Los carbohidratos
Antes de un partido de soccer, una jugadora de high school come un plato de pasta: está ingiriendo una reserva de glucosa que la planta empaquetó en forma de almidón y que su cuerpo almacenará después como glucógeno. Esta sección analiza, desde la molécula más simple hasta el polímero, cómo la misma unidad química —un monosacárido— puede servir tanto de combustible inmediato como de material estructural, según cómo se enlace y se pliegue.
Macromoléculas: monómeros y polímeros
Las células no fabrican una molécula gigante de una sola vez: la construyen pieza a pieza, como una cadena de eslabones. ¿Cómo se enlazan esas piezas y cómo se separan después?
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.
Monosacáridos: la unidad básica
Un monosacárido no puede hidrolizarse a carbohidratos más pequeños: es el límite indivisible de los azúcares. ¿Qué características químicas definen a esta unidad básica y cómo determina su estructura la función que desempeña?
¿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.
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?
Disacáridos: el enlace glucosídico
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 energética y estructura
Una camiseta de algodón y una cucharada de harina están hechas exactamente del mismo monómero —D-glucosa—, pero la camiseta no se disuelve ni la podemos digerir, mientras que la harina espesa al cocerse y nos nutre. ¿Cómo consiguen las células propiedades tan opuestas a partir del mismo bloque de construcción?
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 carbohidratos en la dieta y el metabolismo
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.
Pentosas, isomería y reconocimiento de estructuras
La ribosa es una pentosa del ARN; la 2-desoxirribosa del ADN tiene H en vez de OH en el carbono 2. Glucosa, galactosa y fructosa son hexosas. Glucosa y fructosa difieren en el grupo carbonilo (aldosa/cetosa); glucosa y galactosa difieren en la configuración de un carbono asimétrico (epímeros).
Vuelve al principio: La jugadora come pasta porque su almidón tiene enlaces $\alpha(1\to 4)$ que nuestras enzimas hidrolizan fácilmente en glucosa libre; esta pasa a la sangre y se almacena en el músculo como glucógeno, una reserva compacta y ramificada lista para liberar combustible rápido durante el partido.