Propiedades físicas y químicas de los carbohidratos

ENLACE O-GLUCOSÍDICO: Se forma mediante la uníón de monosacáridos con enlaces glucosídicos. Estos enlaces se pueden romper por hidrolisis en presencia de ácidos o enzimas glucosídicas. Estos enlaces se pueden originar del siguiente modo. -OH del carbono anomérico + OH(e. O. Glucosídico) -OH del carbono anomérico + NH2 (e. N. Glucosídico). Estos enlaces pueden ser de tipo Alfa o Beta, según la configuración del monosacárido que aporta el carbono anomérico. ENLACES MONOCARBOÍLICOS: solo participa un carbono carbónílico en el enlace. ENLACE DICARBONÍLICO: participan 2 carbonos carbónílicos.  OLIGOSACÁRIDOS
Los oligosacáridos son cadenas cortas de monosacáridos (entre dos y diez), unidos por enlaces O-glucosídicos. Desempeñan en la célula funciones energéticas y de reconocimiento de la superficie celular. Los oligosacáridos formados por dos monosacáridos se denominan disacáridos y son los de mayor importancia biológica.
PROPIEDADES FÍSICAS- Son sólidos cristalinos de color blanco, tienen sabor dulce, son solubles en agua e insolubles en disolventes no polares.
PROPIEDADES QUÍMICAS- Son hidrolizables en presencia de ácidos o de enzimas glucosidasas, y dan lugar a los respectivos monosacáridos los constituyen, y sólo poseen poder reductor aquellos que se unen mediante un enlace O-glucosídico monocarbonílico.

Sacarosa
Es un disacárido formado por enlace O-glucosídico dicarbonílico a-B(1-2) entre una molécula de a-D-glucopiranosa y otra de B-D-fructofuranosa. Es el azúcar de mesa, que se obtiene en la industria de la caña de azúcar o de la remolacha Azucarera. Su origen es vegetal.
Lactosa
Se trata de un disacárido formado por enlace O-glucosídico monocarbonilico B(1- 4) entre una molécula de B-D-galactopiranosa y otra de a-D-glucopiranosa o B-D-glucopiranosa. No forma polímeros. Está presente, exclusivamente, en la leche de los mamíferos.
Maltosa
Estos disacáridos están formados por enlace O-glucosídico monocarbonilico a (1->4) en la maltosa y o(1- 6) en la isomaltosa entre dos moléculas de a-D-glucopiranosa. Son los monómeros constituyentes del almidón y del glucógeno, por lo que se obtienen a partir de ellos mediante hidrólisis ácida.
Celobiosa
Se trata de un disacárido formado por enlace 0-glucosídico monocarbonilico B (1-4) entre dos moléculas de B-D-glucopiranosa. Es el monómero constituyente de la celulosa, por lo que se obtiene a partir de ella mediante hidrólisis ácida.

GLÚCIDOS: Son biomoléculas orgánicas constituidas por C, H y O en proporción 1:2:1. Químicamente son polihidroxialdehídos y polihidroxiacetonas. SE CLASIFICAN: Monosacáridos: Son las unidades o monómeros a partir de los cuales se forman los demás glúcidos. Sus moléculas tienen de 3 a 7 átomos de C, y no son hidrolizables. Ej: Ribosa, Glucosa, Fructosa. - Ósidos: Se forman por la uníón de dos o más monosacáridos mediante un enlace O.Glucosídico. Se dividen en holósidos(1) y los heterósidos(2): 1- Están formados por la uníón de monosacáridos y se clasifican en: OLIGOSACÁRIDOS: Compuestos entre 2 y 10 monosacáridos. Los más importantes son los disacáridos: (Sacarosa, lactosa y maltosa). POLISACÁRIDOS: Formados por + de 10 monosacáridos.-Homopolisacáridos: En su constitución solo existe un tipo de monosacárido. (Almidón, glucógeno y celulosa). -Heteropolisacáridos: Están formados por más de un tipo de monosacárido. (Ác.Hialurónico, hemicelulosa y pectinas) 2- Formados por monosacáridos y otros compuestos no glucídicos. Los más destacados son: Glucoproteínas, glucolípidos y el peptidoglucano. 

MONOSACÁRIDOS: -Estructura: Aldosas o cetosas según su funciónorgánica principal. Triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, o heptosas. -Propiedades: Sólidos cristalinos blancos, sabor dulce, solubles en agua e insolubles en disolventes orgánicos, presentan isometría espacial y óptica.   -ISÓMEROS: Compuestos con la misma composición química y diferentes propiedades. -ESTEROISÓMEROS: Se diferencian en la orientación espacial de los grupos atómicos que les constituyen. Los más importantes son los enantiómeros: Son dos esteroisómeros, D-gliceraldeh. Y el L-gliceraldeh. Los enantiómeros presentan actividad óptica, hacen girar a la luz polarizada en sentidos opuestos. Si uno es dextrógiro el otro es levógiro. PROPIEDADES QUÍMICAS MONOSACÁRIDOS -Poder reductor: El grupo carbonilo se oxida fácilmente a ácido orgánico y desprende e- que reducen las sustancias presentes en el medio. Una sustancia se oxida si gana O2, pierde H o pierde e-. Una sustancia se reduce si pierde O2, gana H o gana e-. FORMACIÓN DE HEMIACETAL O HEMICETAL: Los monosacáridos con más de 4 C, se ciclan cuando están en disolución acuosa, mediante la formación de un hemiacetal o hemicetal. PRINCIPALES FUNCIONES MONOSACÁRIDOS -Función energética: Combustible metabólico (glucosa y fructosa). -Función estructural: Toma parte de los nucleótidos (ribosa y desoxirribosa).  D-FRUCTOSA: El azúcar de la uva y de la miely el principal combustible metabólico de las células. El azúcar de la fruta, asociado a la glucosa, constituye la sacarosa.  D-RIBOSA: Es constituyente de los nucleótidos del ARN.  DESOXIRRIBOSA: Desoxiderivado de la ribosa por pérdida del grupo hidroxilo del carbono 2. Forma parte de los nucleótidos del ADN.

POLISACÁRIDOS: Son glúcidos que tienen un elevado peso molecular y se forman por la uníón de más de 10 moléculas de monosacáridos mediante enlaces O.Glucosídicos.
Los polisacáridos creados mediante enlaces de tipo a- suelen actuar como reserva energética, los de tipo B- suelen desempeñar, generalmente, funciones estructurales.
PROPIEDADES QUÍMICAS:

·Son hidrolizables en presencia de ácidos o de enzimas glucosidasas, originando los respectivos oligosacáridos y monosacáridos que los constituyen.
·Carecen de poder reductor, puesto que la práctica totalidad de los carbonos anoméricos de sus largas cadenas están implicados en la formación de enlaces O-glucosidicos.
PROPIEDADES FÍSICAS:

·Son sólidos no cristalinos de color blanco.
·No tienen sabor dulce, pero pueden originar sustancias dulces por hidrólisis.
·Son insolubles en agua, aunque, en un medio acuoso, suelen formar dispersiones coloidales en suspensión.
ESTRUCTURA
Se distinguen dos grupos de polisacáridos: homopolisacáridos y heteropolisacáridos.
Los homopolisacáridos surgen por la uníón del mismo tipo de monosacárido
-o de un derivado- mediante enlaces O-glucosidicos monocarbonilicos.
Destacan el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina.
Almidón:
Es un o-glucano constituido por la uníón de numerosas moléculas de a-D-glucopiranosa mediante enlaces a(1-4) y o(1-6).
El almidón está integrado por una mezcla de dos polisacáridos, amilosa y amilopectina, que forman los granos de almidón. Estos se acumulan en los amiloplastos de las células parenquimáticas vegetales, donde constituyen la principal reserva energética vegetal.
·Amilosa. Se sitúa en el interior de los granos de almidón. Es un polímero lineal helicoidal, no ramificado, de maltosas unidas mediante enlaces a(1- 4). Forma dispersiones coloidales en agua, que se tiñen de cola azul violáceo con lugol, un reactivo de yodo específico para detectar la presencia de almidón.
·Amilopectina: Se localiza en el exterior de los granos de almidón. Es también un polímero helicoidal formado por maltosas unidas mediante enlaces a (1-4); presenta ramificaciones laterales en posiciones a(1-6). Es menos soluble en agua que la amilosa y con lugol se tiñe de color rojo violáceo.

Glucógeno
Es un a-glucano constituido por la uníón de numerosas moléculas de a-D-glucopiranosa mediante enlaces a(1-4) y a (1-6). Estos últimos permiten las ramificaciones, que favorecen la hidrólisis de las moléculas de glucógeno, lo que facilita su rápida degradación en moléculas de glucosa en situaciones en las que las células requieren un mayor aporte energético. Su estructura es muy similar a la de la amilopectina, pero mucho más ramificada. En presencia de lugol se tiñe de rojo oscuro. Se almacena en las células musculares y hepáticas de los animales, en los que constituye la principal reserva energética animal. Los enlaces a (1-4) y a (1-6), tanto del almidón como del glucógeno, son fácilmente hidrolizables mediante la acción de las correspondientes enzimas o-glucosidasas, presentes en las secreciones salivales, pancreáticas y en los lisosomas celulares.
Celulosa
Es un B-glucano formado por la polimerización lineal y no ramificada de numerosas moléculas de B-D- glucopiranosa unidas mediante enlaces B (1-4). Estas cadenas se asocian entre ellas mediante enlaces de hidrógeno y forman microfibrillas que, a su vez, se reúnen para formar fibrillas; estas últimas constituyen las fibras de celulosa. Esta estructura confiere a la celulosa una gran rigidez, resistencia e insolubilidad en agua. Desempeña una función estructural y constituye el principa componente de las paredes de las células vegetales. La celulosa tiene una gran importancia económica, ya que es la materia prima de diversas industrias: papelera,alimentaria, textil y maderera.
Quitina
Es un B-glucano formado por la polimerización lineal y no ramificada de numerosas moléculas de N-acetil-B-D-glucosamina (NAG) unidas mediante enlaces B (1- 4). Se trata de un polisacárido con función estructural que forma el exoesqueleto de los artrópodos y las paredes celulares de los hongos. Las B-glucosidasas pueden hidrolizar el enlace B-glucosídico de los B-glucanos. Las B-glucosidasas son unas enzimas generadas casi exclusivamente por ciertos grupos de hongos y bacterias, que representan los mayores descomponedores de materia vegetal del planeta. Los animales no producen B-glucosidasas, de tal manera que, para ellos, los B-glucanos, con sus enlaces B (1-4), son indestructibles. Por esta razón, los animales herbívoros, para poder digerir la celulosa, establecen asociaciones simbióticas en sus tractos digestivos con estos tipos de microorganismos descomponedores.

Clasificación:
Saponificables: contienen ácidos grasos en su estructura:
··Céridos: Ceras (ac. Graso + alcohol de cadena larga)
·Acilglicéridos: Grasas (Glicerol + 1,2 o 3 ac. Grasos)
·Fosfolípidos: glicerofosfolípidos y esfingofosfolípifos
·Glucolípidos: esfingoglucolípidos (cerámida +glúcido)

Insaponificables: carecen de ácidos grasos en su estructura. Son:
··Carotenoides: carotenos y xantofilas (polímeros de isopreno)
·Esteroides: hormonas y vitaminas (derivados del ciclopentanoperidrofenantreno)

Ácidos grasos
Es un líquido alifático cuya molécula está formada por una cadena hidrocarbonada con un n° par de carbonos y un grupo carboxilo en un extremo.
Se clasifican:
- Saturados: no tienen dobles enlaces en su cadena hidrocarbonada. Son químicamente estables, sólidos a temp.Ambiente y se encuentran en las grasas animales y en el aceite de palma y cacahuete.
- Insaturados: tienen al menos un doble enlace en su cadena hidrocarbonada. Son químicamente inestables, líquidos a temp.Ambiente y se encuentran en aceites de pescados azul y aceites vegetales(oliva, girasol)

Propiedades físicas de los ácidos grasos:

Solubilidad: son anfipáticos
Cabeza polar (afín al agua) (grupo carboxilo)
Cola hidrófoba (no afín al agua) (cadena hidrocarbonada)
Consecuencia de esta propiedad: en el agua se disponen formando monocapas, bicapas, y micelas.
Los ácidos grasos son insolubles en agua aunque pueden formar dispersiones coloidales.

Punto de fusión: las cabezas polares pueden establecer puentes de hidrógeno entre ellas o con las moléculas de agua, lo que favorece que se mantengan unidas.

Los heteropolisacáridos surgen de la uníón de dos o más tipos diferentes de monosacáridos-o sus derivados- mediante enlaces O-glucosídicos monocarbonilicos.
Suelen tener funciones estructurales y lubricantes. Son los siguientes:

·Glucosaminoglucanos: son polímeros lineales, no ramificados, que están integrados por unidades alternantes de un ácido urónico (B-D-glucurónico) y un aminoderivado (N-acetil-B-D-glucosamina o N-acetil-B-D-galactosamina). Destacan el ácido hialurónico de la matriz extracelular del tejido conjuntivo de los animales, en el que actúa como lubricante; la heparina, con propiedades anticoagulantes; y la condroitina, principal componente de la matriz extracelular de los tejidos óseo y cartilaginoso.

·Pectinas: son polímeros lineales no ramificados del ácido a-D-galacturónico, que en algunas unidades aparece esterificado con grupos metilo. Se encuentran -en menor proporción que la celulosa en las paredes celulares de las células vegetales, contribuyendo a que estas células se mantengan unidas.

·Hemicelulosa:son polímeros ramificados formados por un conjunto heterogéneo de B-D-monoacáridos. Forman parte de las paredes celulares de las células vegetales.

LÍPIDOS
Concepto y clasificación
Los lípidos son sustancias orgánica químicamente heterogéneas, insolubles en agua, con tacto graso, que pueden extraerse de los tejidos y de las células mediante disolventes no polares, como el cloroformo. Están compuestos por carbono e hidrógeno, y en menor proporción que en los glúcidos, por oxígeno. También pueden contener en muy pequeña proporción fósforo, nitrógeno o azufre.
Propiedades físicas
··Son untuosos al tacto
·Presentan un aspecto brillante (graso)
·Son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos apolares, como el tolueno
·Poseen una baja densidad

Funciones
··De reserva energética, coma las grasas.
·Estructural, como la de los glicerofosfolípidoa
·Metabolita, como la que ejercen las vitaminas liposolubles.