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Carbohidratos La química de la célula

Jorge Aml

UNIDAD TEMÁTICA No.4BIOMOLÉCULAS: CARBOHIDRATOS

Descripción: En la presente unidad temática se describen las características estructurales y funcionales de las moléculas que constituyen a los seres vivos, dentro de las cuales se encuentran los carbohidratos. Objetivos: Describir las principales características estructura les de los carbohidratos y relacionarlas con sus funciones biológicas. Reconocer la importancia de los carbohidratos como fuente inmediata y reserva de energía para la actividad celular. Identificar las variedades de carbohidratos y su clasificación.

A continuación responda las siguientes preguntas

¿Cuál es la importancia del agua para los organismos? Las células de los organismo viven en un medio extracelular acuoso, también el agua es

indispensable por ser el solvente universal en los sistemas biológicos.

¿Cuál es la importancia de que una molécula sea hidrofílica o Lipofílica? Tienen la afinidad por el agua, por lo tanto se disuelven en ella. La mayoría de las

moléculas pequeñas presentes en la célula son hidrofílicas; los azucares, los ácidos

orgánicos y algunos aminoácidos son buenos ejemplos.

Enumere las principales biomoléculas. Oxigeno

Hidrogeno

Carbono

Nitrógeno

Fosforo

Azufre

¿Qué características en común poseen las moléculas orgánicas? Contienen carbono e hidrogeno, confieren solubilidad en agua y reactividad química a las

moléculas que lo contienen.

¿Qué variedad de átomos constituyen a los carbohidratos? Carbono, Hidrogeno y oxigeno (CH2O)n

Complete el siguiente cuadro.

Clasificación de acuerdo a:

Definición

Ejemplos

Función biológica

Número de carbonos

Triosa

Es un azúcar de 3 carbonos, con el carbonilo en un extremo de la cadena

D-gliceraldehido

Parte fundamental de la dieta humana y contribuyen a un elevado porcentaje en calorías para el individuo.

Tetrosa

Es un azúcar de 4 carbonos, con el carbonilo en un extremo de la cadena

D-eritrosa Parte fundamental de la dieta humana y contribuyen a un elevado porcentaje en calorías para el individuo.

Pentosa

Es un azúcar de 5 carbonos, con el carbonilo en un extremo de la cadena

D-ribosa Parte fundamental de la dieta humana y contribuyen a un elevado porcentaje en calorías para el individuo.

Hexosa

Es un azúcar de 6 carbonos, con el carbonilo en un extremo de la cadena

D-alosa Parte fundamental de la dieta humana y contribuyen a un elevado porcentaje en calorías para el individuo.

Grupo funcional

Aldehído

Tienen un grupo carbonilo esta al final de la cadena de carbonos, entonces el monosacárido es un derivado de tipo aldehído.

Aldo azucares

Parte fundamental de la dieta humana y contribuyen a un elevado porcentaje en calorías para el individuo.

Cetona

Tienen un grupo carbonilo intermedio se le denomina cetosa.

Cetoazucares

Parte fundamental de la dieta humana y contribuyen a un elevado porcentaje en calorías para el individuo.

Número de monómero

Monosacáridos

son azucares sencillos Aldohexosa D-

Es estable desde el punto de vista

s glucosa energético.

Disacáridos: Son dos monosacáridos unidos entre si covalentemente.

Es el azúcar de mesa, tiene una glucosa unida a una fructosa.

Sacarosa

Aporta la mayoría de ATP.

Azúcar de malta, formada por dos moléculas de glucosa.

Maltosa

Forma el enlace ἀ glucosídicos. Aporta la mayoría de ATP.

Azúcar de la leche, contiene una glucosa unida a una galactosa.

Lactosa

Forma el enlace ß glucosídicos. Aporta la mayoría de ATP.

Oligosacáridos

Son compuestos producto de la unión de dos o más azucares unidos por enlaces glucosídicos.

La maltosa, lactosa y la sacarosa

Parte fundamental de la dieta humana y contribuyen a un elevado porcentaje en calorías para el individuo.

Polisacáridos

Son cadenas largas de monosacáridos.

Celulosa Contiene glucosa para abastecer a la planta.

¿Cuál es el carbohidrato del que podemos obtener energía más rápidamente? Glucosa

¿Qué tipo de reacción ocurre cuando se unen dos monosacáridos, qué molécula es eliminada y qué tipo de enlace se forma?

Ocurre la reacción de condensación en el cual los monómeros se unen, se elimina o pierde

la molécula de agua y ocurre el enlace llamado, enlace glucosídicos.

Complete el siguiente cuadro de polisacáridos: Polisacárido Unidades que lo

conforman Estructura Función Biológica

Almidón

ἀ D-glucosa unidas por enlaces ἀ glucosídicos

Enlaces ἀ( 1 – 4) unen los átomos de carbono pueden representarse en ocasiones enlaces ἀ (1-6) dan lugar a cadenas laterales

Almacenamiento en vegetales. En forma de gránulos de almidón en el interior de los plastidios.

Glucógeno

ἀ D-glucosa unidas por enlaces ἀ glucosídicos

Enlaces ἀ( 1 – 4) unen los átomos de carbono pueden representarse en ocasiones enlaces ἀ (1-6) dan lugar a cadenas laterales

Almacenamiento en animales. En el hígado para regular los niveles de azúcar en la sangre.

Celulosa

El monómero ß-D-glucosa

Enlaces ß (1-4) Podemos digerirla como almidón (patata) pero no como hierba (celulosa)

Quitina Formada por Enlaces ß (1-4) Es el componente principal

múltiples unidades de azúcar derivado de acetil glucosamina GlcNAc

orgánico del exoesqueleto de los artrópodos como los insectos, los cangrejos y las langostas.

Glucosamino- glicanos

son cadenas largas y no ramificadas de heteropolisacáridos, compuestas generalmente por una unidad repetitiva de disacárido con la fórmula general (azúcar ácido - amino azúcar)n. El azúcar amino puede ser D-glucosamina o D-galactosa mina, en el que el grupo amino está normalmente acetilado con el fin de eliminar su carga positiva, y también puede llevar un grupo sulfato en el carbono 4 o 6 o en un nitrógeno no acetilado.

Cada dímero está unido al siguiente por otro enlace glucosídicos, pero en este caso en posición beta 1-4. Este tipo de conformación confiere una estructura resistente.

Se encuentran en los tejidos conectivos cumpliendo varias funciones, como por ejemplo la de atraer y retener agua e iones con carga positiva. Son compuestos tan hidratados que existen formando un gel. Estas características son idóneas para las funciones biológicas que realizan. Forman parte de los tejidos conectivos (mesodérmicos) animales, con un importantísimo papel en la sustancia amorfa fundamental de la matriz extracelular (MEC).

Peptidoglicanos

Es un copolímero formado por una secuencia alternante de N-acetil-glucosamina y el Ácido N-acetilmurámico unidos mediante enlaces β-1,4.

La cadena es recta y no ramificada.

Constituye la estructura básica de la pared celular de las bacterias y de las Prochlorophyta.

¿A qué se debe el aparecimiento de Diabetes Mellitus? Es una compleja enfermedad metabólica caracterizada por múltiples desviaciones del metabolismo

intermediario, entre las que destacan las de los glúcidos, reveladas por una hiperglucemia persistente y

por una notable glucosuria. Las alteraciones metabólicas de la diabetes se deben a una insuficiente

disponibilidad absoluta o relativa de una hormona, la insulina segregada por las células beta de los

islotes de Langerhans del páncreas.

Dentro del síndrome diabético es posible observar un distinto comportamiento en lo que se refiere a la

concentración de insulina plasmática y pancreática.

Mientras los diabéticos jóvenes la insulina plasmática se encuentra en cantidad mínima o incluso está

ausente, en los diabéticos viejos existen en plasma cantidades relativamente elevadas de insulina, que

llegan a alcanzar un valor medio de, aproximadamente, el 70% del valor normal. Por ello, se ha

distinguido entre una diabetes insulinopriva, o diabetes juvenil y magra, en la que en la sangre no hay

insulina, y una diabetes de los adultos y que generalmente es la que padecen los obesos.

Véase más acerca sobre Diabetes Mellitus en: Enciclopedia de la ciencia y de la técnica. Ediciones Dánae,

S.A. Muntaner 81. Barcelona- 11. ISBN 84-7060-490-2

GLOSARIO: Investigue los siguientes términos: HIDROFÍLICO: que tiene afinidad por el agua.

HIDROFÓBICO: que temen al agua.

LIPOFÍLICA: Es el comportamiento de toda molécula que tiene afinidad por los lípidos

pero mayormente tiene afinidad con el agua.

LIPOFÓBICA: Es el comportamiento de toda molécula que tiene afinidad por los lípidos

pero mayormente teme al agua. POLAR: Distribución desigual de cargas dentro de la molécula, característica resultante

de la diferenciación entre dos extremos de un sistema viviente.

APOLAR: Las moléculas apolares son aquellas moléculas que se producen por la unión

entre átomos que poseen igual electronegatividad, por lo que las fuerzas con las que los átomos que conforman la molécula atraen los electrones del enlace son iguales.

GRUPO FUNCIONAL: son los que confieren solubilidad en agua y reactividad química a las

moléculas que los contienen.

BIOMOLÉCULA: son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los seis elementos

químicos o bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre (C,H,O,N,P,S) representando alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células

CARBONO: átomo con valencia de 4, el átomo más importante de las moléculas

biológicas.

MONÓMERO: son las unidades sencillas de los polisacáridos son azucares sencillos.

POLÍMERO: molécula grande formada por muchas subunidades moleculares iguales

GLUCÓSIDO: Los glucósidos son moléculas compuestas por un glúcido y un compuesto

no glucídico. Los glucósidos desempeñan numerosos papeles importantes en los organismos vivos.

CONDENSACIÓN: al cambio de fase de la materia que se encuentra en forma gaseosa

(generalmente vapores) y pasa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización.

HIDRÓLISIS: Separación de una molécula en dos mediante la adición de iones H+ y OH-

del agua.

Referencias.

Wayne M. Becker, et al. (2012). Biología Celular y Molecular. México:

Pearson Educación.

Editado por:

Dra. Ana Miriam López, Dra. Judith García, Dr. Julio Aguilar, M.A.

Claudia Andrade, M.C. Karina Orozco