituye un ejemplo de polimerización, en la que se libera una molécula de agua por cada enlace Oglucosídico. La rotura de los enlaces de realiza por hidrólisis.

5.1 PROPIEDADES DE LOS POLISACÁRIDOS No se disuelven fácilmente en agua y pueden ser insolubles u originar dispersiones coloidales. Además no son cristalinos ni tienen sabor dulce. Los polisacáridos tampoco poseen carácter reductor, ya que no contienen carbonos anoméricos con grupos hidroxilo libres.

5.2 CLASIFICACIÓN DE LOS POLISACÁRIDOS 1) HOMOPOLISACÁRIOS -Anómeros  Reserva energética.  Se hidrolizan fácilmente -Anómeros  Función estructural  Gran resistencia a la hidrólisis 1)Homopolisacáridos de reserva  ALMIDÓN: en los amiloplastos de las células vegetales. Se compone: Amilosa: formada por -D-glucopiranosas unidas mediante enlaces (1 4) en una cadena sin ramificar (cadena con disposición helicoidal y seis monómeros por cada vuelta de hélice). Amilopectina: formada por -D-glucopiranosas unidas mediante e. (1 4), en una cadena ramificada con e. (1 6) en los lugares de ramificación (cada 12 monómeros). GLUCÓGENO: polisacárido de reserva en animales y hongos ( gránulos visibles en el hígado)   Formado por -D-glucopiranosas con una estructura parecida a la amilopectina (1 4) y (1 6) en las ramificaciones cada 8 o 10 monómeros. 

 DEXTRANOS: polisacárido de reserva en levaduras.   Formados por -D-glucopiranosas, en cadenas ramificadas. Las uniones son variables: (1  3), (1  2)… 1.1)

ESTRUCTURALES

Enlaces estructurales difícil de hidrolizar  estructuras biológicas resistentes  CELULOSA: componente principal de la pared celular vegetal / papel, madera  Polímero lineal formado por B-D-glucopiranosas con enlaces (1 4).  PECTINA: componente de la pared celular vegetal.   Formado por un derivado de la galactosa (ácido metilgalacturónico) QUITINA: componente fundamental de las cutículas y el exoesqueleto de artrópodos.   Formado por un monómero derivado de la glucosa (N-acetil-B-D-glucosamina). Unión por enlace (1  4) y forma una cadena lineal. 

2) HETEROPOLISACÁRIDOS (2 o más monosacáridos diferentes)  HEMICELULOSA: componente de la pared celular de las células vegetales.   Formado por aldopentosas: xilosa y arabinosa  GOMAS: forman parte de secreciones vegetales con papel defensivo.   Composición diversa  MUCÍLAGOS: Pueden absorber gran cantidad de agua. Se encuentran en vegetales, bacterias y ALGAS: agar-agar (D y L-galactosa): industria alimentaria e investigaciones microbiológicas para preparar cultivos sólidos.  MUCOPOLISACÁRIDOS: son de origen animal   Funciones y composición variadas. Se asocian a proteínas para formar líquidos viscosos que actúan intercelularmente. Los más importantes: Ácido hialurónico: en tejido conectivo, líquido sinovial de articulaciones. Condroitina: composición semejante al ac. Hial.: huesos, cartílagos Heparina: inhibe la coagulación de la sangre. Se encuentra en la pared arterial.

6. MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN DE GLÚCIDOS MONOSACÁRIDOS Y DISACÁRIDOS (de polisacáridos)

PROPIEDADES FISICOQUIMICAS

- solubles en agua - cristalizables - dulces

REDUCTOR/ NO REDUCTOR

PRUEBA DE FEHLING

Calentar una disolución de glúcido y CuSO 4. No reductorno

reacciona (azul) Reductor reacción (rojo-naranja) DISTINCIÓN DE REACTIVO DE LUGOL POLISACARIDOS (ALMIDÓN/ GLUCÓGENO)

almidónazul

CELULOSA

Si es celulosa color

COLORANTE ESPECÍFICO

glucógenorojo

verde...