DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA

ESFUNO E.U.T.M

GLÚCIDOS Y LÍPIDOS

Definición

Biomoléculas que poseen un grupo funcional aldehído o cetona y varios grupos hidroxilos (polialcoholes)

Fórmula básica:

(CH2O)n n ≥ 3

(de ahí su nombre de carbohidratos o hidratos de carbono)

Algunos derivados glucídicos pueden contener sulfato, fosfato, nitrógeno, combinarse con lípidos (glucolípidos) o proteínas (glucoproteínas)

GLÚCIDOS

Fuente y almacenamiento de energía

Elementos estructurales (en membranas y matriz extracelular)

Moléculas señal (reconocimiento y adhesión célula-célula)

Relevancia biológica

1- Monosacáridos: Unidad básica de los carbohidratos

2- Disacáridos: Compuestos por dos monosacáridos unidos por un enlace glucosídico

3- Oligosacáridos: Hasta 10 monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos

4- Polisacáridos: Muchas unidades, generalmente cientos

CLASIFICACION

A- De acuerdo al número de carbonos:

B- De acuerdo al grupo funcional:

-Aldosas (grupo aldehído)-Cetosas (grupo ceto)

1- MONOSACÁRIDOS

Gliceraldehído Dihidroxicetona

Triosas son los monosacáridos más simples

D-Ribosa(aldopentosa)

2-deoxi-D-ribosa(aldopentosa)

1- MONOSACÁRIDOS

Monosacáridos De 5-Carbonos:

Presentes enADN, ARN, ATPetc

D-Glucosa(aldohexosa)

D-Fructosa(cetohexosa)

1- MONOSACÁRIDOS

Monosacáridos de 6-Carbonos:

- Forman partefundamental delmetabolismo celular

- Presentes en diferentes estructuras(proteínas, membranas, etc)

Presentan al menos un carbono quiral o asímetrico. El mismo se encuentra unido a cuatro grupos químicos diferentes

ISOMERIA: ESTEREOISÓMEROS

Grupo aldehído

Presenta 1 carbono asimétrico

ISOMERIA: ESTEREOISÓMEROS

Proyección de FISCHER

Perspectiva

Para monosacáridos de más de 3 carbonos el número de carbonosquirales aumenta

Los estereoisómeros tienen la misma fórmula química pero difieren en la posición del grupo hidroxilo en uno o más de sus carbonos quirales asimétricos

Un monosacárido con “n” centros asimétricos tiene 2n

estereoisómeros

ISOMERIA: ESTEREOISÓMEROS

Cuantos carbonos asimétricos tiene la glucosa?

Cuantos estereoisómero tendrá?

ISOMERIA: ESTEREOISÓMEROS

Ejemplo: D-Glucosa

D-ALDOSAS

D-CETOSAS

Los grupos aldehído y cetona de glúcidos de 5 o 6 carbonos reaccionan para formar anillos de 5 miembros (furano) o de 6 miembros(pirano) respectivamente

Los monosacáridos forman estructuras cíclicas

Proyección de Haworth

Los monosacáridos forman estructuras cíclicas

La reacción de ciclación se da entre el grupo alcohol (-OH) y el grupo aldehido llevando a la formación de un hemiacetalcon dos estereoisómeros posibles: α,β denominados anómeros

D-Glucosa

Carbonoanomérico

Anómero α

Anómero β

Los monosacáridos son azúcares reductores

Los monosacáridos pueden ser oxidados en su carbono anomérico(carbonilo) por agentes como el ion férrico (Fe3+) o el cúprico (Cu2+)dando un carbono carboxílico

La glucosa y otros azúcares capaces de reducir al Fe3+ o a el Cu2+

se les llama azúcares reductores. Necesitan el carbono anomérico libre (sin estar formando enlace) en su forma lineal

carbonilo carboxilo

Derivados de los monosacáridos

Azúcar fosfato

Amino azúcar

Azúcares reducidos Azúcares oxidados

2- DISACÁRIDOS

Unión de dos monosacáridos a través de un enlace covalente llamado enlace o-glicosídico

Ejemplos:

• Lactosa: galactosa-glucosa

(leche; reductor)

• Sacarosa: glucosa-fructosa

(azúcar de mesa; no-reductor)

• Trealosa: glucosa-glucosa

(presente en setas, hemolinfa

no-reductor)

Enlace o-glucosídico

3 y 4- OLIGOSACÁRIDOS Y POLISACÁRIDOS

HomopolisacáridosUnidades iguales de azúcar

No-ramificados ramificados

HeteropolisacáridosUnidades diferentes de azúcar

No-ramificados ramificados

Homopolisacáridos lineales

Formada por moléculas de glucosa unidas por enlaces glucosídicos (α-1,4)

Puede tener de 200 a 2500 monómeros de D-glucosa Representan el 25% de los diferntes almidones (ej: maíz)

Ejemplo: AMILOSA

Homopolisacáridos ramificados

Ejemplo: AMILOPECTINA

Formada por moléculas de D-glucosa unidas por enlaces glucosídicos (α-1,4) y ramificadoas en (α-1,6)

Almidón: polisacárido de reserva de células vegetales

Formado por: Amilosa, cadena lineal de D-GlucosaAmilopectina, cadena altamente ramificada

Glucógeno : polisacárido de reserva de células animales

Al igual que la amilopectina es un homoploisacárido de D-glucosa con enlaces glucosídicos (α-1,4) y ramificadoas en (α-1,6)

A diferencia de la amilopectina el almidón es más compacto y presenta muchas más ramificaciones

Es especialmente abundante en el hígado donde sirve de reserva para la liberación de glucosa al plasma en los períodos de ayunos cortos (durante la noche)

Se deposita en gránulos de forma insoluble evitando un aumento de la osmolaridad celular

Glucógeno : polisacárido de reserva de células animales

Glucógeno : polisacárido de reserva de células animales

Porque no se alamacena glucosa como monómero en las células?

Se estima que la concentración de glucosa almacenada bajo la forma de glucógeno es aproximadamente 0,4M

Esta concentración daría una osmolaridad al citoplasma celular de0,4 Osm (ya que la glucosa no se disocia por ende el número de de partículas es = 1)

Recordar: Osm = M x i

Con una osmolaridad plasmático de 0,31 Osm, la presencia de glucosaa tan altas concentraciones haría que la célula estalle por la entradade H2O- lísis osmótica

Celulosa: polisacárido estructural de la pared celular vegetal

Enlaces β 1 4

- Sustancia fibrosa -Insoluble en agua-Formada por enlaces

de D-glucosa (β-1,4)

Las α-amilasas puedendegradar almidón y glucógeno. No tenemosenzimas capaces de hidrolizar el enlace (β-1,4)de la celulosa

Forman parte de las fibras dela dieta

Quitina : polisacárido estructural

Homopolisacárido lineal formado por residuos de N-acetilglucosamina unidos por enlaces β (como en celulosa)

Constituye el exo-esqueleto de losinsectos

Proteoglicanos: Glicoproteínas

Agregados de proteoglicano -matriz extracelular

Proteoglicano enproteína integral de membrana plasmática

Lectinas: proteínas que reconocen polisacáridos

Ejemplo: rol de las glicoproteínasde los linfocitos en la adhesiónal endotelio vascular mediada porlectinas (Integrinas)

Reclutamiento de célulasInmunes al lugar de la infección(Inflamación)

LÍPIDOSDefinición

Grupo químicamente diverso de compuestos con la carácterística general de ser muy poco solubles en agua

Relevancia Biológica

• Componentes de membranas celulares

• Almacenamiento de energía

• Anclaje de proteínas a membranas

• Moléculas señalizadoras

Ácidos grasos

Los ácidos grasosson derivados hidrocarbonados

Cadenas de 4-36 carbonos de largo

Presentan un grupo polargrupo carboxílico (el únicoQue puede interaccionar conEl H2O

• La mayoría tiene un número par de átomos de carbono, entre

16 y 20

• La cadena hidrocarbonada es casi siempre lineal

• Los ácidos grasos saturados tienen enlaces simples entre los

carbonos

• Los ácidos grasos insaturados pueden tener uno o más enlaces

dobles

• Los enlaces dobles están generalmente en configuración CIS

Características de los ácidos grasos

Características de los ácidos grasos

Saturado Insaturado

Nomenclatura de los ácidos grasos

Ácidos grasos insaturados: dobles enlaces en CIS

Empaquetamiento de los ácidos grasos

El grado de empaquetaminetodepende de la cantidad de acidos grasos saturados e insaturados

El grado de empaquetamientodetermina la fluidez de lamonocapa lipídica

Punto de fusión de los ácidos grasos

Aumento del largo de cadenamayor interacción

Aumento del nº de dobles enlacesmenor interacción

Lípidos derivados de ácidos grasos

Triacilgliceroles o Triglicéridos

Son una importante reserva de energía metabólica

Se almacenan en el tejido adiposo

Triacilgliceroles o Triglicéridos

Los ácidos grasos esterificadosal glicerol pueden ser diferentes

Triacilgliceroles o Triglicéridos

Triacilgliceroles o Triglicéridos

Lípidos de reserva energéticaen el tejido adiposo. Ocupan casi la totalidadde la célula

Se hidrolizan liberando ácidos grasos libres en respuestaa señales de alerta y ayuno.

Son liberados a nivel plasmático donde son utilizados por los diferentes tejidos para la obtención de energía

Otras funciones de los Triglicéridos

• Los cachalotes (“sperm whale”) tienen un gran órgano en la cabeza llamado espermaceti.

• Este órgano (de hasta 4 toneladas) contiene una mezcla de triglicéridos y ceras, con gran contenido de ácidos grasos insaturados.

• En la profundidad del mar, donde el agua es mas fría y más densa, estos lípidos se solidifican, ajustando la densidad de la ballena a la densidad del agua.De esta manera, la ballena puede permanecer “flotando” en la profundidad

Fosfoacilgliceroles

Son componentes de las membranas celulares

Fosfoacilgliceroles

Componente de lasmembranas celulares

Se encuentra hacia ellado interno de la bicapa

Su externalización seproduce durante la muertecelular y señaliza a ser reconocidapor fagocitos profesionales para la eliminación de la célula

Esfingolípidos

Son componentes estructurales de las membranas celulares

No contiene glicerol sino que contienen una molécula de

esfingosina unida a un ácido graso de cadena larga o un grupo polar

Esfingomielina

Fosfolípidos

Glucolípidos

Esfingolípidos

Esteroides

Derivan del colesterol en células humanas, en plantas y otros micro-organismos derivan del ergosterol

Componentes de las membranas biológicas

Precursores de:-hormonas esteroideas-Ácidos biliares-Vitamina D

Colesterol

La vitamina D3 o colecaliciferol essintetizada por acción de la luz uva partir del 7-dehidroxicolesterol. Regula el metabolismo del Ca2+en elriñon, intestino y a nivel óseo. La falta de vitamina D3 se asocia con el raquitismo

Micelas, Liposomas, Bicapas Los lípidos con carácter anfipático (cabeza polar y cadena largahidrofóbica) se asocian en medios acuosos formando micelas,bicapas y/o lipososmas

Membranas biológicas

Las membranas están formadas por una bicapa de fosfolípidos y moléculas de colesterol Además es el lugar de anclaje de proteínas transmembrana u orientadas hacia una de las caras de la membrana .

Membranas biológicas: colesterol

Cambio de la fluidez de laMembrana plasmática

El colesterol se transportaen lipoproteínas

- De altadensidad HDL- “Colesterol bueno”

- De baja densidadLDL- “Colesterol malo”

Un aumento de la LDL se asocia con una mayor probabilidad deenfermedades cardiovasculares