Como ya hemos visto en la primera unidad, las biomoléculas orgánicas son aquellas moléculas que forman parte
de los seres vivos y están constituidas por un esqueleto de carbono. Estas son
los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. A continuación, vamos a ver las características, clasificación,
propiedades y funciones biológicas de cada uno de ellos.
Los glúcidos son biomoléculas orgánicas formadas por
carbono, oxígeno e hidrogeno. Constituyen un grupo de sustancias muy extenso y
variado y en algunas ocasiones los conocemos como hidratos
de carbono o, simplemente, azúcares. Químicamente son polihidroxialdehidos o
polihidroxicetonas (un grupo aldehído o un grupo cetona y numerosos grupos
hidroxilo) o bien compuestos formados por la unión de moléculas de este tipo.
Solemos distinguir tres grandes grupos de glúcidos: los
monosacáridos, los oligosacáridos y los polisacáridos.
Los monosacáridos son los glúcidos más sencillos, formados por una cadena de entre tres y siete átomos de carbono. Según este número, los clasificamos en triosas, tetrosas, pentosas, hexosas o heptosas.
Los monosacáridos, por lo general, son solubles en agua, blancos y de sabor dulce. Son las sustancias que utiliza la célula para obtener energía. Cuando ocurre una reacción química, se produce la ruptura de unos enlaces y la formación de enlaces nuevos. Si los enlaces que se rompen tienen más energía que los que se forman, se libera energía. Esto ocurre cuando los monosacáridos reaccionan con el oxígeno, generan moléculas con enlaces de menor energía y, por lo tanto, producen energía.
Los monosacáridos poseen una formula química (CH2O)n; sustituimos n por el número de carbonos. Por ejemplo, una hexosa tiene seis átomos de carbono; su fórmula será (CH2O)6 o lo que es lo mismo C6H12O6, ya que contienen seis átomos de carbono, doce átomos de hidrogeno y seis átomos de oxígeno.
El monosacárido más representativo es la glucosa. Está formada por seis átomos de
carbono y es utilizada como fuente de energía básica por muchos seres vivos.
Es el monosacárido más abundante en la naturaleza y se encuentra
en la fruta y en la miel. Otros monosacáridos importantes son la ribosa, la
fructosa o la galactosa.
1.
La fórmula de los monosacáridos es (CH2O)n, donde n es el número de átomos
de carbono. Formula molecular de una triosa, una tetrosa, una pentosa, una
hexosa y una heptosa.
Triosa:
C3H6O3
Tetrosa:
C4H8O4
Pentosa:
C5H10O5
Hexosa:
C6H12O6
Heptosa:
C7H14O7
Los oligosacáridos son glúcidos compuestos por la unión de dos a diez monosacáridos, los cuales se unen mediante enlaces O-glucosidicos. Al igual que los monosacáridos, son dulces y solubles en agua. Los oligosacáridos formados por dos monosacáridos reciben el nombre de disacáridos; y los constituidos por tres, trisacáridos.
El enlace O-glucosídico se realiza entre el carbono de un grupo hidroxilo de un monosacárido y el carbono del grupo aldehído o cetona del siguiente monosacárido, con lo que se crea, además, una molécula de agua.
De la misma forma que podemos formar un enlace O-glucosidico, este puede romperse mediante una reacción de hidrolisis. Añadiendo H2O, un disacárido puede dar lugar a dos monosacáridos libres. Esta reacción de hidrólisis provoca la ruptura del enlace O-glucosidico y, por tanto, la liberación de energía. Por esto, los oligosacáridos, al igual que los monosacáridos, cumplen la función de aporte energético en los seres vivos.
La mayoría de los oligosacáridos representativos en los organismos vivos son disacáridos, entre los que destacan la sacarosa (glucosa + fructosa) que obtenemos de la caña de azúcar o la remolacha, y es el azúcar que consumimos habitualmente; la lactosa (galactosa + glucosa) que se encuentra exclusivamente en la leche o la maltosa (2 glucosas). Sus funciones son siempre energéticas.
Una sustancia formada por varias moléculas menores la conocemos
como polímero, mientras que cada una de las pequeñas moléculas que forman el
polímero reciben el nombre de monómero. Esto ocurre en el caso de los polisacáridos, compuestos por un gran número de monosacáridos unidos entre
ellos por enlaces O-glucosidicos.
Los polisacáridos se forman como largas cadenas lineales o
ramificadas. Si en estas cadenas se repite siempre el mismo monosacárido hablamos
de un homopolisacárido, mientras que si intervienen distintos tipos de unidades,
hablamos de un heteropolisacárido.
Al contrario que los monosacáridos y los oligosacáridos, los polisacáridos no tienen sabor dulce ni son solubles en agua. Por este motivo, cumplen principalmente un papel estructural en los seres vivos, aunque también actúan a menudo como reserva de energía.
Los polisacáridos con función de reserva más representativos son el almidón y el glucógeno. El almidón es la sustancia de reserva energética propia de las plantas y se encuentra de forma abundante en las semillas y los tubérculos. Está formado por la unión de miles de moléculas de glucosa. Por otro lado, el glucógeno cumple la misma función que el almidón, pero en los animales.
Se encuentra de manera muy abundante tanto en el hígado como en los músculos. Al igual que el almidón, el glucógeno es un polímero de miles de moléculas de glucosa. La diferencia entre ellos es que el almidón tiene ramificaciones cada 24-30 glucosas mientras que las ramificaciones en el glucógeno ocurren cada 8-12.
En cuanto a los polisacáridos con función estructural, los más representativos son la celulosa y la quitina. La celulosa forma la pared celular de las células vegetales y es un polímero formado por glucosa. En este caso, varias cadenas se unen entre sí por puentes de hidrogeno, lo que otorga mayor estabilidad al polisacárido. Por su parte, la quitina forma los exoesqueletos de algunos animales como insectos y crustáceos, así como la pared de las células de los hongos; y se trata de un polisacárido de N-acetilglucosamina.
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