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Biomoléculas - Los Carbohidratos

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Las biomoléculas orgánicas, formadas principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, son los componentes esenciales de la estructura de las células y las encargadas de controlar su funcionamiento. Cuando se creía que estas moléculas solo podían ser sintetizadas por los organismos se les denominó moléculas orgánicas; sin embargo, luego se comprobó que pueden ser elaboradas sintéticamente.

La enorme variedad de biomoléculas orgánicas se explica en gran medida por dos características del átomo de carbono: su tamaño relativamente pequeño y su capacidad de formar cuatro enlaces covalentes con otros átomos de carbono o con otros elementos. Estas propiedades le permiten formar una gran diversidad de moléculas, tanto en tamaño, forma y composición. De estas revisaremos las características de: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Los Carbohidratos


Están formados por átomos de carbono, oxígeno e hidrógeno en una proporción de 1:2:1, que dan origen a moléculas de distinto tamaño y complejidad. En general, los carbohidratos se clasifican según el número de unidades básicas (azúcar) que contengan. Así, los monosacáridos corresponden a carbohidratos formados por una molécula de azúcar, los oligosacáridos tienen entre dos y diez y los polisacáridos sobre diez moléculas.

Monosacáridos. También llamados azúcares, son los carbohidratos más simples. Los más comunes tienen entre tres y siete átomos de carbono. Estos participan en diversas vías metabólicas o formando parte de moléculas más complejas. Por ejemplo, la ribosa y la desoxirribosa son pentosas, vale decir, monosacáridos con cinco átomos de carbono, que forman parte de los ácidos nucleicos. Otro monosacárido importante es la glucosa, que es una hexosa, ya que tiene seis átomos de carbono, y es el azúcar más abundante en la naturaleza. Esta última es un producto de la fotosíntesis y degradada por las células para obtener energía y con ella llevar a cabo el metabolismo.

La fructosa, monosacárido presente en las frutas y la miel, tiene el mismo tipo y cantidad de átomos que la glucosa. Sin embargo, su estructura es distinta ya que el orden de los átomos es diferente, debido a esto sus propiedades químicas también son distintas. Los azúcares se representan en forma lineal, pero cuando están disueltos en agua adoptan una forma de anillo.

monosacarido


Disacáridos. Son oligosacáridos compuestos por dos monosacáridos unidos por un enlace covalente llamado enlace glucosídico con la liberación de una molécula de agua. Por lo tanto, esta unión puede ser disuelta mediante la incorporación de una molécula de agua, obteniéndose los dos monosacáridos iniciales. Sin embargo, esta reacción no ocurre en forma espontánea, sino que requiere de la acción de una enzima, vale decir, una molécula que acelere la reacción e incorpore agua para romper el enlace glucosídico.

polisacarido


Polisacáridos. Son macromoléculas, vale decir, grandes moléculas formadas por miles de unidades de monosacáridos, generalmente de glucosa. En este grupo encontramos:

  • Almidón: que es un polímero de glucosa de origen vegetal. Las células vegetales lo almacenan en un tipo particular de plastidios, llamados amiloplastos. Cuando las células requieren energía lo hidrolizan obteniendo glucosa. Los animales que se alimentan de plantas, incluidos los seres humanos, cuentan con enzimas que hidrolizan el almidón.
  • Celulosa: también es un polímero de glucosa, pero estas moléculas tienen una orientación espacial de sus átomos diferente a la glucosa que forma el almidón y el glucógeno. Esto origina que las moléculas de glucosa se enlacen de manera diferente. Es insoluble en agua y es el principal componente de la pared celular de las células vegetales.
  • Glucógeno: tiene una composición muy similar al almidón, pero su molécula es más ramificada y presenta mayor solubilidad en agua. Esta molécula permite almacenar glucosa en los tejidos animales, particularmente en las células musculares y del hígado.
  • Quitina: es un polisacárido insoluble en agua formado por unidades de glucosamina, azúcar que contiene nitrógeno en su estructura. Forma parte del exoesqueleto de artrópodos (insectos, crustáceos, arácnidos, entre otros) y de la pared celular de las células de los hongos.
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