Los bioelementos

Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen la materia viva. Se pueden clasificar en 2 tipos:

· Bioelementos primarios: son indispensables para la formación de las biomoléculas orgánicas: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Son el C, H, O, N , P y S

· Bioelementos secundarios: menos abundantes que los anteriores, pero desempeñan funciones vitales en la fisiología celular. Son el Na, K, Ca, Mg, Cl. Según su abundancia, a su vez también se pueden clasificar en oligoelementos(se encuentran en proporción menor del 0,1%, no por ello dejan de ser esenciales para la vida. Son el Fe, Cu, Zn, F, I…)

Bioelementos primarios

Este grupo constituye el 96,2% del total de la materia viva: el oxígeno (O), el carbono (C), el hidrógeno (H), el nitrógeno (N), el fósforo (P) y el azufre (S). Sus características son:

Masa atómica pequeña – lo que favorece que al combinarse entre sí se establezcan enlaces covalentes estables (mayor tendencia a compartir electrones)

El oxígeno y el nitrógeno son elementos que se disuelven bien en el agua y pueden reaccionar entre sí. Debido a esto los procesos bioquímicos que ocurren en los seres vivos se llevan a cabo en un medio acuoso.

El oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre son elementos electronegativos y originan moléculas dipolares al establecer enlaces covalentes con el hidrógeno (H2O, NH3, SH2, H3PO4)

El átomo de carbono tiene cuatro electrones en su última capa y puede formar enlaces covalentes apolares estables con otros átomos de carbono y, también con átomos de hidrógeno, dando lugar a largas cadenas hidrocarbonadas muy estables o a macromoléculas variadas. Los enlaces C – H son estables pero a su vez se pueden romper proporcionando energía. Los enlaces entre átomos de carbono pueden ser simples (C – C), dobles (C = C) o triples (C ≡ C) y originan moléculas que se pueden replegar. Los enlaces covalentes están dirigidos en el espacio formando un tetraedro (origina macromolécula tridimensional)

Bioelementos secundarios

Se clasifican en:

Bioelementos más abundantes - se encuentran en una proporción superior al 0,1%. Son el sodio (Na), el potasio (K), el calcio (Ca), el magnesio (Mg) y el cloro (Cl).

El Na, K y Cl se encuentran disueltos en los medios internos. Mantienen el grado de salinidad dentro de las células y el equilibrio de cargas eléctricas a un lado y otro de la membrana plasmática.Los iones de Na+ y K+ son fundamentales en la transmisión del impulso nervioso

El Ca, en forma de CaCO3 forma los caparazones de los moluscos y los esqueletos de otros muchos organismos, y como ion (Ca2+), actúa en muchas reacciones, como en el mecanismo de la contracción muscular, la permeabilidad de las membranas celulares, la coagulación de la sangre, etc.
El ion magnesio (Mg2+) es un componente de muchas enzimas y del pigmento clorofila

2.Oligoelementos – presentes en los seres vivos en proporciones inferiores a 0,1%, pero resultan indispensables porque intervienen en importantes funciones (Ej. función catalizadora). Los principales son el hierro (Fe), el cinc (Zn), el cobre (Cu), el cobalto (Co), el manganeso (Mn), el litio (Li), el silicio (Si), el yodo (I) y el flúor (F).

Hierro – como ion Fe2+ forma parte de la composición de la hemoglobina y de la mioglobina, dos transportadores de moléculas de oxígeno

Cobre – es un componente de la hemocianina, pigmento respiratorio de muchos invertebrados acuáticos y de los citocromos

Cobalto – forma parte de la composición de la vitamina B12

Yodo – participa en la formación de la hormona tiroxina, responsable de regular el ritmo del metabolismo energético

Flúor – es necesario para constituir el esmalte de los dientes y de los huesos

Las biomoléculas o principios inmediatos:

Las biomoléculas o principios inmediatos se forman por la unión de los bioelementos. Son las moléculas que constituyen la materia viva. Algunas biomoléculas forman polímeros, llamados macromoléculas (glúcidos, lípidos, etc.), que a su vez están constituidos por monómeros (monosacáridos, aminoácidos, ácidos grasos, etc.)

-El agua-

El agua es la sustancia más abundante en la materia viva. En el embrión humano representa hasta el 94% de su masa y en las personas adultas el 63%. En las algas, el contenido de agua es del 95%. Cuanta mayor actividad fisiológica realice un organismo, mayor es su contenido en agua.

El agua se encuentra en la materia viva en tres formas distintas:

· Agua circulante – en la sangre, savia…

· Agua intersticial – entre las células

· Agua intracelular – en el citosol y en el interior de los orgánulos celulares

En general, los organismos obtienen el agua directamente del exterior, pero también se puede obtener a partir del agua metabólica.

La molécula de agua – Estructura molecular

El agua, a temperatura ambiente, es líquida. Sin embargo, cabría esperar que fuera un gas, si se compara con otras moléculas de masa molecular parecida.

La molécula de agua es dipolar, ya que presenta un polo negativo (donde está el átomo de oxígeno) y dos polos positivos (donde están los dos núcleos de hidrógeno). Esto es debido a la electronegatividad del oxígeno y al ángulo que forman los hidrógenos.

Entre los dipolos se establecen fuerzas de atracción denominadas puentes o enlaces de hidrógeno, lo que aumenta la masa molecular del agua y permite que se comporte como un líquido.

*Propiedades del agua

El agua posee las siguientes propiedades (debidas a los puentes de hidrógeno):

· Elevada fuerza de cohesión entre las moléculas – hace que sea un líquido casi incompresible. Proporciona volumen a las células, turgencia a las plantas y constituye el esqueleto hidrostático de los anélidos,…

· Elevada fuerza de adhesión – las moléculas de agua presentan una gran capacidad de adherirse a las paredes de conductos de pequeño diámetro, ascendiendo en contra de la gravedad, lo que se conoce como capilaridad. Esto hace que la savia bruta pueda ascender por los tubos capilares de las plantas.

· Elevada tensión superficial–su superficie opone resistencia a romperse, lo que permite que algunos organismos vivan asociados a esta película superficial.

· Elevado calor específico – el calor específico es el calor necesario para elevar la temperatura de una sustancia. El agua tiene un calor específico alto, porque para elevar su temperatura hay que romper muchos de los enlaces por puentes de hidrógeno. Por ello el agua es un buen estabilizador térmico frente a los cambios bruscos de la temperatura del ambiente.

· Elevado calor de vaporización - para pasar del estado líquido al estado gaseoso hace falta romper todos los enlaces de hidrógeno y para ello se precisa mucha energía. El agua que se evapora en la superficie de un ser vivo absorbe calor del organismo actuando como regulador térmico.

· Densidad más alta en estado líquido que en estado sólido –es estado sólido todos los enlaces de hidrogeno del agua forman un retículo (red de tetraedros) que ocupa mayor volumen que en estado líquido y, por tanto, el hielo es menos denso que el agua. Esto explica que el hielo flote sobre el agua, hecho que posibilita la vida bajo el hielo en ríos, mares y lagos.

· Elevada constante dieléctrica – el agua es un gran disolvente de los compuestos iónicos (sales minerales), y de compuestos covalentes polares (glucosa y proteínas). En el caso de los compuestos iónicos sólidos, las moléculas de agua consiguen separar los aniones de los cationes, que quedan rodeados por dichas moléculas. Este fenómeno se denomina solvatación o hidratación iónica.

· Bajo grado de ionización – de cada 10 000 000 de moléculas de agua, solo una se encuentra ionizada (H2O → H+ + OH−).Esto explica la poca concentración de iones hidrógeno y de iones hidroxilo. Si se añade al agua un ácido o una base, los niveles de iones varían bruscamente.

*Funciones del agua en los seres vivos

El agua, gracias a sus características particulares, realiza en los organismos las siguientes funciones biológicas:

· Disolvente – el agua es un buen disolvente de los compuestos iónicos (sales minerales por solvatación) y los compuestos covalentes polares (glucosa y muchas proteínas por puentes de hidrógeno), esto hace que sea el medio en el que se realizan casi todas las reacciones biológicas.

· Reactivo – el agua interviene en numerosas reacciones químicas, como las de hidrólisis (ruptura de enlaces con la intervención del agua) o en la fotosíntesis (fuente de hidrógenos)

· Transportador – el agua es el medio de transporte de muchas sustancias desde el exterior al interior de los organismos y en el propio organismo (forma parte de la composición de los medios internos, sangre y savia)

· Estructural – proporciona turgencia a las células colaborando en el mantenimiento de su volumen.

· Amortiguador mecánico – por ejemplo, los vertebrados tienen en las articulaciones móviles bolsas de líquido sinovial que evita el rozamiento de los huesos

· Termorregulador – debido a su elevado calor específico y a su elevado calor de vaporización, hace posible la sudoración en los animales.

-Las sales minerales-

Las sales minerales se pueden encontrar en los seres vivos de tres formas:

· Sustancias minerales precipitadas – constituyen estructuras sólidas, insolubles en agua y con función estructural: el carbonato de calcio (CaCO3) – caparazones de los moluscos, el fosfato de calcio (Ca(PO4)2) – huesos de vertebrados (depositado junto con el CaCO3 sobre el colágeno), la sílice (SiO2) – caparazón de diatomeas), fluoruro de calcio (CaF2) – esmalte de los dientes

· Sales minerales disueltas–las sustancias minerales al disolverse dan lugar a aniones (Cl−,SO42−, PO43−y CO32−) y cationes (Na+,K+, Ca2+ y Mg2+). Son solubles en agua y tienen función reguladora. Estos iones mantienen constante el grado de salinidad de la célula (ósmosis), también ayudan a mantener constante el grado de acidez (pH) y el potencial eléctrico.

Las disoluciones y las dispersiones coloidales

Se trata de una mezcla de sustancias puras, siendo las moléculas minoritarias las constituyentes de la fase dispersa o soluto y las mayoritarias, de la fase dispersante. En las disoluciones presentes en los seres vivos, la fase dispersante es el agua.

Según el tamaño de las moléculas de soluto, se puede realizar la siguiente clasificación:

· Disolución – si el tamaño es menor de 5nm. Se considera una mezcla homogénea de sustancias puras donde las partículas disueltas son iones, moléculas aisladas o agrupaciones muy pequeñas de estos componentes, que no sedimentan

· Dispersión – si el tamaño está entre 5nm y 200nm, como macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos…)

Ósmosis

Tipo de difusión pasiva caracterizada por el paso del agua (disolvente), a través de una membrana semipermeable, desde una disolución más diluida a otra más concertada, hasta que alcanzan el equilibrio. Se entiende por presión osmótica la fuerza que habría que ejercer para frenar el flujo. Este fenómeno tiene gran importancia en muchos procesos biológicos, intercambios celulares, turgencia, absorción de las raíces, etc.Respuesta de la célula según la concentración del medio externo. Cuando la concentración de solutos del medio externo celular es igual a la concentración intracelular, ambas disoluciones son isotónicas. Cuando la concentración de solutos del medio externo celular es menor(medio hipotónico) a la concentración intracelular, entra agua a la célula y se hincha. En células vegetales el fenómeno se llama turgencia y en los eritrocitos hemólisis. Cuando la concentración de solutos del medio externo celular es mayor (medio hipertónico) a la concentración intracelular, sale agua de la célula y se arruga. En células vegetales el fenómeno se llama plasmólisis y en los eritrocitos crenación.

Concepto de pH:

Las moléculas de agua pueden ionizarse debido a las fuerzas de atracción por puentes de hidrógeno que se establecen entre ellas. Ésta es la causa de que el agua sea una solución iónica, que siempre contienen algunos iones hidronios (H3O+) e hidroxilos (OH−) (por convenio se utiliza el símbolo H+). En el agua pura, a 25ºC, el producto [H+] [OH−] = 10-14,se denomina producto iónico del agua y constituye la base para establecer la escala de pH que sirve para medir la acidez o alcalinidad de una disolución acuosa, es decir, su concentración de iones H+o OH−.

SISTEMAS TAMPÓN O BUFFER:

Son disoluciones de sales minerales disueltas, compuestas por un ácido débil y su base conjugada. Amortiguan los cambios de pH en los fluidos biológicos intracelulares y extracelulares. Actúan como aceptores o dadores de H+ para compensar el exceso o el déficit de estos iones en el medio y mantener constante su pH. Las variaciones de pH (variaciones en la concentración de protones) en los fluidos biológicos pueden provocar pérdida de estabilidad de las moléculas, precipitación de enzimas e incluso cambio de sentido de las reacciones químicas. Los más comunes son el tampón fosfato y el tampón bicarbonato.

_____________________________________________________________________LOS GLÚCIDOS.___________________________________________________________________________

Características de los glúcidos:

Los glúcidos son biomoléculas constituidas por una o más cadenas formadas por carbono (C), hidrógeno (H) y oxigeno (O), en la proporción 1:2:1 – (CH2O)n

La palabra glúcidos viene del griego glykys, que significa dulce

Están constituidos por átomos de C unidos a grupos alcohólicos o hidroxilo (-OH) y a radicales hidrógeno (-H).

En todos los glúcidos siempre hay un grupo carbonilo, es decir, un carbono unido a un oxigeno mediante un doble enlace, que puede ser un grupo aldehído (-CHO), formando un polihidroxialdehído o un grupo cetónico (-CO), que da lugar a una polihidroxiacetona.

Clasificación de los glúcidos

Atendiendo al número de cadenas que contienen, los glúcidos se clasifican en los siguientes tipos:

• Monosacáridos – glúcidos que están constituidos por una sola cadena

• Oligosacáridos – formados por la unión de dos a diez monosacáridos. Destacan los disacáridos (constituidos por la unión de dos monosacáridos)

• Polisacáridos – glúcidos formados por la unión de más de diez monosacáridos. Generalmente presentan centenares de monosacáridos

Los oligosacáridos y los polisacáridos por la acción de las enzimas hidrolasas, se pueden hidrolizar, se pueden desdoblar en monosacáridos. En cambio, los monosacáridos no se pueden hidrolizar

A–B + H2O → A–OH + B–H

Los glúcidos también se pueden unir a moléculas no glucídicas formando los glucolípidos o las glucoproteínas.

Los monosacáridos

Son glúcidos constituidos por una sola cadena que presentan entre tres y siete átomos de carbono.

Se clasifican según el número de átomos de carbono y se denominan añadiendo la terminación “–osa” al número de carbonos. De esta manera, podemos diferenciar: triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas.

Propiedades físicas:

Son sólidoscristalinos, de color blanco, hidrosolubles y de sabor dulce. Su solubilidad en agua se debe a la elevada polaridad eléctrica de los radicales hidroxilo (-OH) y de los radicales hidrogeno (-H). Interaccionan con las moléculas de agua mediante puentes de hidrógeno.

Propiedades químicas:

Los monosacáridos son capaces de oxidarse, es decir, de perder electrones, ante otras sustancias que, cuando los aceptan, se reducen y liberan energía. Debido a ello los glúcidos son la fuente básica de energía de las células. Esta propiedad se utiliza para identificar la presencia de monosacáridos en una disolución. Se utiliza el reactivo de Fehling, que es una disolución, de color azul, de sulfato de cobre (CuSO4). El grupo carbonilo (aldehído o cetona) se oxida y pasa a grupo ácido, desprendiendo electrones que son captados por los iones Cu2+, que pasan a iones Cu+ y forman Cu2O, que es insoluble y da un precipitado de color rojizo. Este cambio de color de azul a rojo, revela la presencia de estos glúcidos.

Triosas

Son glúcidos formados por una cadena carbonada de tres átomos de carbono, cuya fórmula empírica es C3H6O3. Hay dos tipos de triosas: aldotriosas (con un grupo aldehído) – como el gliceraldehído, y cetotriosas (con un grupo cetónico), como la dihidroxiacetona.

Ambos tipos de triosas son abundantes en el interior de la célula, puesto que son metabolitos intermedios de la degradación de la glucosa.

Propiedades químicas :
1. Estereoisomería: Debido a la presencia de algún carbono asimétrico (sus cuatro enlaces son saturados por radicales diferentes) las moléculas pueden tener distinta disposición en el espacio. A las moléculas que teniendo la misma fórmula molecular, se diferencian por su fórmula estructural, siendo una la imagen especular de la otra, se les llama estereoisómerosenantiomorfos (si tienen distinto nombre entre sí y por lo tanto no son imágenes especulares, el tipo de isomería se denomina epímeros). Se distinguen dos en el caso de las aldotriosas, que reciben el nombre de D y L(según la disposición del grupo -OH). Los monosacáridos en la naturaleza son formasD.

2. Actividad óptica: Debido a la presencia de carbonos asimétricos desvían el plano de la luz polarizada cuando un rayo de la misma incide en una disolución de estas moléculas. Si lo desvían hacia la derecha, las moléculas se denominan dextrógiras (+) y si lo hacen para la izquierdalevógiras (-). No hay relación entre la estructura D y ser dextrógiro. La dihidroxiacetona, no tiene ningún carbono asimétrico, no presenta estas propiedades.
Pentosas

Son glúcidos formadosporuna cadena carbonada de cinco átomos de C, cuya fórmula empírica es C5H10O5. El número de estereoisómeros viene dado al elevar 2 a la potencia igual al número de carbonos asimétricos.

Clasificación y función:

Se clasifican según el grupo carbonilo en:

• Aldopentosas

o Ribosa o D-ribosa – componente del ARN (ácido ribonucleico) y ATP

o Desoxirribosa o D-2-desoxirribosa – componente del ADN (ácido desoxirribonucleico)

• Cetopentosas

o Ribulosa o D-ribulosa – molecula a la que se fija el CO2 en la fotosíntesis

Ciclación de las pentosas

Los monosacáridos a partir de 5 átomos de carbono se ciclan en disolución acuosa (ya que los enlaces entre los átomos de carbono forman ángulos), dando lugar a estructuras moleculares más estables. Como el pentágono resultante se parece a una molécula denominada furano, la D-ribosa recibe el nombre de D-ribofuranosa mientras que la D-2-desoxirribosa el de D-2-desoxirribofuranosa.

Hexosas

Son monosacáridos con seis átomos de carbono, teniendo la fórmula empírica C6H12O6. Al contar con 4 carbonos asimétricos, podemos deducir que hay 16 estereoisómeros.

Fórmulas cíclicas

Ya sabemos que a partir de 5 átomos de carbono, en disolución, los monosacáridos suelen formar estructuras cíclicas. Las hexosas no son una excepción, y su estructura abierta no es lineal, sino quebrada. Debido a los ángulos que hay entre los enlaces de los carbonos, los primeros y últimos carbonos quedan relativamente próximos. Al cerrarse se puede formar un hexágono, parecido al pirano, como en el caso de la glucosa, o puede formarse un pentágono, parecido al furano, como en el caso de la fructosa. Debido a ello, estas moléculas al ciclarse se denominan: glucopiranosa y fructofuranosa.

Clasificación y función

Según el grupo carbonilo, podemos clasificar a las hexosas en:

• Aldohexosas

o Glucosa – aporta la mayor parte de la energía que necesitan las células. En la naturaleza se encuentra libre en: los frutos maduros como la uva, el citoplasma celular y el medio interno de los animales. En la sangre humana se encuentra en concentraciones de 1 g/L.

Polimerizada da lugar a polisacáridos con función de reserva energética, como el almidón (vegetales), o el glucógeno (animales). También puede cumplir una función estructural, como es el caso de la celulosa de las plantas

o Galactosa – no se encuentra libre. Se puede hallar junto con la D-glucosa formando el disacárido lactosa, glúcido propio de la leche. Polimerizada, da lugar a polisacáridos como: gomas, pectinas y mucílagos.

o Manosa – se encuentra libre en ciertos tejidos vegetales, y polimerizada se encuetnra en bacterias, levaduras y plantas superiores (árbol del maná).

• Cetohexosas

o Fructosa(D-fructofuranosa)– se encuentra libre en las frutas, en la miel… Tiene función energética (el hígado la transforma en glucosa). Es componente del líquido seminal, donde sirve de nutriente de los espermatozoides. Asociada a la glucosa forma el disacárido sacarosa, que tiene función energética.

Ciclación de la glucosa: En disolución el 95% de la glucosa se encuentra ciclada. La formación de la estructura cíclica de la glucosa se realiza al reaccionar el grupo aldehído del primer carbono con el grupo alcohólico del quinto carbono, quedando ambos carbonos unidos por un átomo de oxígeno. Se forma así un enlace intramolecularhemiacetal (unión de un aldehído con un alcohol – C1 aldehído con C5 alcohol). El grupo –OH que tiene ahora el carbono 1 se denomina hidroxilo hemiacetálico. Este carbono (C1) pasa ahora a ser asimétrico y se denomina ahora anomérico, dando origen a dos anómeros:

• α-D-glucopiranosa– (-OH y CH2OH distinto plano)

• β-D-glucopiranosa– (-OH y CH2OH mismo plano)

Ciclación de otras hexosas

El enlace O-glucosídico: Es un tipo de enlace que se establece entre monosacáridos. Concretamente, tiene lugar entre hidroxilos, quedando los dos monosacáridos enlazados por un átomo de oxígeno y se desprende una molécula de agua.Hay dos tipos de enlace O-glucosídico según que el carbono del segundo monosacárido sea o no el carbono carbonílico:

· Enlace monocarbonílico – se establece entre el carbonocarbonílico del primer monosacárido y un carbono nocarbonílico del segundo. El disacárido resultante tiene la capacidad de reducir el reactivo de Fehling.

· Enlace dicarbonílico – se establece entre el carbonocarbonílico del primer monosacárido y el carbono carbonílico del segundo. El disacárido resultante no tiene la capacidad de reducir el reactivo de Fehling.

El enlace O-glucosídico se denomina α-glucosídico si el primer monosacárido es “α” y se denomina β-glucosídico si el primer monosacárido es “β”.

Los disacáridos

Los disacáridos son el resultado de la unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico. Son sólidos, cristalinos, blancos, dulces y solubles en agua.

·Maltosa o azúcar de malta – formada por dos moléculas de D-glucopiranosa unidas mediante un enlace α(1→4). Se encuentra libre en el grano germinado de la cebada. También se puede obtener de la hidrólisis del almidón.

· Celobiosa – disacárido formado por dos moléculas de D-glucopiranosa unidas mediante enlace β(1→4). No se encuentra libre en la naturaleza y se obtiene por hidrólisis de la celulosa.

·Lactosa – consiste en una molécula de D-galactopiranosa unida a una D-glucopiranosa mediante un enlace β(1→4). Se encuentra libre en la leche de los mamíferos.

·Sacarosa – consta de una molécula de D-glucopiranosa y otra de D-fructofuranosa unidas mediante un enlace α(1→2). Se encuentra en la caña de azúcar y en la remolacha azucarera. No tiene poder reductor.

Los polisacáridos

Los polisacáridos son glúcidos formados por la unión de muchos monosacáridos (de decenas a miles) mediante enlace O-glucosídico. Por tanto, tienen masas moleculares muy elevadas. Son sólidos amorfos, completamente insolubles, como la celulosa o formando dispersiones coloidales como la amilosa del almidón. No tienen sabor dulce y no reducen el reactivo de Fehling.

Se pueden clasificar en:

· Homopolisacáridos–polímeros de un solo tipo de monosacárido. Los principales son el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina

· Heteropolisacáridos – polímeros formados por más de un tipo de monosacárido distinto. Entre ellos destacan la pectina, el agar-agar y la goma arábiga.

Homopolisacáridos:

Almidón: es el polisacárido de reserva propio de los vegetales. Se acumula en forma de gránulos en los plastos de las células de semillas, legumbres y tubérculos. Constituye una granreservaenergética. Como no está disuelto en citosol, no influye en la presión osmótica.El almidón está integrado por dos tipos de polímeros:

· Amilosa – constituye el 30% del almidón. Polímero de maltosas unidas mediante enlaces α(1→4). Tiene una estructura helicoidal con seis moléculas de glucosa por vuelta. Con yodo se tiñe de color azul.

· Amilopectina – constituye el 70% del almidón. Polímero de maltosas unidas por enlaces α(1→4)con ramificaciones en posición α(1→6). Cada ramificación tiene unas doce glucosas y aparecen cada 25 o 30 glucosas. Se tiñe de violeta con el yodo.

Glucógeno: es el polisacárido con función de reserva energética propio de los animales. Se encuentra en gran cantidad en el interior de las células del hígado y en los músculos. Está constituido por un polímero de maltosas unidas mediante enlaces α(1→4) con muchas ramificaciones en posición α(1→6), aproximadamente una cada 6 a 10 glucosas.

Celulosa: es un polisacárido con función de sostén propio de los vegetales (función estructural), que constituye el elemento más importante de la pared celular. El tronco de los árboles está constituido en un 50% por celulosa y, por tanto, es la biomolécula orgánica más abundante en la naturaleza. Es un polímero de β-glucosas unidas mediante enlaces β(1→4). Cada pareja de estas glucosas constituye una celobiosa. Estos polímeros forman cadenas moleculares no ramificadas y paralelas. Los animales en general, excluyendo algunas pocas excepciones, no tienen enzimas capaces de romper el enlace β(1→4) y, por tanto, no pueden aprovechar la celulosa como fuente energética.

Quitina: es el componente esencial del exoesqueleto de los artrópodos. En los crustáceos se encuentra impregnada de CaCO3, lo que aumenta su dureza (función estructural). La quitina es un polímero de N-acetil-glucosaminas unidas mediante enlaces β(1→4). Forman cadenas paralelas, sin ramificaciones, muy resistentes e insolubles en agua. Cada dos moléculas constituye una quitobiosa.

Heteropolisacáridos:

Son polisacáridos en cuya composición intervienen dos o más clases de monosacáridos (o sus derivados) diferentes que se repitenperiódicamente. Entre ellos destacan:

· Pectina – se encuentra en la pared celular de los vegetales (función estructural). Contiene ácido galacturonico, ramnosa, etc.

· Agar-agar – componente de las algas rojas (función estructural). Se utiliza en microbiología para preparar medios de cultivos bacterianos y como espesante en la industria alimenticia.

· Gomaarábiga – sustancia segregada por las plantas con función defensiva, ya que actúa como protector de heridas y grietas de la corteza de las plantas. También se utiliza en la fabricación de pigmentos.

· Hemicelulosa – componente de la pared celular de los vegetales (función estructural). Contiene galactosa, xilosa, fucosa, etc.

Los glúcidos asociados a otros tipos de moléculas:

La asociación entre glúcidos y otras moléculas da lugar a:

· Proteoglucanos o mucopolisacáridos - moléculas formadas en un 80% de polisacáridos y en un 20% por proteínas:

o Ácidohialurónico – componente de la matriz del tejido conjuntivo, cartilaginoso y óseo, líquido sinovial y humor vítreo del ojo. Tiene función amortiguadora (aspecto viscoso).

o Heparina – impide la coagulación de la sangre (evita el paso de protrombina a trombina). Se encuentra en la saliva de los animales hematófagos. En medicina se utiliza para evitar la trombosis.

· Peptidoglucanos – son los constituyentes de la pared bacteriana. Están formados por largas cadenas de N-acetil-glucosamina (NAG) y N-acetil-murámico (NAM). Las cadenas se mantienen unidas entre sí por amionoácidos.

· Glucoproteínas – moléculas formadas entre un 5% y 40% de polisacáridos, estando el resto formado por proteínas unidas mediante enlaces fuertes (covalentes). Destacan algunas mucinas de secreción (salivares) y las glucoproteínas de la membrana plasmática.

· Glucolípidos – están constituidos por monosacáridos u oligosacáridos unidos a lípidos. Se encuentran generalmente en la membrana celular. Entre ellos se encuentran los cerebrósidos y los gangliósidos.

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