els glÚcids. monosacÀrids, oligosacÀrids i...
TRANSCRIPT
ELS GLÚCIDS. MONOSACÀRIDS, OLIGOSACÀRIDS I POLISACÀRIDS.
ELS GLÚCIDS
QUÈ SÓN ELS GLÚCIDS?
Els glúcids són un conjunt de composts orgànics formats per carboni, oxigen i hidrogen.
Són les biomolècules més abundants en la naturalesa i constitueixen la principal reserva energètica en la majoria dels éssers vius.
Estan formats per una o varies cadenes entre 3 i 7 carbonis. Un d'aquests carbonis pertany a un grup carbonil, és a dir, és un aldheid o a una cetona. La resta de carbonis estan units a grups hidroxils o a hidrogens.
En resum, els glúcids són polihidroxialdehids o polihidroxicetones, els seus derivats o els seus polímers.
A grans trets els glúcids tenen dues funcions principals en els sers vius: són substàncies de reserva energètica o formen part de l'estructura de les seves cèl·lules.
CLASSIFICACIÓ: MONOSACÀRIDS, OLIGOSACÀRIDS I POLISACÀRIDS
1. ELS MONOSACÀRIDS
Estan formats per una sola cadena de polihidroxialdehid o polihidroxiacetona. Constitueixen els monòmers a partir dels quals es formen els altres glúcids.
Què vol dir això? Vol dir que és una cadena d'àtoms de carboni units entre si. En un dels àtoms de carboni (el primer o el segon de la cadena) s'hi troba un grup carbonil. I els carbonis de la cadena completen la resta d'enllaços amb grups hidroxils (-OH) i hidrogens.
Els polihidroaldehids tenen un grup aldehid en el primer carboni i en la resta de carbonis una funció hidroxil. S'anomenen aldoses. Les polihidroxiacetones tenen una funció cetona en el carboni 2. S'anomenen cetoses.
Els monosacàrids responen a la fórmula química Cn(H2O)n, sent n el número d'àtoms de carboni que té la cadena.
Segons el número d'àtoms de carboni podem diferenciar les trioses (3), tetroses (4), pentoses (5), hexoses (6) o les heptoses (7).
Així un monosacàrid com la glucosa que veiem en l'esquema és una hexoaldosa.
La glucosa està formada per 6 àtoms
de carboni enllaçats entre sí.
Al primer carboni hi trobem un grup aldehid.
En la resta de carbonis hi trobem grups hidroxils i hidrogens.
La fórmula química de la glucosa és: C6(H2O)6.
Característiques dels monosacàrids
Els monosacàrids són sòlids, blancs o incolors, solubles en aigua i tenen gust dolç.
Els monosacàrids tenen carbonis asimètrics (amb 4 substituents diferents). Això fa que tinguin isomeria òptica. Els monosacàrids que tenen l'OH de l'últim carboni asimètric a la dreta els anomenem D, i els que el tenen a l'esquerra, L. En els sers vius només apareix una de les dues formes.
En solució aquosa, que és com es troben normalment dins les cèl·lules, els monosacàrids es ciclen espontàniament. Vol dir que formen unes estructures en forma d'anells tancats.
El grup carbonil reacciona amb el grup hidroxil del penúltim carboni, i dona lloc a un nou grup hidroxil.
Si la reacció és entre un grup hidroxil o alcohol i un grup aldheid es forma un hemiacetal. Si és entre un grup hidroxil i una cetona, parlem d'hemicetal.
En produir-se la ciclació del monosacàrid apareix un nou carboni asimètric en el carbono 1 si és una aldosa o en el 2 si és una cetosa. Aquest carboni s'anomena carboni anomèric. L'OH d'aquest carboni pot estar orientat de dues formes diferents: anomenades alfa i beta.
S'han format dos nous isòmers òptics.
Monosacàrids més importants
Glucosa: És una aldohexosa molt abundant, tant en animals com en vegetals. Forma part de molts disacàrids i polisacàrids. És la font principal d'energia de moltes cèl·lules.
Fructosa: Cetohexosa. Substància molt freqüent en els vegetals. En el fetge dels animals es transforma en glucosa. Forma part del disacàrid sacarosa, juntament amb la glucosa.
Galactosa: En unió amb la glucosa forma el disacàrid lactosa, present en la llet.
Ribosa: És una aldopentosa. Forma part de molècules molt importants com l'ATP o l'ARN, entre d'altres.
Desoxiribosa: És un derivat de la ribosa. Forma part de l'estructura de l'ADN.
Funció dels monosacàrids
Normalment els monosacàrids tenen funció energètica, és a dir, serveixen a les cèl·lules per obtenir l'energia que necessiten. N'hi ha que tenen funció estructural formant molècules tant importants com l'ADN o l'ARN.
2.ELS OLIGOSACÀRIDS
Estan formats per la unió de 10 o menys monosacàrids. Acostumen a tenir gust dolç i a ser solubles en aigua.
Si se n'uneixen dos, els anomenem disacàrids. Si tres, trisacàrid. Els de quatre els anomenem tetrasacàrids, ...
L'enllaç glucosídic
L'enllaç entre els monosacàrids és del tipus O-glucosídic, entre un grup hidroxil d'un carboni d'un monosacàrid i un altre grup hidroxil del carboni anomèric d'un altre monosacàrid. En la reacció, que és reversible, es desprèn una molècula d'aigua.
Entre els dos monosacàrids queda un àtom d'oxigen. D'aquí el nom de l'enllaç.
El grup aldehid o cetona d'un carboni anomèrics té la capacitat d'oxidar-se, de captar electrons, d'una altra molècula. La molècula que li ha donat els electrons s'ha reduït.
Per tant, quan en l'enllaç O-glicosídic intervenen els carbonis anomèrics dels dos monosacàrids, l'oligosacàrid que es forma perd aquesta capacitat. Diem que no té capacitat reductora.
Els oligosacàrids es troben enllaçats a lípids i proteïnes en la membrana plasmàtica on actuen com a receptors de moltes substàncies.
En el cas que s'uneixin amb proteïnes es forma un nou tipus d'enllaç, entre el carboni anomèric d'un dels extrems de l'oligosacàrid, i el carboni d'un grup amino d'un aminoàcid. Aquest tipus d'enllaç s'anomena N-glicosídic.
Funcions dels oligosacàrids
Els disacàrids tenen, normalment, funció energètica. Com a resultat de la seva hidrolis es separen els monosacàrids que la formen, i es poden utilitzar per a obtenir energia.
Bona part dels oligosacàrids de tres o més monosacàrids formen molècules de glicolípids i glicoproteïnes. Aquestes molècules actuen com a receptors de membrana de moltes substàncies, com veurem més endavant, i també tenen un paper important en el reconeixement entre cèl·lules.
Oligosacàrids importants
Sacarosa. Només la trobem en els vegetals. Està formada per la unió d'una molècula de glucosa i una de fructosa. Hi actua com a reserva energètica.
Lactosa: Només la trobem en els animals. Forma part de la llet i està composta per la unió d'una molècula de glucosa i una de galactosa.
Maltosa: Formada per la unió de dues glucoses. Es troba als òrgans de reserva de les plantes. S'obté per hidrolisi del midó i del glucogen.
3, POLISACÀRIDS
Els polisacàrids estan formats per la unió de més de deu monosacàrids, N'hi ha formats per milers d'ells.
L'enllaç entre els monosacàrids és del tipus O-glucosídic, amb la pèrdua d'una molècula d'aigua per cadascun dels enllaços.
Són substàncies insípides, sense forma i insolubles en aigua. Normalment estan formats per un sol tipus de monosacàrid. Són els homopolisacàrids. Els heteropolisacàrids estan formats per diferents monosacàrids.
Podem trobar polisacàrids que formen llargues cadenes lineals i d'altres que formen estructures ramificades.
Els polisacàrids no tenen capacitat reductora, ja que aquesta propietat depèn de la presència de carbonis anomèrics lliures. En els polisacàrids només n'hi ha un, i en molècules formades per tants monòmers el poder reductor és tan petit que es pot considerar com si no fossin reductors.
Funcions dels polisacàrids I polisacàrids més importants
Segons la seva funció tenim dos grups:
Polisacàrids amb funció de reserva energètica. El midó i el glicogen són d'aquest grup.
El glicogen és la principal substància de reserva energètica en els animals.
S'emmagatzema en el fetge i en els músculs, on s'hidrolitza transformant-se en glucosa.
Està format per una llarga cadena de glucoses de la que surten cadenes laterals, també de glucosa, cada 8 i 12 unitats.
El midó és la principal substància de reserva en els vegetals. Molt abundant en les llavors. Està format exclusivament per maltosa (que és un disacàrid format per dues glucoses), que forma dos tipus de cadenes: cadenes lineals (amilosa) i cadenes d'amilopectina, també formades per maltosa, lineals i més curtes que l'amilasa però amb ramificacions cada 24 o 30 unitats.
Polisacàrids amb funció estructural. La cel·lulosa o la quitina en són un exemple.
Formen diverses estructures dels éssers vius.
La cel·lulosa està formada per cadenes lineals de glucosa, que s'uneixen entre si per enllaços pont d'hidrogen. Això el fa un polisacàrid rígid i molt resistent a tensions, molt adequat per a formar part de la paret cel·lular de les cèl·lules vegetals.
El fet que estigui constituït per unitats de B-glucosa no permet ser atacada pels enzims digestius humans.
La quitina és el principal component de l'esquelet dels insectes i dels crustacis. Es troba també en les parets de les cèl·lules dels fongs.
El monosacàrid que la forma és l'N-acetilglucosamina. Les cadenes que es formen no són ramificades.
Hi ha també d'altres polisacàrids més complexes com els heteropolisacàrids formats per la unió de polisacàrids associats amb pèptids curts i que formen part de les parets dels bacteris o els glucosaminoglucans que són llargues cadenes de polímers de disacàrids que formen part fonamental dels teixits connectius.
LA DIGESTIÓ DELS GLÚCIDS
Els glúcids com el midó la dextrina o el glicogen, la sacarosa, la maltosa o la lactosa es descomponen en en el tracte digestiu en monosacàrids de 6 carbonis, que travessen la paret intestinal.
La fructosa i la glucosa no s'alteren en la digestió i s'absorbeixen (passen a la sang) directament.
En la digestió dels glúcids intervenen diferents enzims (un tipus de proteïnes). L'amilasa de la saliva i la que s'aboca a l'intestí, descompon el midó, la dextrina i el glicogen en maltosa, que com recordareu, és un disacàrid de dotze carbonis format per la unió de dues glucoses.
Altres enzims digestius descomponen els sucres de dotze carbonis en sucres de 6 carbonis. Per exemple la maltosa en glucosa.
Els sucres de 6 carbonis travessen directament la paret de l'intestí prim i són transportats pel sistema circulatori fins el fetge. Allí s'emmagatzemen en forma de glicogen, que es convertirà en glucosa, quan l'organisme ho necessiti, i serà transportat als diferents teixits i cèl·lules del cos.
La cel·lulosa és un element nutricional important pels remugadors i les termites però no té valor nutricional en la major part dels animals. Això no vol dir que la seva ingesta no sigui imprescindible, ja que ajuda al pas dels aliments pel tracte intestinal.
El midó o el glicogen estan formats per unitats de α-glucosa. No és el cas de la cel·lulosa que està formada per unitats de β-glucosa, Això fa que no la podem digerir ja que els nostres enzims no són capaços de trencar els enllaços que formen els seus monòmers.