3-4 Carbohidratos - Diego Chavez

Vista previa del material en texto

Carbohidratos 
Basado en: Principles of Biology book, Chapter 8
8:27 
Carbohidratos
• Monosacáridos y polisacáridos en base a las 
características moleculares.
• Estructuras de oligosacáridos y polisacáridos con sus 
funciones en células y organismos.
8:27 
P
O
OO
O
ion fosfato
(éster fosfórico)
NH2
amino
(amina)
C
O
OR
éster
(éster)
OH
hidroxilo
(alcohol)
C
O
carbonilo
(cetona)
C
O
H
carbonilo
(aldehído)
C
O
OH
carboxilo
(ácido)
Grupos funcionales de compuestos orgánicos
8:27 
presentes en carbohidratos
✓Los glúcidos son biomoléculas orgánicas. Están 
formados por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, aunque 
además, en algunos compuestos también podemos 
encontrar Nitrógeno, Fósforo o Azufre.
✓Reciben también el nombre de azúcares, 
carbohidratos o hidratos de carbono.
✓La importancia biológica principal de este tipo de 
moléculas es que aportan energía o pueden conferir 
estructura, tanto a nivel molecular (forman 
nucleótidos), como a nivel celular (pared vegetal) o 
tisular (tejidos vegetales de sostén, con celulosa). 
También participan en la síntesis de aminoácidos y 
ácidos nucleicos.
8:27 
Diversity of Structure and Function in Carbohydrate Molecules
Carbohydrates make up many of the staple 
foods that we eat, including rice, corn, honey, 
fruit and milk. 
They are also widely distributed throughout 
the natural world in plants, arthropods, and 
bacteria. With their diverse composition and 
structures, carbohydrates have multiple 
functions. In particular, they store energy for 
organisms and are the basis of many 
structures in living things. They also 
participate in the synthesis of amino acids 
and nucleic acids. Finally, they have a 
structural function: cellulose and chitin.
8:27 
8:27 
8:27 
LOS MONOSACÁRIDOS
✓Los monosacáridos son sustancias con sabor dulce, 
cristalizables y solubles en agua. Se oxidan fácilmente, 
transformándose en ácidos, por lo que se dice que poseen poder 
reductor (cuando ellos se oxidan, reducen a otra molécula).
✓Los monosacáridos son moléculas sencillas que responden a 
la fórmula general (CH2O)n. Están formados por 3, 4, 5, 6 ó 7 
átomos de carbono. 
✓Químicamente son polialcoholes, es decir, cadenas de 
carbono con un grupo –OH en cada carbono, con un grupo 
aldehído o un grupo cetona.
✓Se clasifican atendiendo al grupo funcional (aldehído o 
cetona) en aldosas, con grupo aldehído, y cetosas, con grupo 
cetónico.
✓Cuando aparecen carbonos asimétricos, presentan distintos 
tipos de isomería.8:27 
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/glosario.htm
8:27 
Composición química de 
los monosacáridos
QUÍMICAMENTE SON
SEGÚN EL GRUPO 
FUNCIONAL
TIENEN CARÁCTER 
REDUCTOR
SE NOMBRAN
EJEMPLO
POLIHIDROXICETONASPOLIHIDROXIALDEHÍDOS
CETOSAS (cetona)ALDOSAS (aldehído)
ALDO +
NÚMERO DE 
CARBONOS
+ OSA CETO +
NÚMERO DE 
CARBONOS
+ OSA
CETOTRIOSAALDOTRIOSA
8:27 
Tres características que definen
la clasificación de los monosacáridos
1. La localización precisa del grupo carbonilo C=O, 
2. La longitud del esqueleto de carbonos,
3. La distribución espacial de los grupos hidroxilo en 
torno a los carbonos asimétricos
8:27 
8:27 
ISOMERÍA
La isomería es una característica 
que aparece en aquellas 
moléculas que tienen la misma 
fórmula empírica, pero presentan 
características físicas o químicas 
que las hacen diferentes. A estas 
moléculas se las denomina 
isómeros.
D -glucosa
Se produce un enlace 
hemiacetal entre el grupo 
aldehído y un grupo alcohol
Ciclación de aldosas
8:27 
D -fructosa
Se produce un enlace 
hemicetal entre el grupo 
cetona y un grupo alcohol
Ciclación de cetosas
8:27 
Interpreting the Ring Structure of a Carbohydrate Molecule
Figure 2: Glucose can transform between linear and 
ring structures.
Glucose is often shown in a linear form (a). However, 
in aqueous solutions, glucose occurs in both linear and 
ring forms (b). The ring can assume two different 
conformations referred to as the α (alpha) and β 
(beta) forms, depending on whether the newly 
formed hydroxyl group faces up or down relative to 
the rest of the ring.
8:27 
PENTOSAS
TRIOSAS
GLICERALDEHÍDO y DIHIDROXIACETONA
Intermediarios del metabolismo de la glucosa.
TETROSAS
ERITROSA
Intermediario en procesos de nutrición autótrofa.
Componente estructural 
de nucleótidos.
Componente de 
la madera.
Presente en la 
goma arábiga.
Intermediario en la 
fijación de CO2 en 
autótrofos.
RIBOSA XILOSA ARABINOSA RIBULOSA
Monosacáridos de importancia
biológica
8:27 
8:27 
deshidratación
hidrólisis
Formación del enlace glucosídico
Ruptura del enlace glucosídico
Son polímeros de monosacáridos unidos
por enlaces O-glucosídicos
HOMOPOLISACÁRIDOS
HETEROPOLISACÁRIDOS
ESTRUCTURAL
DE RESERVA
 CELULOSA 
 QUITINA 
 PECTINAS 
 HEMICELULOSAS 
 AGAR - AGAR 
 GOMAS 
 MUCÍLAGOS 
 PEPTIDOGLUCANOS 
 GLUCOSAMINOGLUCANOS 
 ALMIDÓN 
 GLUCÓGENO 
 DEXTRANOS 
Proporcionan soporte 
y protección.
Formados por 
monosacáridos diferentes.
Formados por el mismo 
tipo de monosacárido.
Proporcionan energía.
Polisacáridos
8:27 
8:27 
Estructura helicoidal Estructura plana
8:27 
Las células vegetales almacenan el almidón en plástidos
(amiloplastos y cloroplastos)
8:27 
Los amiloplastos se 
pueden convertir en 
cloroplastos, y viceversa.
Todos los plástidos
tienen su propio
genoma. Se cree que
originaron de 
cianobacterias.
Organisms use polysaccharides for energy storage
The primary energy storage polysaccharide in plants is starch (almidón), which is composed of glucose 
monomers. Plants store starch as granules in their amyloplasts and chloroplasts. When plants need to 
produce ATP, they rely on starch reserves to release glucose monomers.
a) Mouse liver cells reveal glycogen granules, which are stained magenta (400x magnification). b) Transmission 
electron microscopy of a chloroplast with starch granules ("st") (Scale bar: 500 nm).
8:27 
Glucógeno es el polisacárido propio de los animales (y 
hongos). Se encuentra abundantemente en el hígado y en 
los músculos. Molécula muy similar a la amilopectina; pero 
con mayor abundancia de ramificaciones. Tardamos unos 
dos días en agotar nuestras reservas de glucógeno.
8:27 
Entre los polisacáridos estructurales, destaca la celulosa , que 
forma la pared celular de la célula vegetal. Esta pared constituye 
un estuche en el que queda encerrada la célula, que persiste tras 
la muerte de ésta. 
•La celulosa está constituida por unidades de β-D-glucosa, y la 
peculiaridad del enlace β hace a la celulosa inatacable por las 
enzimas digestivas humanas, por ello, este polisacárido funciona 
como fibra en la dieta humana.
8:27 
8:27 
Organisms use polysaccharides to build cellular structures 
Cellulose is part of the microfibril structure of plant cell walls. It is essentially a 
polymeric chain of glucose molecules in a crystalline structure. 
Monosaccharides: 
chemical 
modifications 
Organisms use polysaccharides to build cellular structures
The exoskeletons of arthropods, such as the millipede shown 
here, and centipedes are made up of the carbohydrate chitin.
8:27 
90% of dry weight 10% of dry weight
8:27 
Reconocimiento celular
• Las glucoproteínas o glicoproteínas
son moléculas compuestas por una
proteína unida a uno o varios glúcidos, 
simples o compuestos. Destacan entre 
otras funciones la estructural y el 
reconocimiento celular cuando están
presentes en la superficie de las
membranas plasmáticas (glucocálix).
8:27