tema 2: los glúcidos
24/10/2019
¡Hola de nuevo! Hoy vengo a presentaros el siguiente tema de la asignatura de Biología. Como podéis estar viendo, se trata de los glúcidos. Continuamos estudiando las biomoléculas orgánicas que forman nuestro organismo para así, poco a poco, conocer cada vez más acerca del funcionamiento de nuestro cuerpo.
Los glúcidos están compuestos principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno aunque en ocasiones pueden contener lípidos, proteínas u otros elementos como nitrógeno, azufre o fósforo. Su fórmula molecular es (CH2O)n.
Según su número de átomos de carbono podemos diferenciarlos en dos grandes grupos: las osas o monosacáridos, que son moléculas de 3-7 átomos de carbono y los ósidos, formados por un mayor número de moléculas. Dentro del primer grupo, podemos diferenciar entre aldosas y cetosas según si en la molécula encontramos un grupo aldehído (aldosa CHO) o cetona (cetosas CO). Por otra parte, dentro de los ósidos podemos distinguir entre los holósidos (únicamente formados por osas) en los cuales encontramos los oligosacáridos (unión de 2-10 moléculas) en los que destacan los disacáridos y los polisacáridos, formados por una mayor contidad de moléculas. A su vez, los polisacáridos se dividen en homopolisacáridos (formados por el mismo tipo de monosacárido) y heteropolisacárido (formado por diferentes monoscáridos). El último grupo pertenenciente a los ósidos que encontramos son los heterósidos, entre los que destacan los glucolípidpos y glucoproteínas pues estos glúcidos también contan de otras biomoéculas en su estructura.
Según esto, los glúcidos poseen diferentes propiedades tanto físicas como químicas y diversas funciones. Todo esto os lo dejo reflejado a continución en la foto, donde podéis encontrar las particularidades de cada grupo y algunos ejemplos.
Para la tarea de esta semana debíamos subir un esquema sobre todo el tema. Aquí os dejo el mío, que incluye toda la información importante que hemos visto y trabajado en clase:
Además del esquema, para completar la tarea debíamos realizar unas actividades del Colegio Virtual y del blog de la profesora como repaso de la unidad. La verdad es que me parece una manera muy útil de comprobar si entiendes lo estudiado o necesitas repasar algo más a fondo.
Aquí os dejo la respuesta a las preguntas que podéis encontrar en el blog de la profesora:
1) La D-glucosa es una aldohexosa.
Explica:
1. ¿Qué significa ese término?
Este término significa que la D-glucosa es un monosacárido, ya que estos también son llamados osas y por este motivo la palabra acaba en –osa. Además, es un monosacárido de 6 carbonos ya que cuenta con el prefijo hex- (y a las osas pertenecen moléculas de 3-7 átomos de carbono, cada una nombradas con su prefijo numérico correspondiente) Por otra parte, aldo- nos indica otra subdivisión de este grupo, ya que podemos encontrar grupos carbonilo: aldosas y cetosas. En este caso, la D-glucosa es una aldosa ya que posee un grupo aldehído en el primer carbono de su estructura (se empieza a numerar por el extremo más cercano al grupo carbonilo).
2. ¿Qué importancia biológica tiene la glucosa?
La glucosa es una molécula de gran importancia para nuestro organismo. Esta molécula es la principal fuente de energía para los seres vivos pues participa en el metabolismo celular, proceso en el cual se oxida la molécula y además de agua y dióxido de carbono, nos aporta energía en forma de ATP (puede llegar a aportarnos hasta 38 ATP). Por lo que, gracias a la glucosa, nuestro organismo es capaz de llevar a cabo el resto de funciones gracias a la energía proporcionada por esta molécula. Además de esto, la glucosa tiene función de reserva energética. Por ejemplo, las plantas, que usan como principal fuente de energía la luz solar, sintetizan glucosa que almacenan en sus frutos, raíces o tubérculos. Este monosacárido también es el componente principal de muchos polisacáridos. Entre otros, forma parte del glucógeno, que sirve de reserva energética para los animales pues lo encontramos en músculos y en el hígado. También cuenta con una importante función estructural porque es uno de los componentes de la celulosa, polisacárido que constituye el armazón de las paredes celulares de los vegetales. Por último, tienen función de especificadores de membrana pues está presente en los heterósidos (moléculas de más de 7 átomos de carbono que además poseen otras biomoléculas como lípidos o proteínas). En este caso, se encargan del reconocimiento de moléculas y partículas que pretender pasar al interior de la célula.
3. ¿Qué diferencia existe entre la D-glucosa y la L-glucosa, y entre la α y la β D- glucopiranosa?
La D-glucosa y L-glucosa son dos formas diferentes que presenta la misma molécula ya que gracias a sus propiedades físicas es capaz de presentarse en dos estructuras distintas que podemos observar en la Proyección de Fisher (manera de dibujar las moléculas orgánicas con todos sus grupos funcionales en su posición correspondiente). Esto indica que la D-glucosa y L-glucosa son enantiómeros, es decir, son imágenes especulares ya que, si las enfrentáramos, todos sus grupos funcionales encajarían a la perfección. Como podemos ver, la D-glucosa presenta todos los grupos –OH a la derecha (a excepción del situado en el tercer carbono) mientras que la L-glucosa, tiene los grupos-OH hacia la izquierda (menos el que ocupa el carbono número 3).
Por otra parte, la diferencia entre la α y la β D- glucopiranosa es que al ciclar la molécula D-Glucosa (mediante la Proyección de Haworth ya que al disolverse en agua las aldopentosas y aldohexosas pueden adquirir forma cíclica), obtenemos una forma hexagonal (pirano forma hexagonal y furano forma pentagonal) de la glucosa en la que encontramos un carbono anomérico. Un carbono anomérico es aquel que está unido a 4 grupos funcionales diferentes (similar al carbono quiral o asimétrico que encontramos en las moléculas, pero en este caso, ocurre cuando estas están cicladas). Este carbono es el nº 1 y en él encontramos un H y un grupo OH. Según la posición que ocupen podemos distinguir entre las dos formas, la α y la β. Si el OH del carbono anomérico se encuentra orientado hacia abajo, hablamos de la forma α. Mientras que, si se encuentran hacia arriba, la molécula será β.
2) Dentro de un grupo de biomoléculas orgánicas se puede establecer la clasificación de:
monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
Homopolisacáridos y heteropolisacáridos
Función energética (reserva) y función estructural.
1. Cita un ejemplo diferente para cada uno de los tipos diferenciados en la clasificación 1, 2 y 3 (total 7 moléculas).
Monosacáridos: también llamados osas, son las moléculas más sencillas, pues tienen de 3-7 átomos de carbono. Una muy importante que consta de 6 carbonos, por lo tanto, es una hexosa, es la glucosa.
Oligosacáridos: formados por osas (de 2-10). A este grupo pertenecen los disacáridos, formados por dos monosacáridos. Un ejemplo de estos es la sacarosa (compuesta por dos moléculas de α-D-glucosa unidas por enlace 1->4).
Polisacáridos: Son más complejos pues poseen mayor número de moléculas. Un ejemplo de estos es la celulosa.
Homopolisacáridos: son aquellos polisacáridos que están formados por el mismo tipo de monosacáridos. Por ejemplo, el almidón , formada por numerosas glucosas.
Heteropolisacáridos: son los polisacáridos formados por diferentes tipos de monosacáridos. Por ejemplo, el agar agar.
Función energética de reserva: el glucógeno, que a su vez pertenece a los homopolisacáridos.
Función estructural: la quitina, que también pertenece a los homopolisacáridos.
2. ¿En base a qué criterio se establece la clasificación número 2?
La clasificación número 2 se establece según el tipo de monosacárido que forman el polisacárido. Si todos son del mismo tipo se llamarán homopolisacáridos y si está formado por diversos monosacáridos diferentes serán heteropolisacáridos.
3) En relación a los glúcidos:
1. Indica cuál de los siguientes compuestos son monosacáridos, disacáridos o polisacáridos: sacarosa, fructosa, almidón, lactosa, celulosa y glucógeno.
Sacarosa: Es un disacárido compuesto por glucosa y fructosa.
Fructosa: Monosacárido.
Almidón: Polisacárido formado por glucosa.
Lactosa: Disacárido compuesto por 2 glucosas.
Celulosa: Polisacárido formado por glucosa.
Glucógeno: Polisacárido formado por glucosa.
2. Indica en qué tipo de organismos se encuentran los polisacáridos indicados en el apartado anterior.
El almidón lo encontramos principalmente en vegetales. Concretamente, se encuentra en los plastos de células vegetales, sobre todo en las raíces, tallos, semillas y además en tubérculos, aunque también lo podemos encontrar en algunos protoctistas.
La celulosa también está presente en los vegetales, especialmente en la pared celular de las células vegetales, confiriéndole estructura y rigidez.
Por último, el glucógeno, lo encontramos en los animales, ya que actúa como reserva energética almacenándose en el hígado y los músculos principalmente.
3. Indica cuál es la función principal de los polisacáridos indicados en el apartado 1.
La función principal del almidón y el glucógeno es de reserva energética a diferencia de que el glucógeno es la principal fuente de reserva energética para animales mientras que el almidón lo podemos encontrar en los plastos de las células vegetales, en las raíces…
La celulosa cumple función estructural principalmente gracias a su enlace β (por norma general, este tipo de enlace tiende a ser más estructural mientras que los α son energéticos). La encontramos en la pared de las células vegetales y le confiere mayor rigidez.
4. Cita un monosacárido que conozcas y que no se encuentre en la relación incluida en el apartado a).
Por ejemplo, la ribosa. La ribosa es un monosacáridos de 5 átomos de carbono, por lo tanto, una pentosa. Además, contiene un grupo aldehído por lo que es una aldopentosa.
4) Realiza todos los pasos de la ciclación de una D-galactosa hasta llegar a una α-D- galactopiranosa.
5) Dibuja un epímero de la L-ribosa y su enantiómero.
Y estas son las respuestas a las preguntas que podréis encontrar en el Colegio Virtual:
Ejercicio 1.
Bloque 1: Base molecular y físico-química de la vida.
1. Explica qué son los bioelementos primarios, los bioelementos secundarios y los oligoelementos dando 4 ejemplos de cada uno de ellos.
Los bioelementos son aquellos elementos químicos que encontramos formando parte de los seres vivos. Dentro de estos, según la cantidad presente a la hora de construir biomoléculas, podemos diferenciarlos en primarios y secundarios. Los bioelementos primarios, son los que encontramos en mayor cantidad (96,2% de la materia viva) y forman parte de biomoléculas orgánicas. Algunos ejemplos de estos son: el carbono (el cual encontramos siempre en biomoléculas orgánicas), el hidrógeno (componente del agua), el fósforo (el cual tomará un papel importante ya que forma fosfolípidos o en los ácidos nucleicos) y nitrógeno (lo podemos encontrar presente en bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos). En cuanto a los bioelementos secundarios, podemos clasificarlos en base a dos criterios. Por una parte, según su presencia e importancia encontramos los indispensables (K, Na, Ca, Mg) y los variables (Br, Zn, Ti). Según la cantidad en la que los encontremos podemos distinguir entre oligoelementos, que son bioelementos secundarios que se encuentran en una ínfima cantidad (trazas, minorías), menor al 0,1%. Algunos ejemplos de este último grupo son: el hierro, el zinc, el cobre y el manganeso. Y por último algunos que encontramos en mayor abundancia (mayor al 0,1%), que coinciden con algunos de los indispensables como el sodio (importante en la homeostasis), el calcio (fundamental en el esqueleto óseo), el potasio (relacionado con el impulso nervioso, bombas sodio-potasio) y el magnesio (presente en los tejidos).
2. Define qué es una solución tampón o amortiguadora. Indica por qué es importante para los seres vivos el mantenimiento del pH.
Una solución tampón o amortiguadora es aquella compuesta por la mezcla de un ácido débil y su base conjugada. Su principal función es regular el pH de la disolución ante la adición de un ácido o base.
Las más características son las disoluciones tampón-fosfato y tampón-bicarbonato. Del adecuado mantenimiento del pH se encargan las sales minerales por medio de procesos osmóticos en los que, por difusión pasiva, es decir, sin gasto energético, el agua atraviesa una membrana semipermeable desde la disolución más diluida hacia la más concentrada. Para los seres vivos es muy importante mantener el pH en torno a 7,35 ya que por debajo de estos niveles el medio sería demasiado ácido y superior a estos alcalino. La importancia de esto es que para gran cantidad de importantes procesos que se realizan en nuestro organismo se requiere un pH determinado ya que, de otra manera, estas reacciones o actividades no podrían llevarse a cabo de manera eficaz y nuestro organismo se vería afectado. Por eso, es muy importante regular el pH y adaptarlo a las necesidades del organismo en cada momentos y proceso biológico.
3. Explica brevemente:
1.¿Qué diferencia estructural hay entre una aldosa y una cetosa
La principal diferencia entre una aldosa y una cetosa es que en las aldosas encontramos en el carbono número 1 un grupo aldehído (CHO) en el extremo de la cadena mientras que, en las cetosas, podemos encontrar un grupo cetona (CO) en el interior de la cadena.
2. Relaciona los conceptos de carbono asimétrico y esteroisómero.
La relación que existe entre los carbonos asimétricos y los esteroisómeros es que este tipo de isomería se da gracias a la presencia de carbonos asimétricos en las moléculas ya que consiste en el cambio de lugar del grupo hidroxilo en los carbonos asimétricos.
Ejercicio 2.
Bloque 1: Base molecular y físico-química de la vida.
1. La frase “el gliceraldehído es una aldotriosa y la dihidroxiacetona es una cetotriosa”, ¿es verdadera o falsa? ¿Pueden tener diferentes esteroisómeros estas moléculas? Justifica ambas respuestas.
La afirmación es verdadera ya que el gliceraldehído está formado por 3 carbonos, por lo tanto, es una triosa y, además, posee un grupo aldehído por lo que pertenece al grupo de las aldosas. Por otra parte, la dihidroxiacetona contiene un grupo cetona y al igual que el gliceraldehído es una triosa ya que está formada por 3 átomos de carbono.
Tanto el gliceraldehído como la dihidroxiacetona pueden presentar dos esteroisómeros al contar con un carbono asimétrico. Por ejemplo, loas enantiómeros serían sus correspondientes formas D y L.
2. El suero fisiológico que se inyecta por vía intravenosa a los enfermos es isotónico respecto al medio intracelular de los glóbulos rojos. ¿Por qué es importante que sea así? ¿Qué ocurriría si el medio en el que se encuentran los glóbulos rojos fuera hipertónico? ¿Y si fuera hipotónico?
Es importante que el suero sea isotónico respecto al medio intracelular de los glóbulos rojos ya que de esta manera la concentración de sales está regulada y es la misma tanto en el interior como en el exterior de la célula evitando así una difusión pasiva del agua. Si por lo contrario el medio fuese hipertónico, el agua saldría de los glóbulos rojos para igualar concentraciones ya que el exterior de la célula se encuentra más concentrado. Esto provocaría que el glóbulo rojo quedase vacío pudiendo ocurrir una crenación (la célula se arruga) e incluso llegar a morir. Por otro lado, si el medio fuese hipotónico al encontrarse el interior de la célula más concentrado el agua penetraría hacia su interior hinchando así el glóbulo rojo y produciendo una hemólisis, ya que la célula acaba estallando por haber recibido grandes cantidades de agua y finalmente muere. Por este motivo es muy importante la regulación de las sales en el interior de nuestro organismo.
Tras finalizar este tema ,me he dado cuenta de que hemos ampliado muchos nuestros conocimientos sobre esta biomolécula respecto a lo que sabíamos y recordábamos del año pasado. Hemos ampliado mucho especialmente en el apartado de ciclación e isomería y esto nos ha ayudado a entender mejor cada molécula y cómo se comportan. También he entendido mejor la clasificación de estas biomoléculas y en base a que criterios se establecen, pues era algo que no terminaba de entender muy bien. Me ha gustado mucho este tema y espero volver pronto a contaros mi opinión sobre el tema los lípidos, que es el siguiente que estudfiamos. ¡Hasta la próxima semana!
Todas las imágenes son propias.