Los glúcidos
Antes de un juego de béisbol del Licey, un pelotero come arroz, yuca o pan. ¿Por qué esos alimentos le dan energía, mientras que una fibra de algodón o la madera, hechas también de glucosa, no se digieren? Todo depende de cómo se unen las moléculas.
Monosacáridos: la unidad básica
Si disuelves una cucharada de glucosa en agua, la molécula no se divide en azúcares más pequeños: llegaste al límite. Esa es la unidad básica de los glúcidos.
La glucosa tiene el grupo carbonilo al final de la cadena (aldehído); la fructosa, en el carbono 2 (cetona). Tienen la misma fórmula, $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$, pero distinta estructura: son isómeros. La glucosa y la fructosa abundan en frutas como el guineo y la chinola, y en la miel.
¿Qué es un monosacárido? Pon dos ejemplos e indica cuál es la función principal de los monosacáridos en la célula.
¿Qué es un monosacárido? Pon dos ejemplos e indica cuál es la función principal de los monosacáridos en la célula.
Disacáridos: el enlace glucosídico
Clasifica los siguientes glúcidos en monosacáridos, disacáridos o polisacáridos: glucosa, sacarosa, almidón, fructosa, lactosa y celulosa.
Clasifica los siguientes glúcidos en monosacáridos, disacáridos o polisacáridos: glucosa, sacarosa, almidón, fructosa, lactosa y celulosa.
La sacarosa se forma por la unión de una glucosa y una fructosa. ¿Qué tipo de enlace se establece entre ambos monosacáridos, cómo se llama la reacción que lo forma y qué…
La sacarosa se forma por la unión de una glucosa y una fructosa. ¿Qué tipo de enlace se establece entre ambos monosacáridos, cómo se llama la reacción que lo forma y qué molécula se desprende en ella?
Polisacáridos: reserva y estructura
Una camiseta de algodón y una cucharada de harina están hechas del mismo monómero, la glucosa, pero la camiseta no se come y la harina sí. ¿Cómo logran las células propiedades tan opuestas?
El almidón se acumula en yuca, papa, arroz y plátano. El glucógeno es la reserva de los animales y se almacena sobre todo en el hígado y en los músculos. La celulosa forma la pared de las células vegetales y está hecha solo de glucosa. La quitina forma el exoesqueleto de camarones, cangrejos e insectos: es una cadena con enlaces β(1→4) cuyo monómero es la N-acetilglucosamina, un derivado de la glucosa que contiene nitrógeno.
Amilosa y amilopectina: dos formas del almidón
El almidón no es una sola molécula: es una mezcla de dos polímeros de glucosa con enlaces α.
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La amilosa es una cadena lineal, con enlaces α(1→4) y enrollada en hélice. Tiene solo dos extremos.
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La amilopectina es una cadena ramificada: además de los enlaces α(1→4), cada cierto número de glucosas hay un enlace α(1→6) que origina una rama. Tiene muchísimos extremos. El glucógeno es parecido a la amilopectina, pero con ramas aún más frecuentes.
¿Por qué importa la ramificación? La α-amilasa (de la saliva y del páncreas) rompe enlaces α(1→4) en el interior de las cadenas y produce fragmentos cortos (maltosa y dextrinas). Después, enzimas del intestino van liberando glucosa desde los extremos de esos fragmentos, y otras cortan los enlaces α(1→6) de las ramas. Una molécula ramificada ofrece muchos extremos y muchos puntos de ataque a la vez, así que muchas enzimas trabajan al mismo tiempo y se libera glucosa más rápido. En la amilosa, con solo dos extremos, la liberación es más lenta. Por eso el glucógeno se moviliza con rapidez cuando el músculo necesita energía.
Indica cuál es la función biológica del glucógeno en los animales y en qué órganos se almacena principalmente.
Indica cuál es la función biológica del glucógeno en los animales y en qué órganos se almacena principalmente.
El esquema muestra cómo se disponen las cadenas de dos polisacáridos formados exclusivamente por glucosa. Indica cuál corresponde al almidón y cuál a la celulosa,…
El esquema muestra cómo se disponen las cadenas de dos polisacáridos formados exclusivamente por glucosa. Indica cuál corresponde al almidón y cuál a la celulosa, explica qué diferencia existe en la unión de sus monómeros (enlace α o β) y razona cómo la forma de sus cadenas justifica que uno sirva de reserva energética y el otro tenga función estructural.
Se aíslan dos polisacáridos estructurales insolubles: el polímero A procede de la pared celular de una célula vegetal (roble) y el polímero B del exoesqueleto de un…
Se aíslan dos polisacáridos estructurales insolubles: el polímero A procede de la pared celular de una célula vegetal (roble) y el polímero B del exoesqueleto de un crustáceo (cangrejo). Ambos presentan cadenas lineales unidas por enlaces glucosídicos beta-(1->4), pero el análisis elemental revela la presencia de nitrógeno únicamente en el polímero B.
- a) Identifica los polímeros A y B e indica el nombre del monómero constituyente de cada uno.
- b) Explica por qué la conformación espacial del enlace beta-(1->4) resulta idónea para la función de sostén mecánico frente al enlace alfa-(1->4) del glucógeno o el almidón, detallando el papel de los enlaces por puentes de hidrógeno intra e intercatenarios en la formación de microfibrillas insolubles.
- c) Si se añade una solución de enzima celulasa purificada sobre una suspensión del polímero B, predice razonadamente si se producirá hidrólisis y justifícalo en función de la especificidad enzimática.
Los glúcidos en la membrana celular
Los glúcidos no solo dan energía o forman paredes: también están en la «piel» de tus células. En la cara externa de la membrana plasmática, cortas cadenas de azúcares van unidas a proteínas (glucoproteínas) y a lípidos (glucolípidos). Todas juntas forman una capa llamada glucocálix.
Son cadenas cortas, no polisacáridos largos de reserva. Verás la estructura completa de la membrana (bicapa de fosfolípidos y proteínas) en el apartado MEMBR-ESTRUCM.
Clasifica los siguientes glúcidos en monosacáridos, disacáridos o polisacáridos: glucosa, sacarosa, almidón, fructosa, lactosa y celulosa.
Clasifica los siguientes glúcidos en monosacáridos, disacáridos o polisacáridos: glucosa, sacarosa, almidón, fructosa, lactosa y celulosa.
Los glúcidos en la dieta y el metabolismo
Una prueba típica de laboratorio es la de Fehling, que detecta azúcares reductores como la glucosa: da positivo con glucosa y negativo con almidón. Tras tratar el almidón con amilasa, que lo hidroliza a maltosa y glucosa, la prueba pasa a positiva.
Un laboratorio de nutrición deportiva diseña dos bebidas de recuperación energética con idéntica concentración y masa total de polisacáridos: la bebida A contiene…
Un laboratorio de nutrición deportiva diseña dos bebidas de recuperación energética con idéntica concentración y masa total de polisacáridos: la bebida A contiene amilopectina altamente ramificada, mientras que la bebida B contiene amilosa lineal de masa molecular similar.
- a) Predice razonadamente cuál de las dos bebidas inducirá un pico de glucemia más rápido en sangre tras su ingesta, basándote en la especificidad de las enzimas digestivas (alfa-amilasas) y en la estructura molecular de ambos polímeros (tipo de enlaces glucosídicos y disponibilidad de extremos no reductores).
- b) En los miocitos, la glucosa absorbida se almacena como glucógeno y no en forma de glucosa libre ni de almidón. Justifica esta adaptación biológica teniendo en cuenta la presión osmótica celular y la velocidad con la que la célula debe movilizar energía ante una demanda metabólica urgente.
Un producto lácteo infantil publicitado como «sin azúcares añadidos» contiene en su tabla nutricional 4.8 g de lactosa y 12 g de almidón de maíz por cada 100 g de…
Un producto lácteo infantil publicitado como «sin azúcares añadidos» contiene en su tabla nutricional 4.8 g de lactosa y 12 g de almidón de maíz por cada 100 g de producto.
- a) Rebate la afirmación de que este alimento esté libre de aporte glucídico o azúcares para el organismo. Clasifica químicamente la lactosa y el almidón (tipo de glúcido, monómeros y tipo de enlace) y describe los monosacáridos que pasarán a la sangre tras su digestión completa.
- b) En el laboratorio se somete una muestra del producto a la prueba de Fehling antes y después de incubarla con alfa-amilasa. Predice y justifica el resultado de la prueba en la muestra inicial (indicando a qué componente se debe) y explica razonadamente cómo variará la intensidad de la reacción tras la acción enzimática sobre el almidón, basándote en el concepto de carbono anomérico y extremo reductor.
Ampliación: isomería y ciclación de los azúcares
Ya viste que la glucosa y la fructosa son isómeros: tienen la misma fórmula $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$ y distinta estructura. Como la diferencia está en el grupo carbonilo (aldehído en la glucosa, cetona en la fructosa), se llaman isómeros de función.
En disolución acuosa, estas moléculas no se quedan como cadena lineal: se ciclan y forman un anillo. El carbono del carbonilo (carbono anomérico) puede quedar con su OH hacia un lado o hacia el otro del anillo, y así se forman dos variantes, los anómeros α y β.
La glucosa y la fructosa tienen la misma fórmula molecular, $\text{C}6\text{H}{12}\text{O}6$, pero estructuras diferentes. Explica qué tipo de isomería las relaciona…
La glucosa y la fructosa tienen la misma fórmula molecular, $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$, pero estructuras diferentes. Explica qué tipo de isomería las relaciona atendiendo a sus formas lineales y describe qué les ocurre cuando se disuelven en agua: ¿qué formas adoptan entonces sus moléculas, qué son los anómeros α y β, y qué relación tiene esa ciclación con la formación del enlace glucosídico?
Vuelve al principio: el pelotero rinde con arroz o yuca porque su almidón tiene enlaces α que nuestras enzimas hidrolizan a glucosa, que pasa a la sangre y se guarda en el músculo como glucógeno. El algodón y la madera tienen celulosa, con enlaces β que no podemos romper.