Carbohidratos-biomoleculas

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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
Unidad Educativa Privada Escuela Diocesana “San Juan Bautista”
Maracay, Edo. Aragua
INFORME BIOMOLÉCULAS:
CARBOHIDRATOS
Maracay, marzo de 2020
Introducción
La biomolécula es un compuesto que se encuentra en los organismos vivos. Están formadas por sustancias químicas compuestas principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, sulfuro y fósforo. Las biomoléculas son el fundamento de la vida y cumplen funciones imprescindibles para los organismos vivos.
Los carbohidratos son una de las tantas biomoléculas que se encuentran en la biosfera y en los seres vivos. Son los principales componentes de casi todas las plantas comprenden del 60 a 90% de su masa. Los seres humanos, no solo utilizan los carbohidratos en su alimentación (aproximadamente del 60 a 65% en masa de la dieta mundial), sino que también para su vestimenta (algodón, lino, rayón), combustible y productos de papel. 
Se tratará a profundidad el tema mediante conceptos, desglosando cada idea sobre esta importante biomolécula. 
Unidad Educativa Privada Escuela Diocesana “San Juan Bautista”
Maracay, Edo. Aragua
Carbohidratos
Autores: 
Año: 2020
Nivel: 5to año Administración de Servicios
Resumen
	Los carbohidratos, un tipo biomoléculas que forman un extenso grupo de sustancias. Están presentes tanto en alimentos de origen animal como de origen vegetal, siendo los compuestos orgánicos más abundantes en la biosfera. Están formados por carbono(C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) con la formula general (CH2O)n. Compuestos por azúcares simples (monosacáridos) que se combinan para formar carbohidratos más complejos, con dos se llaman disacáridos, de dos a diez azúcares simples se llaman oligosacáridos, y los que tienen un número mayor se llaman polisacáridos, a la vez estos se subdividen en otros tipos según su forma y estructura. Son dos los grupos químicos que caracterizan a los carbohidratos: el grupo carbonilo (-C=O) y el grupo hidroxilo (-OH). El carbonilo se encuentra en aldehídos y cetonas; el hidroxilo se encuentra en los alcoholes.
En este trabajo se explica el concepto que abarca a los carbohidratos, su composición química, clasificación, estructura básica, diversas funciones en los ámbitos: sanitario, biológico, tecnológico y económica así como también la observación del boceto inspirado en el modelo de esta importante biomolécula 
Descriptores: Carbohidratos, biomoléculas, sustancias, alimentos, azúcares, orgánicos, importancia, energía, sustancia
 
¿Qué son?
Los carbohidratos son un tipo de biomoléculas también llamados glúcidos o hidratos de carbono forman un extenso grupo de sustancias compuestas de hidrógeno, carbono y oxígeno principalmente. Están presentes tanto en alimentos de origen animal como la leche y sus derivados como en los de origen vegetal; legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas.
Son los compuestos orgánicos más abundantes en la biosfera
Carbohidratos o Glúcidos - Estructura Química
Están formados por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) con la formula general (CH2O)n. Los carbohidratos incluyen azúcares, almidones, celulosa, y muchos otros compuestos que se encuentran en los organismos vivientes. Se conocen como hidratos de carbono, pues la estructura química general luce como un carbono con una molécula de agua Cn(H2O)n. También se les llaman sacáridos o azúcares. La palabra "sacárido" deriva del griego sákcharon que significa "azúcar".
Los carbohidratos básicos o azúcares simples se denominan monosacáridos. Azúcares simples pueden combinarse para formar carbohidratos más complejos. Los carbohidratos con dos azúcares simples se llaman disacáridos. Carbohidratos que consisten de dos a diez azúcares simples se llaman oligosacáridos, y los que tienen un número mayor se llaman polisacáridos.
Un oligosacárido está hecho por 2 a 10 unidades de monosacáridos unidas por uniones glucosídicas. Los polisacáridos son mucho más grandes y contienen cientos de unidades de unidades de monosacáridos. La presencia de los grupos hidroxilo permite a los carbohidratos interactuar con el medio acuoso y participar en la formación de uniones de hidrogeno, tanto dentro de sus cadenas como entre cadenas de polisacáridos. Derivados de carbohidratos pueden tener compuestos nitrogenados, fosfatos, y de azufre. Los carbohidratos pueden combinarse con los lípidos para formar glucolípidos o con las proteínas para formar glicoproteínas.
	Monosacáridos
	En forma sólida son de color blanco, cristalino, muy soluble en agua e insoluble en disolventes no polares. La mayoría tienen sabor dulce. No pueden ser hidrolizados en moléculas más sencillas. Son los azúcares más sencillos, son aldehídos (aldosas) o cetonas (cetosas) con dos o más grupos hidroxilo.
Los monosacáridos pueden subdividirse en grupos según el número de átomos de carbono que poseen:
 
	
	· Triosas (CH2O)3
	
	· Tetrosas (CH2O)4
	
	· Pentosas (CH2O)5
	
	· Hexosas (CH2O)6
	
	· Heptosas (CH2O)7
	
	· Octosas (CH2O)8 
Pueden subdividirse, además, en aldosas y cetosas según tengan un grupo aldehído o
cetona:
	Aldosas
	
	D-gliceraldehido 
	D-eritrosa 
	D-treosa 
	D-ribosa 
	D-arabinosa 
	D-xilosa 
	D-lixosa 
 
	
	D-alosa 
	D-altrosa 
	D-glucosa 
	D-manosa 
	D-gulosa 
	D-idosa 
	D-galactosa 
	D-talosa 
	
Cetosas
	
	Dihidroxiacetona 
	D-eritrulosa 
	D-ribulosa 
	D-xilulosa 
	
	D-psicosa 
	D-fructosa 
	D-sorbosa 
	D-tagatosa 
	Los azúcares presentan estructura cíclica. El grupo carbonilo es un grupo muy reactivo y forma hemiacetales al reaccionar con un grupo –OH propio o de otra molécula. En el caso de que la cadena del azúcar sea lo suficientemente larga (4-6 átomos de carbono), uno de los grupos hidroxilo de la misma molécula puede reaccionar con el grupo carbonilo para formar un hemiacetal cíclico, que se halla en equilibrio con la forma de aldehído o de cetona libre. Los éteres de hidroxilo hemiacetálico reciben el nombre de glucósidos.
 
De esta forma, por ejemplo, la glucosa, el monosacárido más común, se puede representar de tres maneras:
	
	 
	Las estructuras cíclicas de estos monosacáridos pueden ser de tipo piranosa (anillo de 6 elementos) o de tipo furanosa (anillo de 5 elementos), la nomenclatura se debe a que son similares a las compuestos conocidos como pirano y furano:
	
	-D-glucopiranosa 
	-D-glucopiranosa 
	
	-D-fructofuranosa 
	-D-fructofuranosa 
Derivados de azúcares
D-glucuronato
Un derivado carboxílico de la glucosa D-glucuronato, que forma parte de los glucurónidos y
está presente en los glucosaminoglucanos.
-D-glucuronato 
Aminoazúcares
	Diversos grupos hidroxilo de los monosacáridos se pueden sustituir por grupos amino. Entre las más conocidas están la Glucosamina (2-amino-2-desoxi-D-glucosa)  y la galactosamina (2-amino-2-desoxi-D-galactosa).
	 
	
	
	-D-glucosamina 
	-D-galactosamina 
	
	
	
Aminoazúcares ácidos
El ácido N-acetilmurámico, derivado de la N-acetil-glucosamina, participa en la formación de
las paredes bacterianas y asegura así su rigidez.
N-acetilmurámico 
Ácidos siálicos
	El ácido neuramínico es una cetosa de nueve átomos de carbono que resulta de la condensación del ácido pirúvico con la D-manosamina. El ácido neuramínico no existe en estado libre, sino que siempre se presenta combinado (N-acetil, N-glucosil, O-acetil, O-glucosil). Estas combinaciones constituyen los ácidos siálicos.
	 
N-acetilneuramínico 
Los ácidos siálicos son de gran interés en biología. Intervienen en la formación de las glucopro-
teínas así como de los glucolípidos de las membranas celulares.
Ácido L-ascórbico
El ácido L-ascórbico es la vitamina C y es un compuesto muy reductor.
	
	
	L-ascórbico 
	L-dehidroascórbico 
Desoxiazúcares
	Son azúcares en los que se ha sido eliminado el oxígeno de un grupo hidroxilo, dejando el hidrógeno. Entre los desoxiazúcuras tenemos 2-desoxirribosa es uno de los componentes fundamentales del ADN.
	 
	
	
	D-2-desoxirribosa 
	-D-2-desoxirribosaL-fucosa (6-desoxi-L-galactosa), forma parte de los poliósidos de la leche y las glucoproteínas. L-ramnosa (6-desoxi-L-manosa) está presente en la pared de algunas células bacterianas y vegetales
	 
	
	
	6-desoxi-L-galactosa
L-fucosa 
	6-desoxi-L-manosa
L-ramnosa 
Inositoles o ciclitoles
Los inositoles o ciclitoles son derivados del ciclohexano en los cuales un hidrógeno de
cada carbono ha sido reemplazado por un grupo hidroxilo.
 
 
Mioinositol
	Disacáridos
Los disacáridos son azúcares compuestos por dos residuos de monosacáridos unidos por un enlace glucosídico (éter), con pérdida de una molécula de agua al realizarse dicha unión. El enlace glucosídico es la formación de un acetal entre el -OH anomérico de un monosacárido y un -OH de otro monosacárido; es estable frente a la acción de las bases, sin embargo se hidroliza frente a los ácidos.
Podemos hablar de dos grandes grupos de disacáridos dependiendo de la existencia o no de un -OH anomérico libre (es decir, si no entra o si entra a formar parte del enlace glucosídico):
	
	· Reductores: presentan un -OH anomérico libre.
	· No reductores: no presentan ningún -OH anomérico libre.
	 
	Los disacáridos se nombran indicando el lugar de formación del enlace glucosídico, el tipo de configuración cíclica y el nombre de los azúcares que intervienen. Por ejemplo, la lactosa es la 1--D-galactopiranosil-4--D-glucopiranosa:
	 
	
 
	
Los disacáridos más importantes son los que se detallan a continuación:
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Oligosacáridos
	Los oligosacáridos al hidrolizarse dan de tres a seis moléculas de monosacáridos. Así los trisacáridos están formados por la condensación de tres moléculas de monosacáridos. Por ejemplo la radinosa que es -D-galactopiranosil [16] -D-glucopiranosil [12] -D-fructofuranosido es el azúcar de la remolacha.
	 
	
	El glucógeno es el polisacárido que se almacena en el organismo animal, a veces se designa como almidón animal. El glucógeno posee una estructura mucho más ramificada que la de la amilopectina, con cadenas de 11 a 18 residuos de -glucopiranosa unidos por enlaces glucosídicos [14] y ramificaciones unidas a las cadenas por medio de enlaces glucosídicos  [16].
	 
Glucógeno
	
	Polisacáridos
Los polisacáridos, también llamados poliósidos o glucanos, están formados por más de 10 residuos de monosacáridos. A continuación, se resumen las características más importantes de los principales tipos de polisacáridos.
Almidón
El almidón está formado por una cadena a-glucosídica, que es un polímero de glucosas unidas a través de enlaces 14, con enlaces 16 en los puntos de ramificación. Constituye la fuente más importante de carbohidratos de los alimentos y se encuentra en cereales, patatas, legumbres y otros vegetales. Los dos constituyentes principales del almidón son la amilosa y la amilopectina.
La amilosa constituye de un 15 a un 20% del almidón y tiene estructura helicoidal no ramificada. 
La amilopectina constituye un 80-85% del almidón y consiste en cadenas muy ramificadas, de 24 o 30 residuos de glucosa unidos por enlaces 14 en las cadenas y por enlaces 16 en los puntos de ramificación.
	 
	
	
	
	
Celulosa
	La celulosa es un constituyente importante del armazón de los vegetales. Consiste en unidades de -D-glucopiranosa unidas por enlaces [14] formando cadenas rectas y largas, reforzadas por enlaces cruzados de puentes de hidrógeno. La celulosa no puede ser digerida por muchos mamíferos, incluyendo el hombre (debido a la carencia de una hidrolasa que ataque el enlace [14]). En el intestino de los rumiantes y otros herbívoros existen microorganismos capaces de hidrolizar estos enlaces , haciendo disponible la celulosa como fuente calórica importante para tales animales.
	 
	
	
Quitina
	La quitina es un tipo de polisacárido de gran importancia estructural en los invertebrados. Se puede encontrar en los exoesqueletos de crustáceos e insectos. Las unidades básicas son N-acetil-D-glucosaminas unidas por enlaces  [14] glucosídicos.
	 
	
	
Glucosaminoglucanos
	Los glucosaminoglucanos (mucopolisacáridos) están constituidos por cadenas de carbohidratos complejos, caracterizándose por contener aminoazúcares y ácidos urónicos. Cuando estas cadenas se unen a una molécula de proteína, el compuesto se conoce como un péptidoglucano. Se encuentran relacionados con elementos estructurales de los tejidos animales, como la elastina y el colágeno o como el propio tejido óseo. Presentan la propiedad de retener grandes cantidades de agua y de adoptar una conformación extendida en disolución, por lo que son útiles a la hora de acojinar o lubricar; en la manifestación de estas propiedades es importante el gran número de grupos -OH y de cargas negativas de estas moléculas, lo que permite, por el establecimiento de fuerzas de repulsión, que se conserven relativamente separadas entre sí las cadenas de carbohidratos. Ejemplos de este tipo de polisacáridos son: el ácido hialurónico, el sulfato de condroitina y la heparina.
	 
	
	
	Heparina: (2-sulfato de D-glucuronato 14) 6 sulfato de N-sulfo-D-glucosamina (14)
	
	
	Acido hialurónico: D-glucuronato  (13)  N-acetil-D-glucosamina) (14)
	
	
	4-Sulfato de condroitina: D-glucuronato (13)  N-acetil-D-glucosamina) (14)
Glucoproteínas (mucoproteínas)
	Las glucoproteínas existen en muchas condiciones diferentes en los líquidos corporales y en los tejidos, incluso en las membranas celulares. Son proteínas que contienen carbohidratos en diversas proporciones, adheridos a ellas en forma de cadenas cortas o largas (más de 15 unidades), ramificadas o no. Dichas cadenas se denominan cadenas oligosacáridas. 
Estructura básica de los carbohidratos
Estructura de los carbohidratos más simples: gliceraldehído y dihidroxiacetona.
Como todas las biomoléculas, los carbohidratos tienen tres elementos básicos: el carbono (C), el hidrógeno (H) y el oxígeno (O). Son dos los grupos químicos que caracterizan a los carbohidratos: el grupo carbonilo (-C=O) y el grupo hidroxilo (-OH). El carbonilo se encuentra en aldehídos y cetonas; el hidroxilo se encuentra en los alcoholes.
Un carbohidrato puede ser entonces un aldehído o una cetona:
•	Si el grupo carbonilo se encuentra en un extremo es un aldehído.
•	Si el grupo carbonilo se encuentra en los carbonos intermedios es una cetona.
Adicionalmente, un carbohidrato posee varios grupos hidroxilo, por lo que pueden ser considerados como polialcoholes o polihidroxi. Estructuralmente, los carbohidratos son polihidroxi aldehídos o polihidroxi cetonas y sus derivados.
Funciones
1.- Son fuente de energía: La función principal de los carbohidratos es servir como un “combustible” energético para el cuerpo. La energía derivada de la degradación de los carbohidratos es utilizada finalmente para potenciar la contracción muscular además de todas las formas de trabajo biológico. La energía de los carbohidratos puede liberarse, en los músculos activos hasta tres veces más rápidamente que la energía de las grasas.
2.- Los carbohidratos son esenciales para el buen funcionamiento del sistema nervioso central. El cerebro utiliza la glucosa sanguínea como combustible casi exclusivamente. No tiene un depósito de dicho alimento 
3.- Los carbohidratos tienen una función plástica o estructural, es decir, algunos glúcidos forman parte de tejidos fundamentales, como por ejemplo, el ADN y ARN o las membranas celulares
Importancia
Biológica: Los carbohidratos conllevan una gran importancia biológica ya que juegan un papel importante, aportando energía a diversos tejidos y órganos, son esenciales en el funcionamiento del sistema nervioso central y son importantes en procesos vitales como: Fotosíntesis y respiración
Económica: Tiene un papel fundamental en la industria alimentaria ya que gracias a la tecnología alimenticia los carbohidratos son utilizados en un sinfín de alimentos, mejorando así su conservación y producción. La glucosa se encuentra presente en alimentos como: pan, pastas, cereales integrales, legumbres, lácteos,miel, etc. Es utilizado como saborizante y edulcorante en la producción de alimentos y bebidas dulces. Compuestos como la sacarosa actúan como sustrato para la levadura en los procesos de fermentación (elaboración de cerveza y sidras)
Tecnológica: Gracias a estudios y prácticas de investigadores de química bioorgánica de los carbohidratos de la Universidad de Sevilla, han desarrollado glicofármacos capaces de unirse fuertemente a proteínas mutantes que se encuentran mal plegadas y devolverles su forma correcta. Además los expertos trabajan con compuestos derivados de los azúcares capaces de prevenir y curar ciertas patologías. Esta estrategia supone una esperanza para el tratamiento de enfermedades raras como la enfermedad de Gaucher o la enfermedad de Fabry, que implican un deterioro neurológico importante, para los que hoy en día no hay un tratamiento satisfactorio. 
Sanitaria: Los carbohidratos presentan mucha relevancia en el ámbito sanitario, ya que como se ha mencionado anteriormente aportan a nuestro cuerpo energía y son esenciales para el correcto funcionamiento del organismo. No obstante un consumo excesivo puede provocar consecuencias en la salud. Y es que en los últimos años el campo sanitario ha sufrido una problemática a nivel mundial, que tiene que ver con pacientes de diabetes, ya que estos últimos no han tomado las previsiones indicadas afectando su salud, obteniendo así, idas de emergencia a hospitales debido a los altos niveles de glucosa
Conclusión 
Se concluye que los carbohidratos son esenciales para los seres vivos ya que estos aportan energía al cuerpo y al cerebro, forman parte de algunos tejidos fundamentales y de procesos vitales, como la fotosíntesis y la respiración. Son fundamentales en diversas industrias como en la industria alimentaria, siendo utilizados en un sinfín de alimentos, mejorando así su conservación y producción. Además, son importantes en la farmacología, usadas para producción de medicinas, cuales tratan proteínas mutantes y ciertas enfermedades raras. 
Sin ellas las plantas ni los seres vivos podrían realizar ciertas funciones ni sobrevivir.
Referencias Bibliográficas
· Osher Duarte. (2011).Carbohidratos en la química de los alimentos 
https://es.slideshare.net/Osher1/carbohidratos-enlaquimicadelosalimentos-8264504?fbclid=IwAR1mAuK2e11sPCn6cDK3jU02Kyfj9awjspmQulqyUfsh8RUuL5xu9rA_wuw [Consulta 9 de marzo de 2020]
· Agustín Camacho. (2013). Presentación carbohidratos
https://es.slideshare.net/gUgUsTaSiO/presentacion-carbohidratos-25703187 
[Consulta 10 de marzo de 2020]
· María de la luz Gómez Aguilar. (2018). Carbohidratos, insulina y obesidad.
http://www.voyvengo.com.mx/revista/item/carbohidratos-insulina-y-obesidad?fbclid=IwAR2F0E-zrjOfq043GfyjzANUhvN7gqJbVAaF5GD_GYNmdqmRwZRe8U6Oxr4
[Consulta 11 de marzo de 2020]
Anexo