Monomeros de los carbohidratos

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Monomeros de los carbohidratos

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Pienso en las secoyas de California, en las Archaea (células procariotas) que viven en las aguas termales del Parque Nacional de Yellowstone, en el moho del pan, en los cangrejos de herradura y en las Orcas (también conocidas como ballenas asesinas). Pero estos organismos, a pesar de sus diferentes formas, tamaños y nichos ecológicos, están construidos con los mismos cuatro tipos de moléculas. Sin tener en cuenta el agua, que constituye la mayor parte de la masa de cualquier organismo, cada uno de ellos está compuesto por hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

A excepción de los ácidos nucleicos, estas familias de moléculas probablemente te resulten familiares, porque también son grupos de alimentos (los lípidos, como verás en un momento, incluyen las deliciosas y calóricas grasas y aceites). Para empezar a conocerlos, tómate un momento y estudia la siguiente lista.

Más adelante, en esta serie de tutoriales, conoceremos detalles importantes sobre cada una de las familias de biomoléculas. Pero ahora pasemos a un punto relacionado. Muchas biomoléculas (carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos) están formadas por uno o más bloques de construcción llamados monómeros. Fíjate en el prefijo «mono», que indica «uno» (como en monorriel, monoteísmo, monosilábico, etc.)

monómeros de la celulosa

Los hidratos de carbono pueden representarse mediante la fórmula estequiométrica (CH2O)n, donde n es el número de carbonos de la molécula. Por lo tanto, la relación entre carbono, hidrógeno y oxígeno es de 1:2:1 en las moléculas de hidratos de carbono. El origen del término «carbohidrato» se basa en sus componentes: carbono («carbo») y agua («hidrato»). Los hidratos de carbono se clasifican en tres subtipos: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

Los monosacáridos (mono- = «uno»; sacchar- = «dulce») son azúcares simples. En los monosacáridos, el número de carbonos suele oscilar entre tres y siete. Si el azúcar tiene un grupo aldehído (el grupo funcional con la estructura R-CHO), se conoce como una aldosa, y si tiene un grupo cetona (el grupo funcional con la estructura RC(=O)R’), se conoce como una cetosa. Dependiendo del número de carbonos del azúcar, también pueden conocerse como triosas (tres carbonos), pentosas (cinco carbonos) y o hexosas (seis carbonos). Los monosacáridos pueden existir como una cadena lineal o como moléculas en forma de anillo; en soluciones acuosas suelen encontrarse en forma de anillo.

monosacáridos

Los azúcares también se denominan sacáridos. Las unidades monoméricas son unidades simples de azúcares llamadas monosacáridos. Las unidades dímeras son unidades dobles de azúcares denominadas disacáridos. Los polímeros contienen múltiples unidades de monómeros y dímeros y se denominan polisacáridos.

¿Qué son los monosacáridos típicos? Están formados por una molécula que tiene una estructura de anillo con carbonos y oxígeno. La figura 5.9a muestra la estructura de la glucosa; está formada por C6H12O6. La glucosa se distingue por su estructura: cinco carbonos en el anillo con un oxígeno; CH2OH unido a un carbono; y grupos OH y H unidos a los demás carbonos. Este azúcar se conoce como azúcar en sangre y es una fuente inmediata de energía para la respiración celular. La figura 5.9b muestra la galactosa junto a la glucosa, y podemos ver que la galactosa es casi como la glucosa, excepto que en el carbono nº 4 el OH y el H son un isómero y sólo ligeramente diferentes (resaltado en rojo en la molécula de galactosa). La galactosa es un monómero del azúcar en la leche y el yogur. La figura 5.9c muestra la fructosa; aunque sigue teniendo una fórmula química similar a la de la glucosa (C6H12O5), es un anillo de cinco miembros con carbonos y oxígenos, pero con dos grupos CH2OH. Es un azúcar que se encuentra en la miel y en las frutas.

patata

Los hidratos de carbono (carbo- = «carbono»; hidrato = «agua») contienen los elementos carbono, hidrógeno y oxígeno, y sólo esos elementos con algunas excepciones. La relación entre el carbono, el hidrógeno y el oxígeno en las moléculas de hidratos de carbono es de 1:2:1. El componente carbono (C, carbo-) y el componente agua (H20, -hidrato) dan nombre a este grupo de moléculas orgánicas.

Los carbohidratos se clasifican en tres subtipos: monosacáridos, (mono- = «uno», «solo»; sacárido = «azúcar, dulce») disacáridos (di = «dos»), y polisacáridos. (poly- = «muchos, mucho»). Los monosacáridos y los disacáridos también se denominan hidratos de carbono simples, y generalmente se conocen como azúcares. Los carbohidratos simples son pequeñas moléculas polares, que contienen varios grupos funcionales -OH, lo que los hace hidrofílicos (se disuelven bien en el agua). Los polisacáridos, también llamados carbohidratos complejos, son moléculas grandes no polares y no son hidrofílicas.

La figura siguiente muestra los monosacáridos más comunes: glucosa, fructosa y galactosa (monosacáridos de seis carbonos), y ribosa y desoxirribosa (monosacáridos de cinco carbonos). Nótese que todos ellos se denominan con el sufijo -osa, que significa azúcar. Los hidratos de carbono se denominan a menudo «algoosa».