Los monosacáridos son compuestos orgánicos que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Se clasifican según el número de átomos de carbono que contienen, como triosas (3 carbonos), tetrosas (4 carbonos), pentosas (5 carbonos) y hexosas (6 carbonos). Pueden presentar diferentes tipos de isomería como la funcional, óptica y conformacional. Algunos monosacáridos importantes son la glucosa, la fructosa, la ribosa y la desoxirribosa.
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
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Estereoquimica e isiomeria conformacion y configuracionPilar Zabala Pérez
La estereoquímica es una parte de la química que toma como base el estudio de la distribución espacial de los átomos que componen las moléculas y el como afecta esto a las propiedades y reactividad de dichas moléculas. También se puede definir como el estudio de los isómeros: compuestos químicos con la misma fórmula molecular pero de diferentes fórmulas estructurales. Resulta de interés el estudio del benceno. Una parte importante de la estereoquímica es que se dedica al estudio de moléculas quirales.
2. Son compuestos que contienen Carbono,
Hidrógeno y Oxígeno. Se definen como
compuestos polialcohólicos con una
función aldehído o una función cetona.
Cuando poseen una función aldehído se
llaman aldosas y cuando contienen una
función cetona se llaman cetosas.
3. Nomenclatur a de
carbohidr atos
Es muy frecuente referirse a los carbohidratos como sacáridos, de la palabra
griega que significa “algo dulce”. Este termino suele ser inapropiado, ya que la
mayoría de los carbohidratos no son dulces. Sin embargo, esta terminología nos
permite hablar de unidades individuales denominadas: monosacáridos,
oligosacáridos y polisacáridos.
Los carbohidratos se pueden designar según las reglas de nomenclatura IUPAC.
El gliceraldehído es 2,3- dihidroxipropanal, mientras que la dihidroxiacetona seria
1,3- dihidroxipropanona, etc. Existen maneras generales de asignar
monosacáridos que pueden especificar el grupo funcional carbonilico (aldosa o
cetosa) seguido por el nº de Carbono llevando la terminación “osa”. Por ejemplo:
aldohexosa, cetopentosa, etc.
Nombre común: gliceraldehído
Según IUPAC: 2,3 dihidroxipropanal
Por grupo funcional: aldotriosa
4.
5. Carbohidratos como derivados
de anillos heterocíclicos
En los monosacáridos existen estructuras cíclicas hexagonales (5 carbonos y
1oxigeno) que se llaman piranósicas, por su parecido con un compuesto
heterocíclico, el pirano
En los glúcidos también pueden originarse ciclos pentagonales (4 carbonos y
1oxigeno) que se conocen como estructuras furanosicas, por su relación con el
compuesto heterocíclico furano.
6. Isomería funcional
Los isómeros funcionales pertenecen a diferentes clases orgánicas porque
poseen grupos funcionales distintos, estos grupos hacen que las moléculas
exhiban propiedades físicas y químicas características para cada clase de
compuesto.
En los hidratos de carbono se presentan numerosos ejemplos, entre ellos se
encuentran el gliceraldehído y la dihidroxiacetona. Ambos compuestos tienen la
misma cantidad de átomos (C3H6O3) pero difieren en los grupos funcionales , el
primero es un aldehído, y la otra es una cetona .
gliceraldehído dihidroxiacetona
7. Isomería óptica
Los monosacáridos que contienen átomos de carbono asimétricos muestran
actividad óptica. Esto es, debido a la configuración espacial existe la posibilidad
de isómeros ópticos, compuestos que con igual fórmula poseen diferentes
estructuras moleculares y presentan diferentes propiedades frente a la luz
polarizada. Estos isómeros desplazan el plano de polarización de la luz un
ángulo de igual magnitud pero de signo opuesto. Así es que encontramos una
forma que rota el plano de la luz polarizada hacia la derecha y por lo tanto a este
isómero lo denominamos dextrógiro y una forma que la rota hacia la izquierda a
la que denominamos levógiro.
Una mezcla en partes iguales de las dos variedades ópticas se denomina
mezcla racémica y carece de propiedades ópticas.
Todos los monosacáridos a excepción de la dihidroxiacetona poseen uno o más
carbonos asimétricos y son por lo tanto moléculas quirales.
El gliceraldehído contiene sólo un átomo de carbono asimétrico y puede existir
en la forma de sólo dos estereoisómeros diferentes.
La forma habitual de la glucosa, la que hallamos en la naturaleza es
dextrorrotatoria,
β= +52.7º
Mientras que la forma corriente de la fructosa (otro azúcar frecuente en la
naturaleza) es levorrotatoria,
β= -92.4º
8. La configuración del gliceraldehído es elegida como patrón para establecer la de
los otros glúcidos
En la formula del gliceraldehído que tienen el OH- del carbono quiral a la derecha
de la cadena de carbonos se le asigno la configuración D y se llama D-
Gliceraldehído, por el contrarío la del isómero en el que ese OH- esta orientado
hacia la izquierda tiene la configuración L y se lo designa L- Gliceraldehído.
Todo glúcido que presente el OH- del ultimo carbono asimétrico a la derecha
pertenece a la serie D, si ese OH- se encuentra hacia la izquierda ,forma parte
de la serie L. Debe aclararse que la configuración D o L no tiene relación con el
sentido de rotación del plano de polarización que producen los antípodas ópticos
dextrógiros o levógiros. Por ejemplo la D-glucosa es dextrógira, en cambio la D-
fructosa es levógira
9.
10. Estructuras cíclicas
Las aldohexosas poseen cuatro carbonos asimétricos
por lo que pueden existir 24 = 16 estereoisómeros
distintos, dos de los cuales son la D (+) glucosa y la D
(+) galactosa (ver la derivación de las D aldosas)
Tanto la glucosa como la galactosa son hexosas cuya
fórmula sin desarrollar es C6H12O6. Es decir q estos
glúcidos son isómeros funcionales. Las fórmulas
lineales se escriben para facilitar la comprensión de su
estructura, pero en la naturaleza los monosacáridos
adoptan formas cíclicas lo que además da la
posibilidad de una nueva forma de isomería. Al
formarse el anillo los átomos se reordenan
internamente dando lugar a la aparición de otro
carbono asimétrico, el primer carbono comenzando a
contar desde arriba en la figura anterior, este es el
carbono (1). Nótese la posición del grupo oxhidrilo en
ambas formas isoméricas. Este carbono asimétrico
origina dos configuraciones posibles, la α y la β.
Aparece de esta forma un oxhidrilo con propiedades
especiales, debido al cual algunos monosacáridos son
reductores en disolución (ver reacciones de Fehling,
de Benedict, etc., para detectar hexosas).
La glucosa existe como la forma α–D glucosa o la β–D
glucosa o una mezcla de las dos, aunque pre-
dominando la forma α.
11. Formas α y β
En el caso de la
glucosa se
pueden encontrar
dos variedades,
la α–D glucosa y
la β–D glucosa,
de las cuales
predomina en la
naturaleza, la
forma α.
12. Los monosacáridos son sustancias blancas, 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 poli alcoholes, es decir, cadenas de carbono con un grupo -OH cada
carbono, en los que un carbono forma 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. Algunos de ellos pueden
presentar su estructura ciclada.
13. Los monosacáridos se nombran atendiendo al
número de carbonos que presenta la molécula:
Triosas: tres carbonos
Tetrosas: cuatro carbonos
Pentosas: cinco carbonos
Hexosas: seis carbonos
Heptosas: siete carbonos
14.
15. Las triosas son monosacáridos formados por una cadena de tres átomos de
carbono. Su fórmula empírica es C3H6O3. Como en los demás monosacáridos, en
las triosas aparecen los grupos cetona y aldehído, también llamados
genéricamente grupos funcionales carbonilo. Si llevan la función cetona se les
nombra añadiendo el prefijo ceto- y si llevan el grupo aldehído se añade el prefijo
aldo-, de modo que los compuestos se llamarán aldotriosas (o gliceraldehído) y
cetotriosas (o dihidroxiacetona). Las triosas tienen gran importancia en el
metabolismo de los hidratos de carbono y de la respiración
D-gliceraldehido L-gliceraldehido Dihidroxicetona
CHO CHO CH2OH
| | |
H-C-O-H H-O-C-H C=O
| | |
CH2OH CH2OH CH2OH
16.
17. Tetrosas: Tienen solamente un interés teórico. Las aldosas tetrosas son la
treosa, que por oxidación forma ácido tartárico dextro o levo, y la eritrosa, cuyas
dos variedades originan por oxidación ácido meso-tartárico.
18.
19. Pentosas
Puesto que el número de variedades ópticamente activas de un compuesto es
2n, siendo n el número de carbonos asimétricos presentes en su molécula,
existen 23 = 8 pentosas; las estructuras de sus cuatro D–variedades vienen
dadas en el cuadro de la página anterior. Solamente se encuentran en la
Naturaleza la D–arabinosa (en ciertos glucósidos), la L–arabinosa en la goma
arábiga, la D–xilosa en la madera y paja y la D–ribosa en algunos ácidos
nucleicos, pero más generalmente en forma de polisacáridos denominados
pentosanas, muy abundantes en el reino vegetal, y de cuya hidrólisis se obtienen
las pentosas.
20. Ribosa
La ribosa es una pentosa que es muy importante en los seres vivos porque es el
componente del ácido ribonucleico y otras sustancias como nucleótidos y ATP.
La ribosa procede de la ribulosa. A partir de la ribosa se sintetiza la desoxirribosa
en el ciclo de la pentosas.
Su fórmula es: C5H10O5. y puede representarse de la siguiente manera:
21. Desoxirribosa
La desoxirribosa, azúcar de fórmula C5H10O4, derivado de la ribosa por pérdida
de un átomo de oxígeno en el hidroxilo del segundo carbono. Este azúcar es un
sólido cristalino e incoloro, bastante soluble en agua. En su forma furanosa
(anillo pentagonal) forma parte de los nucleótidos que constituyen las cadenas
del ácido desoxirribonucleico (ADN). Es un monosacárido de 5 átomos de
carbono (pentosa) derivado de la ribosa, que forma parte de la estructura de
nucleótidos del ADN. Su estructura es semejante a la ribosa, pero el carbono 2
no posee un grupo alcohol. No responde a la fórmula general de los
monosacáridos, (CH2O)n
Forma parte del ADN, el cual contiene toda la información genética que será
transferida así de generación en generación. Por todo esto la desoxirribosa tiene
una gran importancia en todo ser vivo existente.
22. Las ribosas en el ADN
La información que dicta las estructuras de la enorme variedad de moléculas de proteínas que
se encuentran en los organismos está codificada en moléculas conocidas como ácidos
nucleicos . La información contenida en los ácidos nucleicos es transcripta y luego traducida a
las proteínas. Un nucleótido es una molécula más compleja que un aminoácido. Está formado
por tres subunidades: un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base
nitrogenada ; esta última tiene las propiedades de una base y, además, contiene nitrógeno.
La subunidad de azúcar de un nucleótido puede ser ribosa o bien desoxirribosa. Como puede
verse, la diferencia estructural entre estos dos azúcares es leve. En la ribosa, el carbono 2
lleva un átomo de hidrógeno por encima del plano del anillo y un grupo hidroxilo por debajo del
plano; en la desoxirribosa, el grupo hidroxilo del carbono 2 está reemplazado por un átomo de
hidrógeno. Los nucleótidos pueden unirse en cadenas largas por reacciones de condensación
que involucran a los grupos hidroxilo de las subunidades de fosfato y de azúcar. En la figura se
muestra una molécula de RNA que, como se observa, está formada por una sola cadena de
nucleótidos. Las moléculas de DNA, en cambio, constan de dos cadenas de nucleótidos
enrolladas sobre sí mismas, formando una doble hélice. La ribosa es el azúcar en los
nucleótidos que forman ácido ribonucleico (RNA ) y la desoxirribosa es el azúcar en los
(RNA
nucleótidos que forman ácido desoxirribonucleico (DNA ). Hay cinco bases nitrogenadas
(DNA
diferentes en los nucleótidos, que son los sillares de construcción de los ácidos nucleicos. Dos
de ellas, la adenia y la guanina, se conocen como purinas . Las otras tres, citosina, tintina y
uracilo se conocen como pirimidinas .
23. La estructura del ATP
Los nucleótidos, además de su papel
en la formación de los ácidos nucleicos,
tienen una función independiente y vital
para la vida celular. Cuando un
nucleótido se modifica por la unión de
dos grupos fosfato, se convierte en un
transportador de energía, necesario
para que se produzcan numerosas
reacciones químicas celulares. La
energía contenida en los glúcidos de
reserva como el almidón y el
glucógeno, y en los lípidos , viene a
ser como el dinero depositado a plazo
fijo; no es asequible fácilmente. La
energía de la glucosa es como el dinero
en una cuenta corriente, accesible,
pero no tanto como para realizar todas
las operaciones cotidianas. La energía
en los nucleótidos modificados, en
cambio, es como el dinero de bolsillo,
disponible en cantidades convenientes
y aceptadas en forma generalizada. El
principal portador de energía, en casi
todos los procesos biológicos, es una
molécula llamada adenosín trifosfato o
ATP.
24.
25. Hexosa
Las hexosas son monosacáridos (glúcidos simples) formados por una cadena de
seis átomos de carbono. Su fórmula general es C6H12O6. Su principal función es
producir energía. Un gramo de cualquier hexosa produce unas 4 kilocalorías de
energía. Las más importantes desde el punto de vista biológico son: glucosa,
galactosa y fructosa.
26. Glucosa:
Todas las frutas naturales tienen glucosa (a menudo con fructosa), que puede
ser extraída y concentrada para hacer un azúcar alternativo. Pero a nivel
industrial, tanto la glucosa líquida (jarabe de glucosa) como la dextrosa (glucosa
en polvo) se obtienen a partir de la hidrólisis enzimática de almidón de cereales.
La glucosa libre o combinada, es el compuesto orgánico más abundante de la
naturaleza. Es la fuente primaria de síntesis de energía de las células, mediante
su oxidación catabólica, y es el componente principal de polímeros de
importancia estructural como la celulosa y de polímeros de almacenamiento
energético como el almidón y el glucógeno.
En su forma de D- Glucosa, sufre una ciclación hacia su forma hemiacetalica
para dar sus formas furano y pirano ( D-glucofuranosa y D-glucopiranosa) que a
su vez presentan anòmeros alfa y beta. La D-Glucosa es uno de los compuestos
más importantes para los seres vivos.
27. Fructosa:
Este sacárido es también conocido como levulosa, es una forma de azúcar
encontrada en las frutas y en la miel. Es un monosacárido isómero de la
glucosa. Todas las frutas naturales tienen cierta cantidad de fructosa (a menudo
con glucosa), que puede ser extraída y concentrada para hacer un azúcar
alternativo.
La fructosa es metabolizada y guardada, en parte, por el hígado en forma de
glucógeno, como reserva para cuando necesitamos hacer un esfuerzo. Puesto
que la fructosa acaba transformándose en glucosa, produciendo una elevación
glucemia en sangre, ya no se considera un edulcorante recomendable para las
personas con diabetes.
28. Galactosa:
Este azúcar se convierte en glucosa en el hígado como aporte energético.
Además forma parte de los glucolípidos y glucoproteínas de las membranas
celulares de las células, sobre todo de las neuronas.
Desde el punto de vista químico es una aldosa, es decir su grupo químico
funcional es un aldehído (CHO) ubicada en el carbono 1.
La galactosa es sintetizada por las glándulas mamarias para producir lactosa,
que es un disacárido formado por la unión de glucosa y galactosa, por tanto el
mayor aporte de galactosa en la nutrición proviene de la ingesta de la lactosa de
leche.
29. Reacciones de la glucosa
Formación de esteres: los grupos alcoholes de la glucosa pueden combinarse
con ácidos formando esteres. Desde el punto de vista bioquímico, los esteres
mas importante que forma la glucosa son los que forma con el acido fosfórico,
por ejemplo, la glucosa 1- fosfato, y la glucosa 6- fosfato. Estos dos compuestos
son de gran importancia para la metabolización de la glucosa
C6H12O6 + H3PO4 H2O +
Poder reductor: la glucosa, al igual que los monosacáridos, tienen poder
reductor; si son aldosas, ello se debe a la presencia del grupo aldehído libre en
el carbono 1; si son cetosas, el grupo reductor carbonilico esta en el carbono 2.
los reactivos para demostrar el poder reductor de los glúcidos son muchos,
alguno de los cuales son: el reactivo de Fehling, el reactivo de Tollens, azul de
metileno, etc.
30. Reacción de Fehling: la glucosa reduce al ion cúprico (Cu2+ ) del reactivo y lo
transforma en oxido cuproso (Cu2O), rojo anaranjado, mientras la glucosa se
oxida en su grupo aldehído que pasa a la sal del acido derivado:
Reacción simplificada:
Reacción de Tollens: con el reactivo de Tollens (nitrato de plata amoniacal) se
forma un deposito de plata que se adhiere al tubo de ensayo, formando un
“espejo de plata” .
31. Diabetes:
El 7% de la población argentina padece esta enfermedad, conocida como diabetes mellitus.
Este trastorno puede adoptar varias formas, todas las cuales dan por resultado un
metabolismo defectuoso de la glucosa, nuestra fuente primaria de energía.
Normalmente cuando ingerimos alimentos nuestro cuerpo activa la liberación de la hormona
endocrina insulina de las células beta del páncreas. La insulina facilita la entrada y el
metabolismo de la glucosa en nuestras células. Si la insulina esta ausente o funciona mal, la
glucosa que circula en la sangre aumenta su concentración. Esta condición se conoce como
hiperglucemia. los riñones se encargan de reabsorber la glucosa, sin embargo, si la
concentración de glucosa sobrepasa los 180mg/100ml, puede detectarse en la orina mediante
pruebas sencillas. Entre las consecuencias de la diabetes están la aterosclerosis
(estrechamiento de los vasos sanguíneos), ceguera (retinopatía), insuficiencia renal y coma,
todo lo cual podría conducir a una muerte prematura.
El tratamiento de la diabetes depende del tipo y gravedad de la enfermedad. Los pacientes
que producen poca o ninguna insulina, tienen diabetes tipo I o insulinodependientes, y
requieren inyecciones diarias de insulina. La diabetes tipo II o no dependiente de la insulina,
en la cual se produce insulina pero esta no es eficaz se puede controlar por medio de dieta,
ejercicio y administración de fármacos orales como tolbutamida o glipizida. Estos
medicamentos favorecen la liberación de insulina del páncreas y aumentan la utilización de
glucosa por parte de las células.
La investigación en busca de las causas y tratamientos de la diabetes es muy activa. En la
actualidad esta bastante claro que la causa de la diabetes del tipo I es una infección viral y la
del tipo II tiene un componente genético grande. La biotecnología produce insulina para
millones de personas
32. La vitamina C
La oxidación de glucosa por enzimas en casi todos los organismos vivos puede dar por
resultado un producto muy útil, el acido ascórbico (vitamina C). El acido ascórbico puede sufrir
fácilmente oxidación/reducción y, por lo tanto, es capas de participar en reacciones redox
biológicas como cofactor.
A la izquierda: ácido ascórbico (forma reducida de la vitamina C).
A la derecha: ácido dehidroascórbico (forma oxidada de la vitamina C).
Albert Szent-Gyorgyi y Walter Haworth compartieron el premio nobel en 1937 por sus
investigaciones sobre el aislamiento del acido ascórbico y su identificación como el material de
la dieta necesario para prevenir la enfermedad conocida como escorbuto. La vitamina C fue
redescubierta en 1970 por Linus Pauling, quien postulo que podría ser un potente protector
contra infecciones virales.
El escorbuto es una enfermedad del tejido conectivo de la piel, ligamentos y huesos. Este
tejido se compone de las proteínas colágeno y elastina, las cuales durante un complejo
proceso bioquímico sufren una oxidación en la cual interviene el acido ascórbico. Cuando hay
deficiencia de acido ascórbico en la dieta, el esmalte dentario se debilita y se pierden los
dientes, se sufren hemorragias nasales y se pierden las defensas, lo cual ocasiona en ultimo
termino, la muerte.
Los marineros sufrían mucho hasta que se descubrió que el consumo de los frutos y jugos
cítricos prevenían el escorbuto. La cantidad de vitamina C que se necesita para prevenir el
escorbuto es de solo 6,5 a 10 mg por día, los cuales se pueden obtener fácilmente de una
dieta balanceada .
33.
34. Heptosas
Una Heptosas es todo aquel monosacárido que posee siete átomos de carbono.
Las Heptosas pueden poseer un grupo funcional aldehído en la posición 1,
denominándose entonces aldoheptosas, o un grupo cetona en la posición 2, en
cuyo caso serán denominadas cetoheptosas. Existen muy pocos ejemplos de
azúcares con 7 carbonos en la naturaleza. Entre ellos, cabe destacar:
Sedoheptulosa o D-altro-heptulosa, como ejemplo de cetoheptosas.
L-glicero-D-mano-heptosa, como ejemplo de aldoheptosas.
A nivel estructural, las cetoheptosas y las aldoheptosas se diferencian en que las
primeras poseen 4 centros quirales, mientras que las segundas poseen 5.
35. Oligosacáridos:
La denominación de Oligosacáridos proviene del griego oligo que quiere decir
poco. Se denominan oligosacáridos a los compuestos que resultan de la unión
glucosídica de unos pocos monosacáridos. Según el número de estos restos
sacáridos que los formen, se denominan: disacáridos, trisacáridos,
tetrasacáridos, etc. en estos glúcidos pueden desdoblarse por hidrólisis para dar
monosacáridos. La hidrólisis puede efectuarse por medios de ácidos diluidos o
enzimas
36. Disacáridos:
Son hidratos de carbono formados por dos moléculas de sacáridos que se unen
por el enlace glucosídico, ésta es una unión que se realiza con desprendimiento
de una molécula de agua, siendo un proceso reversible por hidrólisis. El enlace
glucosídico puede ser entre los carbonos 1 – 4 (el carbono uno de un
monosacárido y el cuatro del otro), en cuyo caso el disacárido es reductor; o
puede ser entre los carbonos 1 – 2 y en este caso el disacárido resultante no
será reductor.
Los disacáridos más comunes son la maltosa o azúcar de malta, formada por
dos moléculas de glucosa, la sacarosa, que es el azúcar de caña o de
remolacha, compuesta por una molécula de glucosa y una de fructosa, la lactosa
o azúcar de la leche, formada por una molécula de glucosa y una de galactosa,
etc.
Las propiedades físicas de los disacáridos son semejantes a las de los
monosacáridos, por lo tanto poseen sabor dulce y son solubles en agua.
La estereoquímica de la unión entre las moléculas de monosacáridos puede ser
β, como en la lactosa, o α como en la maltosa.
En la sacarosa el oxígeno vinculante está unido al carbono carbonilico de las
subunidades de glucosa y de fructosa. Esta unión es α con respecto a la glucosa
y β en relación a la fructosa. La unión de las unidades de monosacáridos en la
sacarosa es entre el carbono 1 de la glucosa y el carbono 2 de la fructosa. En la
maltosa y la lactosa las uniones son entre carbono 1 y carbono 4.
En general, los disacáridos y polisacáridos que tienen uniones β como la lactosa
y la celulosa no son digeribles para los vertebrados superiores.
37. Sacarosa:
Es la forma prevalente en el azúcar de caña o remolacha y en el azúcar de la
miel, forma parte de la savia elaborada está compuesta de glucosa y fructosa a
través de un enlace α– (1,2) β –glucosídico.
La sacarosa no tiene poder reductor , lo que demuestra que los dos
monosacáridos que la forman se han unido por los dos carbonos de los que
depende esta propiedad, es decir, el carbono 1 de la glucosa y el carbono 2 de la
fructosa. Al ser hidrolizada la sacarosa, predomina el giro a la izquierda de la luz
polarizada, debido al fuerte poder rotatorio de la fructosa, este proceso de
desdoblamiento se llama se llama inversión de la sacarosa.El poder rotatorio de
este disacárido es de +66.4º, por lo tanto es dextrógiro.
38. Lactosa:
se encuentra exclusivamente en la leche de los mamíferos y está constituida de
galactosa y glucosa en un enlace β– (1,4) glucosídico. Por la presencia del OH
del carbono 1 en la unidad glucosa, este disacárido tiene poder reductor.
El poder rotatorio de dicho glúcido es de +55º, es decir, es dextrógiro
39. Maltosa:
Es el principal producto de degradación del almidón, está compuesta de 2 monómeros de glucosa
en un enlace α-(1,4) glucosídico. En la maltosa, la segunda unidad de glucosa mantiene su
carbono 1 libre y por eso demuestra tener poder reductor.
Este sacárido es dextrógiro, su poder rotatorio especifico es +136º
40. Tabla comparativa de los
disacáridos mas
importantes:
Sacarosa Maltosa Lactosa
Actividad α= +66.4º α= +136º α= +55º
óptica
No reductor Reductor Reductor
Poder reductor
41. Edulcorantes bajos en
calorías:
La glucosa que no se sintetiza de inmediato para obtener energía metabólica se almacena
como glucógeno o se convierten en lípidos para depositarse en el tejido adiposo. Se pueden
formar deposito de lípidos en las paredes de los vasos sanguíneos, lo que con el tiempo
conduce a la aterosclerosis y un mayor riesgo de apoplejía o ataque cardiaco. Por
consiguiente, muchas personas han intentado limitar su consumo de lípidos y carbohidratos,
en especial de sacarosa. Para satisfacer el gusto por las golosinas desarrollados por dietas
azucaradas, se están investigando diversos productos sintéticos y naturales, como sustitutos o
enriquecedores del azúcar. Puesto que estos edulcorantes no son carbohidratos o no se
absorben en absoluto en el conducto gastrointestinal, se describen como bajos en calorías, o
no nutritivos.
Los alcoholes de azúcar, como el manitol y el sorbitol, aunque no son tan dulce como la
sacarosa, se han usado por muchos años como sustituyentes bajos en calorías.
El uso de la sacarina, que es aproximadamente 300 veces mas dulce que la sacarosa, se ha
puesto en duda porque se ha demostrado que favorece el cáncer en animales de laboratorios
en ciertas condiciones.
A principios de 1983, en Estados Unidos se aprobó el uso de espartame como edulcorante
bajo en calorías, alrededor de 200 veces mas dulce que la sacarosa. Hoy en día es posible
encontrar este sustituyente en cafés gastronómicos, bebidas gaseosas dietéticas, etc.
43. Polisacáridos:
Entre las propiedades de los monosacáridos se ha visto que pueden unirse entre
si por medio de un enlace glucosídico, formando disacáridos. Si este proceso se
repite se pueden formar polímeros, que cuando están formados por mas de 10
unidades se llaman polisacáridos.
La formula general de un polisacárido es (C6H10O5)n. el valor de n no se conoce
exactamente pero puede oscilar entre 300 y varios miles. Existen tantas
estructuras de polisacáridos posibles como hay combinaciones de
monosacáridos y posiciones de enlazamiento. Esas combinaciones son
ilimitadas .
Por su estructura química, se dividen en:
Homopolisacaridos: están formados por un solo tipo de monosacáridos (por
ejemplo el almidón).
Heteropolisacaridos: están constituidos por mas de un tipo de monosacáridos
(por ejemplo, las pectinas de los frutos y gomas vegetales.
Los polisacáridos más importantes son usados como sustancias de reserva: el
almidón y el glucógeno, y como sustancia de sostén en células vegetales: la
celulosa.
44. Almidón:
Es un polisacárido de origen vegetal. Estructuralmente, el almidón es una mezcla
de dos polímeros, uno es la amilosa que es la responsable de la coloración azul
que da el almidón al reaccionar con lugol o yodo.
El otro polímero del almidón es la amilopectina, la cual se tiñe de rojo con el
yodo. Como resultado de la afinidad tintórea de ambos polímeros, el almidón se
tiñe con el yodo de un color azul–violáceo.
45. Glucógeno :
Puede considerarse el almidón de las células animales, porque constituye la
sustancia de reserva animal más común. Al ser teñido con yodo da una colo-
ración castaño–rojizo. Tanto las moléculas que forman el almidón, como las del
glucógeno son de α–glucosa.
Se guarda una cantidad de glucógeno en el hígado y el tejido muscular, donde
constituye una fuente de energía fácilmente disponible.
46. Celulosa:
Es el mas difundido de los polisacáridos, porque forma los tejidos de conducción
y de sostén en los vegetales. Forma las paredes celulares de las plantas
superiores.
Está constituida por unidades de celobiosa (C21H22O11), cuya hidrólisis da β–
glucosa. Sus cadenas están formadas por uniones lineales de glucosa, por Io
que resultan moléculas fibrilares. Con la coloración cloro–zinc–yodo, se tiñe de
color violeta.
El enlace β no es susceptible al ataque de las encimas animales, de modo que
las fibras de celulosa no pueden ser utilizadas como fuente de alimento por los
seres humanos y la mayoría de los animales. Sin embargo, los rumiantes, como
corderos, cabras y vacas tienen bacterias intestinales que producen encimas, la
celulosa, que digieren celulosa, con lo cual suministran glucosa para la nutrición.
47. Obtención de fibras textiles
a partir de celulosa
Tanto el rayón como el acetato de rayón se fabrican a partir de celulosa
químicamente modificada y fueron las primeras fibras textiles de importancia
comercial. Para producir rayón , se tratan fibras de celulosa con disulfuro de
carbono( CS2) en hidróxido de sodio acuoso (NaOH). En esta reacción, algunos
grupos OH- de la fibra de celulosa se transforman en la sal de sodio de un éster
xantato, lo cual provoca que las fibras se disuelvan en álcali y formen una
dispersión coloidal viscosa.(ver reacción).
La solución de xantato de celulosa se separa de las sustancias alcalinas
insolubles de la madera y se hace pasar por una tejedora hacia un recipiente con
ácido sulfúrico diluido, donde se hidrolizan los grupos este del xantato y precipita
la celulosa regenerada. La celulosa que se obtiene a manera de filamento se
denomina hilo de rayón viscoso. El rayón es una fibra muy versátil y tiene las
mismas propiedades en cuanto a comodidad de uso que otras fibras naturales,
pudiendo imitar el tacto de la seda, la lana, el algodón o el lino. Las fibras pueden
teñirse fácilmente de otros colores. Los tejidos de rayón son suaves, ligeros,
frescos, cómodos y muy absorbentes, pero no aíslan el cuerpo, permitiendo la
transpiración. Por ello son ideales para climas calurosos y húmedos. La fibra era
vendida como "seda artificial" hasta que en 1924 se adoptó el nombre "rayón",
48. Polisacáridos complejos:
Son polímeros que están constituidos por moléculas de hexosas y otras
moléculas que pueden contener nitrógeno aminado (por ejemplo, glucosamina) o
estar además acetilados (por ejemplo, acetilglucosamina). O pueden ser aún
más complejos como los que poseen ácido sulfúrico o ácido fosfórico. Los
polisacáridos complejos más importantes son:
Polisacáridos Neutros
Mucopolisacáridos Neutros
Mucopolisacáridos Ácidos
Muco y Glucoproteínas
49. Polisacáridos complejos:
Polisacáridos Neutros: Polímeros cuyas unidades estructurales están formadas
por un derivado aminado del azúcar: la N-acetilglucosamina. Es una sustancia de
sostén que se encuentra en los Artrópodos y hongos Basidiomicetos.
50. Polisacáridos complejos:
Mucopolisacáridos Neutros: Polímeros más complejos que poseen
otras hexosas como la lactosa y la ramnosa. Están relacionadas
con la determinación de los grupos sanguíneos y forman parte de
las paredes celulares de las Bacterias.
51. Polisacáridos complejos:
Mucopolisacáridos Ácidos: Polímeros que contienen en su molécula ácido
sulfúri-co y otros ácidos. Por esto tienen gran afinidad con los colorantes
básicos. Los más importantes son: la heparina, sustancia anticoagulante de la
sangre; el ácido hialurónico, contiene acetilglucosamina y ácido glucurónico, que
se encuentra en el líquido sinovial, los humores vítreo y acuoso del ojo, etc.; y el
ácido condritis sinfónico que contiene acetilgalacto-samina, ácido glucurónico y
grupos sulfatos.
52. Polisacáridos complejos:
Muco y Glucoproteínas: También se las llama mucoides, son compuestos de
acetil-glucosamina y otros glúcidos con proteínas. Las mucoproteínas se
encuentran en las secreciones sálivares y de la mucosa gástrica. Ejemplos de
mucoproteínas son la ovoalbúmina, la seroalbúmina, etc.
53. Funciones de los
carbohidratos
Es fundamental para la vida el papel que desempeñan los glúcidos en el
metabolismo de todos los organismos. Como resultado de la captación de
energía solar de la fotosíntesis, se obtienen como uso de los primeros productos
a partir de los compuestos inorgánicos. Por ello, son las reservas fundamentales
de la energía potencial, liberada por la respiración y utilizada para los demás
procesos vitales. Pero no solo sirven como compuestos energéticos (Ej.:
glucosa, almidón, glucógeno), sino que también forman estructuras de sostén
(ej.: celulosa, polisacáridos neutros) y forman parte de otras moléculas orgánicas
como los ácidos nucleicos y algunos proteicos.
Los monosacáridos como el gliceraldehído y la dihidroxiacetona, son productos
intermedios en el metabolismo de numerosas sustancias. Las pentosas ribosa
desoxirribosa forman parte de los ácidos nucleicos. La glucosa y fructosa
(hexosa) son las moléculas mas importantes desde el punto de vistas energético.
Los oligosacáridos son formas intermedias de la degradación de los
polisacáridos a monosacáridos.
Los polisacáridos almidón (vegetal) y glucógeno (animal), son las principales
moléculas de reserva o almacenamiento energético en plantas y animales,
respectivamente.
La celulosa y la quitina son sustancias de sostén, mientras que los
mucopolisacáridos facilitan la hidratación y lubricación de las superficies que
recubren y poseen también funciones estructurales.