Glúcidos (2015)

Resumen Español
Universidad Universidad Rovira y Virgili (URV)
Grado Bioquímica y Biología Molecular - 1º curso
Asignatura Biología
Año del apunte 2015
Páginas 10
Fecha de subida 29/04/2016
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Biología - ciencia que estudia la materia viva y su funcionamiento.
Las diferencias entre la materia viva e inerte son: 1) Gestión de la energía. La materia viva es un sistema abierto que intercambia materia y energía con el entorno. Es decir, la capta, la transforma y la utiliza.
2) Tiene una estructura.
3) Evolución. Conjunto de cambios más o menos graduales y continuos de las especies de organismos vivientes que han dado por resultado la aparición de formas nuevas.
GLUCIDOS.
Monosacáridos Polialcoholes en los que el grupo alcohol ha sido sustituido por grupo aldehído o cetona. Son sólidos blancos, cristalinos y solubles en agua, dulces. 3 carbonosgliceraldehído.
Son lo esencial. Peso molecular bajo, muy pequeño.
P.e. triosas, exosas etc. Moléculas simétricas - si los cuatro sustituyentes son iguales.
Dos monosacáridos se manifiestan con la propiedad física de poder desviar la luz polarizada, depende de donde se desvíe la molécula va a ser dextrógira o levógira (D y L).
Una característica importante es la capacidad de reacciones intermoleculares y formación de hemiacetales. El centro es asimétrico adicional.
La glucosa puede tener una forma abierta y otra cíclica (a partir de enlace hemiacetal).
A partir de eso pueden salir dos moléculas cíclicas, alfa-D-glucopiranosa o beta-Dglucopiranosa. La formación del ciclo se realiza mediante un enlace hemiacetal, enlace covalente entre aldehído y alcohol o hemicetal (cetona + alcohol). Pueden ser furanos (5) o piranos (6).
Carbono anomérico – quiral, número de átomos de carbono impares. El anómero betaD-glucosa es más estable que el alfa, porque el grupo hidroxilo de la forma beta está más separado de la recta ecuatorial.
D- glucosa (equilibrio) tiene capacidad de desviar la luz polarizada de +52,7 grados.
Alfa-D-glucosa = +112 grados beta-D-glucosa = +18,7 grados 112x + 18,7y=52,7 x=1-y Sustituyendo y=0,63 y x=0,37 Monosacáridos según la cantidad de carbonos Beta- D- glucosa Función de monosacáridos.
Glucosa (6). Energética. Corto plazo en disacáridos y largo en polisacáridos.
Fructosa (6). Energética e intermediario metabólico.
Ribosa y desoxirribosa (5).
Estructural para ADN, ARN, ATP y coenzimas.
Ribulosa (D-cetopentosa). (5).
Fija y coge el CO2. Intermediaria en la fotosíntesis y en el metabolismo de los glúcidos.
Derivados de monosacáridos.
Los monosacáridos tienen poder reductor, que es un método de análisis en las prácticas de laboratorio. p.e.
glucosa al reaccionar con otro compuesto, se oxida y pasa a un grupo carboxílico, desprendiéndose un electrón. Además de oxígeno, el enlace que puede formar la glucosa puede ser N-glucosídico.
la Los derivados se obtienen por sustitución de un grupo OH por otro sustituyente (por ejemplo, un grupo amino), bien por oxidación de un carbono a grupo ácido o por una desoxigenación de algún grupo OH. Algunos ejemplos: - N-acetil-glucosamina: es un derivado que forma parte de la pared celular bacteriana y también del polisacárido quitina o beta-D-glucosamina.
- Derivados ácidos como: Ácidos aldónicos: debido a la oxidación del carbono carboxílico: Ácidos urónicos: por oxidación del carbono 6 de las hexosas.
- Desoxiazúcares: como la desoxirribosa que forma parte del ácido desoxirribonucleico o la fucosa y la ramnosa que son derivados desoxigenados de la manosa.
En algunos casos el monosacárido pierde su grupo carbonilo que pasa a ser un alcohol más. Uno de los polialcoholes de más relevancia biológica es el inositol un polialcohol derivado del ciclohexano. En los seres vivos se suele presentar fosforilado (glucosa 6fosfato, importante en el ciclo de fósforo y de Calvin). Los reductores tienen un aldehído libre. Beta-L-Fructosa- Derivado de galactosa.
Ejemplo de derivado de monosacárido: metil-alfa-d-glucopiranosa; metil-beta-a-dglucopiranosa.
Ácido siálico surge a partir de la manosa. Tiene 9 radicales en los cuales puede albergar oligosacáridos, acetil, amino, sulfatos, etc. Es como si fuera un núcleo. Está presente siempre en los gangliósidos.
DISACÁRIDOS.
Biomoléculas constituidas por la unión de 2-10 monosacáridos. El enlace es el o-glucosídico. el OH del carbono 4 reacciona con el OH del carbono 1 de otra molécula Maltosa. Alfa-D-glucosa + Alfa-D-glucosa.
Sacarosa. Alfa-D-glucosa + Beta-D-fructosa. En la unión están implicados los dos carbonos anoméricos.
No es un azúcar reductor. El enzima Bfructofuranosidasa (sacarosa) es la que cataliza la hidrólisis del enlace glucosídico de sacarosa.
Lactosa. B-D-galactosa + B-D-glucosa. Azúcar de leche, molécula con poder reductor.
Oligosacáridos.
Son monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos, formados por la unión entre 2 y 10 derivados de monosacáridos. Son moléculas más activas y estructuralmente son más diversos. Intervienen en procesos como reconocimiento celular, glucosilación de proteínas.
Están unidos a los lípidos en la superficie de los eritrocitos. En cada tipo de grupo sanguíneo hay una de las tres estructuras de oligosacáridos. P.E. la fucosa, que es un posible antígeno. Cuando reaccionan con proteínas, presentan agrupaciones moleculares conservadas (núcleo común).
Causas de diversidad estructural de los oligosacáridos.
- Monosacáridos distintos se pueden unir mediante cualquier –OH.
- El enlace C-1 puede ser alfa o beta.
- Se produce ramificación abundante.
Los oligosacáridos se unen a lípidos en la superficie de los eritrocitos. En cada tipo de grupo sanguíneo, hay una de las tres estructuras de oligosacáridos distintos, nombradas como A, B, y O.
El virus de la gripe se une a los restos del ácido siálico. Algunos virus se adhieren a los glúcidos que hay en la superficie de las células específicas y así consiguen entrar.
En el proceso de infección a la célula actúan proteínas: Hemoaglutina: proteína vírica que se une al ácido siálico.
Neuramidasa (sialidasa): proteína vírica que corta los enlaces glucosídicos de los restos del ácido siálico.
Agentes antigripales: inhibidores de estas proteínas víricas.
Ejemplo de oligosacáridos.
Glucoproteínas. Enlaces glucosídicos entre glúcidos y proteínas.
La glucosilación proteica tiene lugar en el retículo endoplasmático y en el complejo de Golgi, orgánulos que tienen un papel esencial en el tránsito de proteínas.
La glucosilación en N (unión de un glúcido con una cadena lateral de asparagina) comienza en RE y continua en el complejo de Golgi, mientras que la glucosilación en O (unión de glúcido con una cadena lateral de serina) tiene lugar exclusivamente en el complejo de Golgi.
Muchos oligosacáridos presentan agrupaciones moleculares conservadas (un núcleo común). Por ejemplo, en la unión Nglicosídica se identifica un núcleo pentasacarídico que está formado por tres manosas y dos Nacetilglucosaminas.
MUCINAS.
Proteínas que están extremadamente oligosacaridadas, lo que las hace resistentes a proteólisis y capaces de retener el agua, dando propiedades gelatinosas a barreras mucosas. Ricas en treonina, serina e hidroxiprolina. Pueden ser asociadas con membranas y servir como receptor y ligando a moléculas carbohidratadas.
LECTINAS.
Son proteínas que se unen específicamente a los glúcidos. Un ion calcio actúa como un punto de unión entre la proteína y el azúcar (muy específico). No se unen a glucoproteínas.
El virus del Ebola.
El diámetro del virus es de 80 nm y 1.400 nm de longitud (VIH – 100-120 nm). Tiene una membrana envolvente formada por la membrana de la célula huésped. La partícula viral solo captura el número de proteínas humanos.
La principal proteína de la superficie del Ebola, codificada por el gen gp, mediante la entrada del virus en la célula huésped. La proteína GP del ébola se asemeja a la de VIH e influenza en términos de su estructura y función. Ebola forma trímeros y algunos monómeros contienen la transmembrana y subunidades extracelulares.
Polisacáridos.
Son sustancias de almacén o estructurales. Polímeros de gran masa molecular formados por muchos monosacáridos, molecularmente son muy monótonos, pero a veces participan los derivados de los monosacáridos. Se clasifican por su composición (homo, hetero) por estructura (lineal, ramificada) o función (reserva energética (almidón, glucógeno; estructural(celulosa)). No son dulces, solubles ni reductores.
Homopolisacáridos.
Glucógeno. Polisacárido de reserva energética formado por restos de glucosa (alfa-glucosa, unión en 1-4- y 1-6), presenta ramificaciones (cada 10 unidades) es abundante en el músculo y en el hígado.
Almidón. Reserva nutricional de glúcidos en las plantas. Constituido por: - Amilosa. 250-300 alfa-glucosas con disposición helicoidal.
- Amilopectina. Cadena altamente ramificada.
Celulosa. Principal polímero estructural de las plantas, formada por cadenas lineales de unidades de glucosa, se forma por enlaces B(1-4)-Oglucosídicos, muy resistente e insoluble al agua. Los mamíferos no la digieren porque no tienen enzima celulasa, pero sí las termitas y los rumiantes. En organismos celulolíticos la celulosa es una fuente de energía.
Quitina. Componente principal del exosqueleto de los artrópodos y de la pared celular de los hongos. Compuesto de unidades de acetilglucosamina, unidos entre sí por enlaces beta-1-4.
Pectinas.
Polisacáridos de estructuras vegetales. Tres grupos de pectinas: homogalaturonas y ramnogalacturonas I y II. Formados por ácido galacturónico - fibra soluble. La ramnosa es la dioxi-Lmanosa La secuencia es galacturónico-ramnosa-galacturónico-ramnosa etc. alfa 1-2; alfa 1-4.
Ramnosa (6desoxi- Lmanosa) Heteropolisacáridos.
Glucosaminoglucanos. Repeticiones de disacáridos que contienen un derivado de aminoazúcar (como mínimo uno de los azúcares de la repetición tiene un grupo carboxilo o sulfato cargado negativamente). Tienen grupo ácido y grupo sulfato, p.e.
hialuronato (más abundante e importante, tanto biológicamente como comercial, es el único que no tiene sulfato). Participan en estructuras y forman dominio proteico.
Los Glucosaminoglucanos son la parte glucídica de los proteoglicanos (también mucopolisacáridos): biomoléculas de función estructural y lubricante.
Proteoglicanos: el 90% de la biomolécula es polisacárido. Ácido hialurónico: Naked mole rat (rata topo desnuda) - alta resistencia al cáncer debido a alta presencia de ácido hialurónico.
El síndrome de Sanfilippo o mucopolisacaridosis tipo III (MPS-III) comprende un grupo de enfermedades de almacenamiento lisosomal, causada por la deficiencia de una de las cuatro hidrolasas lisosomales que participan en la degradación del glicosaminoglicano Heparan Sulfato (el cual se encuentra localizado en la matriz extracelular y en las glicoproteínas de la superficie celular). Tiene un patrón de herencia autosómico recesivo, lo cual quiere decir que el niño hereda tanto del padre como de la madre, las copias del gen mutado. Esta deficiencia ocasiona degeneración grave del sistema nervioso central y deterioro de las habilidades sociales y de adaptación, provocando finalmente una muerte precoz de la persona afectada. Por el momento, no se ha descubierto una cura para los humanos, aunque se están realizando diferentes estudios de investigación que son esperanzadores.
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