SESIÓN 05 - BIOQUIMICA - 2022-2 JCATG.pdf

Universidad Nacional de Cañete – UNDC 2022. Todos los derechos reservados
Los Glúcidos
Bioquímica
Mg. Ing. Juan Toledo Guerra
jtoledo@undc.edu.pe
2022 - 2

¿Qué son los carbohidratos?
https://www.youtube.com/watch?v=lrvbbplXVJI

Al finalizar la sesión….
El estudiante
comprenderá la
importancia de los
carbohidratos y su
clasificación, además
conoceremos su
metabolismo en las
plantas.

Mapa conceptual bioquimica
Ing. Juan Toledo Guerra

Polímeros o macromoléculas. Introducción
Naturales:
→Caucho (latex)
→Polisacáridos.
•Almidón.
•Celulosa.
→Seda
→Proteínas. →Ácidos nucleicos

Glúcidos o sacaridos
→Los glúcidos son compuestos orgánicos constituidos por
carbono, hidrógeno y oxígeno (en algunos casos pueden tener
además otros elementos químicos como nitrógeno o azufre).
→Se les llamaba hidratos de carbono (“erroneamente”) porque
algunos responden a la fórmula general Cn(H2O)m
→… y azúcares por su sabor dulce (sólo los de baja masa
molecular lo tienen).

Glúcidos o sacáridos
→Químicamente son polihidroxialdehídos, polihidroxicetonas,
sus derivados y/o sus polímeros.
→Algunos son moléculas de relativamente baja masa
molecular; (glucosa Mm=180 uma. Otros son macromoléculas
(el almidón, tienen masas moleculares de más de 100 000 uma).

Glúcidos o sacáridos
→Sus propiedades físicas y químicas son muy variadas. Y en
cuanto a sus funciones biológicas:
oFunción energética y de reserva: Los seres vivos obtienen
energía de ellas o las usan para almacenar energía (la
glucosa, sacarosa, glucógeno, almidón…)..
oFunción estructural: La celulosa forma parte de las
paredes de las células vegetales (celulosa) y la quitina de
las cubierta de ciertos animales.
o Otras (portadoras de información, etc): Ribosa y
desoxirribosa forman parte de los ácidos nucleicos.

Glúcidos. Metabolismo = catabolismo y anabolismo
→El metabolismo celular es el conjunto de todas las reacciones químicas
que mantienen la vida de la célula y que le permiten realizar todas sus
funciones: sin metabolismo no hay vida.
→Las reacciones metabólicas consisten en una series de caminos (rutas) y
ciclos complicados e interrelacionados tanto anabólicos como catabólicos
→Catabolismo (del griego catabolé, “hacia abajo”) es el conjunto de
reacciones metabólicas que rompen los enlaces de moléculas complejas
para transformarlas en otras más sencillas (degradación) y en muchas
ocasiones obteniéndose energía (ATP) de ellas.
→Anabolismo (del griego anabolé “hacia arriba”) es el conjunto de
reacciones que crean nuevos enlaces entre moléculas sencillas para
formar moléculas más complejas (sacáridos, proteínas…). Para crear
estos enlaces se necesita energía que se obtiene de la luz del sol
(fotosíntesis) o de la energía obtenida mediante procesos catabólicos
(ATP)

Glúcidos o sacáridos. Clasificación
Según su complejidad se clasifican en:
→Monosacáridos u osas:
oSon los más sencillos.
oNo son hidrolizables (no se pueden descomponer por hidrólisis en otros glúcidos
más simples).
oConstituyen los monómeros a partir de los cuales se forman los demás glúcidos.
→ Ósidos: Formados por la unión de varios monosacáridos mediante enlaces "O-
glicosídicos“. Son hidrolizables (se descomponen en monosacáridos):
o Holósidos. Son aquellos que están constituidos por monosacáridos
exclusivamente (sólo carbono, hidrógeno y oxígeno). A su vez se subclasifican en:
• Oligosacáridos, formados por entre 2 y 10 monosacáridos unidos.
• Polisacáridos, formados por un gran número de monosacáridos.
oHeterósidos. Formados por osas y otros compuestos que no son glúcidos.
Contienen otros elementos químicos además de C,O y H..

Monosacáridos
Químicamente son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas
Los monosacáridos se clasifican según su grupo funcional en
→Aldosas, que tienen función aldehído.
→Cetosas , que tienen una función cetona.
Según el número de átomos de
carbono se clasifican en :
→ Triosas........n=3
→ Tetrosas.......n=4
→ Pentosas.......n=5
→ Hexosas........n=6
→ Heptosas.......n=7

Monosacáridos
Propiedades físicas:
→Sólidos, blancos, cristalizables.
→ Solubles en agua (compuestos polares).
→ Generalmente dulces.
→Presentan estereoisomería (isomería óptica): carbonos asimétricos (quirales, cuatro
radicales diferentes)
Propiedades químicas:
→La mayoría son reductores: el grupo carbonilo puede oxidarse y formar un ácido
orgánico (así se pueden detectar, reacción de Fehling)
→formación de ésteres (fosfóricos y sulfúricos)
→formación de glucósidos (O-glucósidos y N-glucósidos)
→No son hidrolizables

Monosacáridos: Test de “detección” (Reacción de Fehling)
• El grupo carbonilo reduce fácilmente los compuestos de
cobre (licor Fehling) y de plata, oxidándose y pasando a
grupo ácido (grupo carboxilo)
• La reducción de las sales cúpricas (Cu3+ )del licor de Fehling a
cuprosas (Cu2+ ) hace virar el reactivo del azul al rojo ladrillo

Monosacáridos: Isomería óptica
→Los monosacáridos presentan isomería óptica ya que tienen carbonos
asimétricos o quirales (cuatro radicales diferentes)
→Como es sabido por cada carbono asimétrico existen 2 posibles
isómeros ópticos (enantiómeros), cada molécula coincide con el reflejo
sobre un espejo del otro enantiómero.
→Si la molécula tiene “n” carbonos asimétricos, en total puede tener 2n
isómeros ópticos.
→En general la representación de estas moléculas en 3D es complicada, se
suele utilizar una representación simplificada proyectando la molécula “en
el papel”.
→La representación más habitual es la de Fischer.

Monosacáridos: Proyección de Fischer
• El caso más frecuente de ausencia de plano de simetría se debe a que algún carbono
tetraédrico está unido a cuatro radicales distintos (carbono asimétrico)
• Para representar en un plano los carbonos asimétricos existen varias representaciones
convencionales en proyección.
•La más utilizada es la de Fischer, según esta convención, se proyecta la molécula sobre
el plano del papel con las siguientes condiciones:
• 1º.- La cadena carbonada se sitúa en vertical, con las valencias que la integran en dirección a la
parte posterior del plano.
• 2º.- La cadena se orienta con la parte más oxidada hacia arriba y la más reducida hacia abajo.
• 3º.- Las valencias que no integran la cadena carbonada resultan horizontales y dirigidas hacia la
parte anterior del plano
Cuando se aplica esta convención, se denomina isómero D al que presenta el grupo funcional a la
derecha del espectador e isómero L al que lo tiene hacia la izquierda
En los azúcares se considera grupo funcional al grupo OH del penúltimo carbono (por ser el
carbono asimétrico más alejado del grupo aldehído o cetona)
• En los aminoácidos se considera grupo funcional al grupo amino (NH2) del segundo carbono
(carbono alpha)

D-gliceraldehído (3D)
D-gliceraldehído
(Proyección de
Fischer)
L-gliceraldehído
(Proyección de Fischer)
L-aminoácido (3D)
D-aminoácido
(Proyección de
Fischer)
L-aminoácido (Proyección
de Fischer)
En la siguiente tabla se ilustra el caso del gliceraldehído y el de un aminoácido:
Monosacáridos: Proyección de Fisher

Monosacáridos: Nota sobre isomería óptica, terminología
→Los estereoisómeros (isómeros ópticos): son isómeros cuyas
moléculas se diferencian por la disposición de sus átomos o grupos
funcionales en el espacio.
Por ejemplo todas las aldohexosas (D y L)
→Los enantiómeros son estereoisómeros que son imágenes especulares
una de la otra y no se pueden superponer.
Por ejemplo la D-glucosa y la L-glucosa ).
→Los diastómeros son estereoisómeros que no son imágenes
especulares pero tampoco se pueden superponer.
Por ejemplo la glucosa y la galactosa o la manosa.
→Los epimeros son diastómeros que se diferencian en la ordenación en
torno a un solo carbono a´simétrico
→Los anómeros son enantiómeros que se producen cuando un
monosacárido se cicla y aparece un nuevo carbono asimétrico o
quiral. Por ejemplo la α-D-glucosa y la β-D-glucosa)

Los enantiómeros y la actividad óptica
o Los enantiómeros presentan propiedades físicas idénticas, con la
excepción de su comportamiento frente a la luz polarizada.
o Un enantiómero gira el plano de la luz polarizada en el sentido de las
agujas del reloj, es dextrógiro (+). El otro enantiómero provoca rotación en
el sentido contrario al de las agujas del reloj, es levógiro (-).
ESTEREOISOMERÍA:Los enantiómeros y la actividad óptica
Nota: La nomenclatura D-L no indica si el compuesto es dextrógiro o levógiro. En el caso
del gliceraldehído, el isómero D es dextrógiro, y se indica con el signo (+), pero no siempre
tiene por qué ser así.

Los enantiómeros y la actividad óptica
o Este fenómeno asociado a sustancias quirales se conoce como actividad
óptica.
o Medida de la rotación de la luz: La rotación óptica se mide con un
polarímetro que consta de de una fuente de luz, un polarizador del que sale
luz oscilando en un único plano, el recipiente que contiene el enantiómero y
un analizador (otro filtro polarizador) que permite medir la rotación de la
luz.
ESTEREOISOMERÍA:Los enantiómeros y la actividad óptica

Monosacáridos
Nº de esteroisomeros=2n
(n=nº de carbonos quirales)
Nota: La nomenclatura D-L no indica si el compuesto es dextrógiro o levógiro. En el caso del glice-raldehído, el isómero D
es dextrógiro, y se indica con el signo (+), pero no siempre tiene por qué ser así.

Monosacáridos
Nº de esteroisomeros=2n
(n=nº de carbonos quirales)

Monosacáridos
D-Ribosa D-Arabinosa D-Xilosa D-Lixosa

Monosacáridos. Ciclación
Ciclación Monosacárido- Mutarrotación y enlace hemiacetálico:
→En disolución acuosa los monosácaridos (de más de 5 carbonos) se ciclan.
→Se forma un heterociclo con el oxigeno del grupo carbonilo haciendo de
puente entre dos carbonos (el del grupo carbonilo y el penúltimo c)
→ Se establece un equilibrio entre las distintas formas posibles (α, β, lineal)
→ Mutarrotación
Glucosa en agua

Hemiacetales (grupo carbonilo+alcohol)
Aldehido Alcohol Hemiacetal
+
R OH
C
H O
R´
C
H
OH
OR
R´
+
C
R´
OH
OR
R´
C
R´ O
R´
Cetona Alcohol Hemicetal
+
R OH
+

Ciclación Monosacárido- Enlace Hemiacetálico

Ciclación Glucosa, Proyecciones de Tollens y de Haworth
OH
Hemiacetálico
Carbono
anómerico
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6

Ciclación Glucosa, Anómeros
β → el OH hemiacetalico y el OH del carbono externo (carbono 6 )
en configuración cis (mismo lado). α → configuración trans

Ciclación Glucosa, Anómeros

Formas abierta y
cerrada de la fructosa
Formas abierta y
cerrada de la glucosa

Glucosa ciclada (isómeros):
β-D-Glucosa:
β-L-Glucosa:
D-Glucosa
(lineal)
α-D-Glucosa
La misma
molécula girada
anómeros
enantiómeros
La misma
molécula girada

Ciclación Fructosa
OH
Hemiacetálico
Carbono
anómerico
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6

Monosacáridos Ciclados
Para nombrar la forma cíclica de un monosacárido:
→se indica si es α o ß, a continuación,
→si es D o L
→ por último, el nombre del monosacárido y el tipo de
anillo:
o Pentagono: Furanosas
o Hexágono: Piranosas
También se puede escribir sólo el nombre del monosacarido precedido de α o ß y D o L

Monosacáridos.

En las piranosas , el anillo puede adoptar dos disposiciones
diferentes:
→ de silla (si los carbonos 1 y 4 están a los lados opuestos
del plano formado por los carbonos 2,3 y 5)
→de bote o nave si están a un mismo lado.

En las piranosas , el anillo puede adoptar dos disposiciones
diferentes:
de silla
de bote o nave si están a un mismo lado.

Monosacáridos de interés biológico:
Glucosa: Sustancia muy difundida tanto entre los
vegetales (uvas) como entre los animales. Forma
parte de muchos disacáridos y polisacáridos.
Importante fuente de energía de las células. En la
sangre hay un uno por mil de glucosa procedente
de la digestión
Monosacáridos de interés biológico
Galactosa: Junto con la glucosa
forma la lactosa, disacárido de la
leche.
Fructosa: Cetohexosa. Sustancia muy
difundida entre las plantas, sobre todo en sus
frutos, y en la miel. En el hígado se transforma
en glucosa. Junto con la glucosa forma el
disacárido sacarosa.
canción1

Monosacáridos de interés biológico
Ribosa: Aldopentosa. Forma parte de muchas
sustancias orgánicas de gran interés biológico, como
el ATP o el ARN.
N-acetilglucosamina: Derivado de la glucosa. Se
encuentra en las paredes de las bacterias y es también el
monómero que forma el polisacárido quitina presente en
el exoesqueleto de los insectos y las paredes celulares
de muchos hongos.
Desoxirribosa: Derivada de la ribosa. Le falta el gru-
po alcohol en el carbono 2. Forma parte del ADN.

Ósidos: Oligosacáridos
→ Los oligosacáridos están formados por la unión de 10 o menos de
10 monosacáridos
→ La unión se produce mediante un enlace O-glicosídico.
→ Reaccionan el -OH hemiacetálico con otro -OH (hemiacetálico o
no) de otro monosacárido,
→Como consecuencia de la unión se forman un disacárido y una
molécula de agua. C6H12O6 + C6H12O6 → C12H22O11 + H2O

Ósidos: Oligosacáridos
→El -OH o los -OHs que intervienen en la unión pueden encontrarse
bien en forma α o ß, lo que dará lugar a sustancias diferentes.
→Los disacáridos por hidrólisis se descomponen en los
monosacáridos que los forman.
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6
Maltosa (almidón) Celobiosa (celulosa)
α (1→4) β (1→4)
→Esta reacción está catalizada por enzimas (α o β amilasas, etc)

Ósidos: Disacáridos de interés biológico
Sacárosa

Lactosa:

Maltosa:

Celobiosa

Polisacáridos
→ Son los glúcidos más abundantes,
→ Son el resultado de la unión de más de 10 unidades de
azúcares sencillos (generalmente la glucosa) mediante
enlaces glucosídicos.
→Ejemplos: el almidón y la celulosa (en plantas) y el
glucógeno (en animales).
(Almidón)

Polisacáridos
El Almidón:
→Es un homopolisacárido formado por moléculas de α-D-glucosa
unidas por enlaces glucosídicos α(1→4) y/o α(1→6).
→En la molécula de almidón se distinguen dos tipos de polímero:
oAmilosa.- Es un polímero no ramificado formado por largas
cadenas de unidades de α-D-glucosa unidas por enlaces α-(1→4).
oAmilopectina.- Es un polímero muy ramificado formado por
moléculas de α-D-glucosa.
→Funciones: función de reserva energética
→Se encuentra en abundancia en las semillas de los cereales y en el
tubérculo de la patata.

Polisacáridos

Polisacáridos
Amilosa
→ Es un polímero no ramificado
→formado por largas cadenas de unidades de α-D-glucosa unidas por
enlaces α-(1→4).
→Estas cadenas adoptan una disposición helicoidal con 6 moléculas
por vuelta
→tienen masas moleculares relativas que oscilan entre unos pocos
miles y 500.000 uma.

Amilopectina.
→ Es un polímero muy ramificado formado por moléculas de α-D-
glucosa.
→Los sucesivos restos de glucosa a lo largo de las cadenas están
unidos por enlaces α(1→4).
→Los puntos de ramificación,
consisten en enlaces α(1→6) (se
encuentran espaciados por un
número de restos de glucosa que
oscila entre 24 y 30)
→ Su masa molecular puede
alcanzar hasta un millón de umas
Polisacáridos

→ El almidón actúa como sustancia de reserva en las
células vegetales.
→ Una parte sustancial de los glúcidos producidos en la
fotosíntesis se almacenan en forma de almidón, dando lugar
a unos agregados insolubles de gran tamaño, los granos de
almidón, que se encuentran en todas las células vegetales,
→Son especialmente abun-
dantes en las semillas,
frutos y tubérculos
(patata).
Polisacáridos

El glucógeno:
→Homopolisacárido de reserva energética en los animales.
→Se acumula en el
hígado y en los músculos
donde se hidroliza
transformándose en
glucosa cuando es
necesario.
→Su estructura es similar a la del almidón, aunque más
ramificado y su masa molecular es mucho mayor.
Polisacáridos

El glucógeno:
Glucógenina (proteina)
Gránulos
de glucógeno
Polisacáridos

Celulosa:
→Homopolisacárido de función estructural
→Sintetizada por los vegetales,formando parte importante de
la pared celular (y fibras vegetales, etc.)
→Formada por β-D-Glúcosa (uniones (β(1→4)).
→Forma cadenas lineales (sin ramificaciones)
Polisacáridos

→Debido al tipo de enlace cada molécula de glucosa está
girada 180º respecto a la anterior, lo que le da a la celulosa
una estructura lineal pero "retorcida".
→Esta disposición permite que se formen gran cantidad de
puentes de hidrógeno entre cadenas yuxtapuestas, lo que
produce muy fibras resistentes
Polisacáridos

La ausencia de cadenas laterales permite a las moléculas de celulosa acercarse unas
a otras y unirse mediante puentes de hidorgeno para formar estructuras rígidas.
Polisacáridos

•La celulosa puede ser desdoblada (hidrolizada) en sus glucosas
constituyentes por microorganismos (bacterias y protozoos) que
residen en el sistema digestivo de las termitas y los rumiantes.
•Estos microorganismos poseen la enzima necesaria (celulasa) para
hidrolizar la celulosa
Polisacáridos
•La celulosa es el material estructural más común en las plantas (la
madera consiste principalmente de celulosa, y el algodón es casi
celulosa pura).

Quitina:
→Polisacárido estructural
→Formada por un derivado nitrogenado de
la glucosa: la N-acetil-glucosamina.
→Constituye los exoesqueletos de los
artrópodos.
Polisacáridos

Quitina:
Polisacáridos

Ósidos: Heterósidos y glucoconjugados
ÓSIDOS
Holósidos
Oligosacáridos
(<10
monosacaridos)
Disacáridos
Trisacáridos…
Polisacáridos
(>10
monosacaridos)
Homopolisacáridos
(sólo un tipo de
monosacarido)
Heteropolisacáridos
(más de un tipo de
monosacarido)
Glucoconjugados (Heterósidos)
(una parte glucídica (glucano) unida a
un lípìdo o una proteina mediante
enlace covalente)
Glucoproteinas
Glucolípidos

Ósidos: Heteropolisácaridos
Función estructural
→Hemicelulosa y Pectina: Constituyentes de la matriz que
forma las fibrillas de celulosa en las celulas vegetales
(Compuestos fundamentalmente de glucosa, galactosa,
xilosa, arabinosa, manosa, y ácido glucurónico)
→Ácido Hialurónico y Condroitina: Componen los
proteoglucanos
Otras funciones:
→Heparina: Sustancia anticoagulante de la sangre
→Proteoglucanos.

Ósidos: Glucoconjugados.
→Péptidoglucanos: Parte proteíca de pequeño tamaño.
Intervienen en la formación de la pared bacteriana
(algunos antibióticos -penicilina- inhiben su formación).
→Proteoglucanos: Parte proteíca y glucídica de gran tamaño
Forman. La matriz extracelular de los téjidos, conjuntivo,
cartilaginoso, y óseo
→Glucoproteinas de la membrana plasmatica: Parte
proteíca de pequeño tamaño. Antenas moleculares
(portadores de mensajes) y marcadores biólogicos

Ósidos: funciones
La membrana plasmática

Ósidos: funciones.
La membrana plasmática contiene oligosacáridos con diferentes funciones

Ejercicios Glúcidos
Isomeros:
Los estereoisómeros (Isómeros ópticos) son isómeros cuyas moléculas se
diferencian por la disposición de sus átomos o grupos funcionales en el
espacio (por ejemplo todas las aldohexosas (D y L)). 2n (n carbonos asim.)
Los enantiómeros son estereoisómeros que son imágenes especulares
una de la otra y no se pueden superponer (por ejemplo el D-gliceraldhído y
el L-gliceraldhído, o la D-glucosa y la L-glucosa ).
D-glucosa L-glucosa
D-gliceraldehído L-gliceraldehído

Isomeros:
Los diastómeros son estereoisómeros que no son imágenes
especulares pero tampoco se pueden superponer.
Por ejemplo todos las aldohexosas de la series D.

Glucosa Ciclada (isómeros, anómeros):
β-D-Glucosa
β-L-Glucosa
D-Glucosa
(lineal)
α-D-Glucosa
L-Glucosa
(lineal)
Los anómeros son enantiómeros
que se producen cuando un mono-
sacárido se cicla y aparece un
nuevo carbono asimétrico o quiral
(por ejemplo la α-D-glucosa y la β-
D-glucosa)

→Monosacáridos más importantes
Ejercicios Glúcidos: ciclación

Ejercicios Glúcidos: ciclación
→Monosacáridos más importantes
1
2
3
4
D-Ribosa
D-galactosa Β-D-galactosa

Maltosa (almidón) Celobiosa (celulosa)
Lactosa Sacárosa
Dado el siguiente disacárido, indica:
a) su nombre
b) el nombre de los monosacáridos que lo forman
c) escribe la estructura lineal de estos monosacáridos.
d) Razona si tendrán poder reductor y darán positivo en la reacción de Fehling

Puentes de hidrógeno
Enlaces por puentes de Hidrogeno
•Es un tipo específico de interacción polar (enlace intermolecular) que
se establece entre dos moléculas.
•El enlace se produce entre dos átomos significativamente
electronegativos, generalmente O o N, y un átomo de H.
Tabla con puentes de
H más comunes
•Una de las moléculas tiene un grupo OH o (NH), y
la otra un átomo de O o N. Este átomo atrae al
hidrógeno de la otra molécula

Puentes de hidrógeno
Enlaces por puentes de Hidrogeno
→Los puentes de hidrogeno son responsables de muchas de las
propiedades macroscópicas de los compuestos (en particular de los
polímeros)
→En particular:
Tabla con puentes de
H más comunes
●El estado de agregación y los puntos de fusión: A
mayor número de puentes de hidrogeno y más “fuertes” (mayor
polaridad del enlace con H) más intensas serán las interacciones
entre las moléculas
→ a temperatura ambiente serán líquidos o incluso sólidos y los
puntos de fusión y ebullición serán más altos

ACTIVIDAD DE
APLICACIÓN N°04
Tiempo 30 min.
EXTRA:
https://www.youtube.com/watch?v=_glcB9G_yZo

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