17 octubre de 2019
GLÚCIDOS
El segundo tema que hemos estudiado ha sido el de los glúcidos, que son biomoléculas orgánicas. Para el cual, al finalizar hemos realizado un esquema y unas actividades.
En primer lugar, la profesora comenzó el tema partiendo de la composición y estructura de los glúcidos. De esa manera, encontramos los MONOSACÁRIDOS U OSAS que son los más sencillos, están formados por un único monómero, y se clasifican según la cantidad de carbonos que tiene (triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas, pues tienen de 3-7 átomos de carbono) y según la posición del grupo carbonilo que poseen (aldosas, en el C1 y cetosas, en el C2). Estos tienen una serie de características que comparten con los disacáridos. Por un lado físicas, (sólidas, cristalinos, incoloros o blancos, solubles en H2O y sabor dulce). Y por otro lado, química, la reacción frente al REACTIVO DE FEHLING y que se asocian a otros grupos amino, fosfato o incluso también a otros monosacáridos). Dentro de los monosacáridos también podemos ver isomería (funcional, esteriosomería "enantiómeros-->forma D o L" y "diasteroisómeros-->epímeros" e isomería óptica "dextrógiro (+) o levógiro (-)"). Los cuales son conceptos que aparecen explicados en el esquema que aparecerá a continuación.
Y además de los monosacáridos encontramos, los ÓSIDOS que están formados por un número mayor de moléculas que las osas. Y dentro de estos se clasifican según si están compuestos solo por monosacáridos o por más compuesto a parte de estos en:
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HOLÓSIDOS (formado solo por monosacáridos). Estos se dividen a su vez en:
--OLIGOSACÁRIOS: Dentro de los cuales encontramos los disacáridos, que están compuestos por la unión de 2 monosacáridos por ENLACE O-GLUCOSÍDICO (que se forma entre 2 OH de 2 monosacáridos, y puede ser: MONOCARBONÍLICO " de los
2 OH que reaccionan solo uno está unido a un carbono carbonílico, donde un poder
reductor" o DICARBONÍLICO " los 2 OH están unidos a carbonos carbonílicos y por tanto
no da poder reductor". Otro tipo de enlace que podemos encontrar además del enlace o-glucosídico, es el enlace N-glucosídico, que se forma cuando un OH de un anillo es sustituido por un grupo amino, al cual posteriormente se le unirá un radical (--COO-CH3)
En cuanto a ejemplos de disacárido tenemos: maltosa, lactosa, sacarosa y celobiosa.
--POLISACÁRIDOS: Se dividen a su vez en: HOMOPOLISACÁRIDOS, que están formados
por la repetición del mismo tipo de monosacáridos. Y existen de reserva (almidón y glucógeno) y estructurales (celulosa y quitina). Y HETEROPOLISACÁRIDOS, que están
formados por repetición de diferentes tipos de monosacáridos. Como ejemplos de estos están: pectina, hemicelulosa y agar-agar.
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HETERÓSIDOS (formado por monosacáridos y por otros compuestos). Dentro de estos hay diferentes tipos como los glucolípidos, glucoproteínas, peptidoglucanos y proteoglucanos.
Otra de las cosas que hemos dado de los glúcidos son sus funciones, que son energética (como los homopolisacáridos almidón "en los vegetales" y glucógeno "en los animales"), estructural (como los homopolisacáridos celulosa o la quitina), también tiene la función de especificidad de membrana (es el caso de los glucolípidos, que son heterósidos), tienen funciones específicas, (como es el caso de la hormona LH o los anticuerpos, que son glucoproteínas) y por último tienen la función de ser principios activos de plantas medicinales.
A continuación, adjunto el esquema del tema donde explica todo esto de manera más específica.
1) La D-glucosa es una aldohexosa.
Explica:
a) ¿Qué significa ese término?
El término aldohexosa, se refiere por un lado a "aldosa", que es que el grupo carbonilo se encuentra en el carbono 1. Y por otro lado, a "hexosa" que quiere decir que está compuesto por 6 carbonos.
b) ¿Qué importancia biológica tiene la glucosa?
La glucosa es el principal nutriente en los seres vivos, ya que mediante su degradación total o parcial se obtiene energía en el proceso de respiración celular para la célula.
c) ¿Qué diferencia existe entre la D-glucosa y la L-glucosa, y entre la α y la β D- glucopiranosa?
Entre la D-glucosa y la L-glucos, la diferencia que existe es que el grupo hidroxilo del carbono asimétrico o quiral más alejado del grupo carbonilo, en el caso de la D-glucosa se encuentra en la derecha y en el caso de la L-glucosa a la izquierda.
Con respecto, a la diferencia entre alfa y beta piranosa, esta es la posición que tiene el grupo hidroxilo del carbono anomérico en la forma cíclica de la glucosa con respecto al carbono 6. Cuando es alfa el hidroxilo está en un plano distinto al del carbono 6. Y cuando es beta, el hidroxilo está en el mismo plano que el carbono 6.
2) Dentro de un grupo de biomoléculas orgánicas se puede establecer la clasificación de:
monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.
Homopolisacáridos y heteropolisacáridos
Función energética (reserva) y función estructural.
a) cita un ejemplo diferente para cada uno de los tipos diferenciados en la clasificación 1, 2 y 3 (total 7 moléculas).
CLASIFICACIÓN 1
Monosacárido: Glucosa
Oligosacárido: Maltosa (disacárido) "alfa- D-glucopiranosil (1-->4) D-glucopiranosa"
Polisacárido: Pectina (heteropolisacárido)
CLASIFICACIÓN 2
Homopolisacárido: Celulosa (estructural)
Heteropolisacárido: Agar--agar
CLASIFICACIÓN 3
Función energética (reserva): Almidón (en vegetales)
Función estructural: Quitina (en artrópodos y hongos)
b) ¿En base a qué criterio se establece la clasificación número 2 ? La clasificación número 2 se hace en base a si están formados por la repetición de un mismo tipo de monosacárido o por la repetición de distintos tipos de monosacáridos. En el caso de los homopolisacáridos, están formados por la repetición del mismo tipo de monosacáridos, mientras que los heteropolisacáridos están formados por la repetición de diferentes tipos de monosacáridos.
3) En relación a los glúcidos:
a) Indica cuál de los siguientes compuestos son monosacáridos, disacáridos o polisacáridos: sacarosa, fructosa, almidón, lactosa, celulosa y glucógeno.
Sacarosa: Disacárido.
Fructosa: Monosacárido.
Almidón: Polisacárido.
Lactosa: Disacárido.
Celulosa: Polisacárido.
Glucógeno: Polisacárido.
b) Indica en qué tipo de organismos se encuentran los polisacáridos indicados en el
apartado anterior.
Almidón: Se encuentra en los plastos de vegetales, tallo, raíces, tubérculos o semillas.
Celulosa: Se encuentra en la pared vegetal de las células animales, conformando una estructura esencial de esta.
Glucógeno: Se encuentra en los seres vivos, almacenado en el hígado y en los músculos esqueléticos.
c) Indica cuál es la función principal de los polisacáridos indicados en el apartado a).
Almidón: Función de reserva energética de los vegetales.
Celulosa: Función estructural (en la célula vegetal)
Glucógeno: Función de reserva energética en los animales. Un 70% se encuentra en el músculo esquelético, un 25% en el hígado y un 5% es glucosa circulante.
d) Cita un monosacárido que conozcas y que no se encuentre en la relación incluida en el apartado a).
La glucosa, es un tipo de monosacárido compuesto por 6 átomos de carbono y un grupo aldehido (carbonilo en la carbono 1). Este es nuestro principal nutriente, y mediante se degradación total o parcial en las mitocondrias se obtiene energía para la célula.
4) Realiza todos los pasos de la ciclación de una D-galactosa hasta llegar a una α-D- galactopiranosa.
5) Dibuja un epímero de la L-ribosa y su enantiómero.
ACTIVIDADES
Fuente: Creación propia
Fuente: Creación propia
Fuente: Creación propia
BLOQUE 1
1) Explica qué son los bioelementos primarios, los bioelementos secundarios y los oligoelementos, dando cuatro ejemplos de cada uno de ellos.
Los bioelementos son aquellos elementos que se combinan de tal manera que dan lugar a unos elementos más complejos que son las biomoléculas. Dentro de estos encontramos una clasificación según la cantidad, que es la siguiente:
Por un lado, están los bioelementos primarios que se encuentran en un porcentaje entorno a un 96% de nuestro peso. Estos se encuentran en biomoléculas orgánicas (se encuentran en la materia viva) como es el caso del C,H y O, que se encuentran en todas, o el N,P y S, que se encuentran en algunas pero no en todas. Además también los podemos encontrar en la naturaleza, en lugares como la atmósfera, la biosfera, la litosfera,... Y entre ellos forman enlaces covalentes. En el caso del carbono, cabe destacar que forma un tetraedro, con un ángulo de 109'5º, y es apolar. Sin embargo, la presencia del oxígeno en una molécula la convierte en polar, debido a la polaridad que presenta el oxígeno. En cuanto al nitrógeno, se encuentra en los ácidos nucleicos y en los aminoácidos, formando enlaces peptídicos, que darán lugar a péptidos y posteriormente a polipéptidos, a aminoácidos y a proteínas. En el caso del azufre, cuando dos moléculas tienen grupo sulfuro y se unen en el espacio se forma entre ellas el enlace disulfuro. Y por último, el fósforo se encuentra en ácidos nucleicos (el grupo fosfato que se une al nucleósido "base nitrogenada+pentosa" formando el nucleótido), en los fosfolípidos y en el ATP.
Por otro lado, están los bioelementos secundarios, que se encuentran en menor cantidad que los anteriores (entorno al 4% de nuestro peso) y se clasifican según la cantidad y según la importancia. En la clasificación según la importancia están:
--INDISPENSABLES: Son imprescindibles para la existencia de vida, por ejemplo: Na, Ca, K, Mg, Fe y Cl.
--VARIABLES: No son imprescindibles para la existencia de vida. Pueden estar o no, en mayor o menor cantidad.
En la clasificación según la cantidad están:
--ABUNDANTES: Se encuentran en concentraciones superiores a 0.1%.
--OLIGOELEMENTOS: Se encuentran en concentraciones inferiores a 0.1%. Pero aunque están en poca cantidad desempeñan funciones muy importantes. Como ejemplos están: Co, Cu, Zn, Fe, Li, Si y Mn.
2) Define qué es una solución tampón o amortiguadora. Indica por qué es importante para los seres vivos el mantenimiento del pH.
Una solución tampón o amortiguadora es aquella que tiene la capacidad de estabilizar el grado de acidez o pH dentro del organismos. La cual está compuesta por un ácido débil y su base conjugada. Los sistemas tampón son aquellos capaces de coger o ceder protones, cuando estos se necesitan o exceden la cantidad normal. Hay 2 tipos de sistema tampón: el tampón fosfato que en una reacción en la que el H2PO4, da lugar a HPO4 y protones, de manera que si necesitamos protones (hay medio básico) la reacción se deberá desplazar hacia la izquierda. Mientras que si el medio es ácido deberá desplazar hacia la derecha para que disminuya la cantidad de protones.
Lo mismo ocurre con el tampón bicarbonato, en este caso consiste en un reacción de H2CO3, que da lugar a HCO3 y protones, de manera que si el medio es ácido, se desplazará hacia la derecha para que disminuya la cantidad de protones. Y si el medio es básico se desplazará hacia la derecha para que aumente la cantidad de protones.
En los seres vivos el mantenimientos del pH es muy importante ya que las células necesitan tener un pH neutro, de otra manera un pH desequilibrado podría desencadenar en enfermedades como el cáncer.
3) Explicar brevemente:
a) ¿Qué diferencia estructural hay entre una aldosa y una cetosa?
La diferencia estructural que existe entre una aldosa y una cetosa es que el grupo carbonilo (=o) en las aldosas se encuentra en el carbono 1 dando lugar a compuestos como gliceraldehido, ribosa, glucosa o galactosa entre otras (que se diferencian en la cantidad de carbonos que los componen que son 3, 5 y 7 respectivamente). Mientras que las cetosas presentan el grupo carbonilo en el carbono 2, dando lugar a compuestos como la dihidroxiacetona, ribulosa o fructosa entre otros (que al igual que los aldosas se diferencian en la cantidad de carbonos que los componen, los cuales son también 3,5 y 7 respectivamente.
b) Relaciona los conceptos del carbono asimétrico y esteroisómeros.
Existe una relación entre el carbono asimétrico y los esteroisómeros, y es los glúcidos presentan isomería (moléculas con la misma fórmula empírica peo con diferencias entre sí), y uno de estos tipos de isomería es la esteroisomería. Esta consiste en que 2 compuestos tienen la misma fórmula molecular, pero distinta configuración espacial, y esto se debe a la presencia de carbonos asimétricos o quirales (son aquellos que tienen 4 radicales distintos).
Dentro de esta esteroisomería, hay 2 tipos, que son los enantiómeros, en estos se cambian todos los grupos (--OH) de todos los carbonos asimétricos o quirales. Y dentro de estos enantiómeros están la forma D y la forma L. La forma D se encuentra en el momento en el que el grupo hidróxilo del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo se encuentra a la derecha, mientras que la forma L se encuentra en el momento en el que el grupo hidroxilo del carbono asimétrico más alejado está a la izquierda, de esa manera algunos ejemplos serían: D-glucosa y L-glucosa o D-ribosa y L-ribosa. Además una característica importante de los enantiómeros es que son imágenes especulares unos de otros (debido a eso posición que han cogido los (--OH)), que consiste en que si doblamos 2 enantiómeros como si fueran un libro, cada uno de los grupos de un glúcido queda en la misma posición que sus semejantes en el otro glúcido.
Por otro lado, están los diasteroisómeros, que son los epímeros. Son aquellos en los que solo cambia un hidroxilo de un único carbono asimétrico o quiral. Por lo que no son imágenes especulares entre sí.
BLOQUE 2
1) La frase "el gliceraldehido es una aldotriosa y la dihidroxiacetona es una cetotriosa" ¿es verdadera o falsa? ¿Pueden tener diferentes esteroisómeros estas moléculas? Justifica ambas respuestas.
La frase es cierta, debido a que el gliceraldehido es un monosacárido que está formado por 3 carbonos y el carbonilo que posee se encuentra en el carbono 1, por lo que por un lado, una aldosa (carbonilo en el carbono 1) y por el otro una triosa (3 carbonos). Lo mismo pasa con la dihidroxiacetona, pues tiene 3 carbonos (triosa) y el grupo carbonilo está en el carbono 2 (cetosa), por eso se llama cetotriosa.
En el caso del gliceraldehido, al tener un carbono asimétrico (que es el 2), puede tener esteroisómeros, más concretamente los enantiómeros (forma D o forma L). Mientras que la dihidroxiacetona no presenta carbono asimétrico, por lo que no puede tener esteroisómeros, ya que la esteroisomería se debe a la presencia de carbonos asimétricos o quirales.
2) El suero fisiológico que se inyecta por vía intravenosa a los enfermos es isotónico respecto al medio intracelular de los glóbulos rojos ¿Por qué es importante que sea así? ¿Qué ocurriría si el medio en el que se encuentran los glóbulos rojos fuera hipertónico? ¿Y si fuera hipotónico?
Es importante que le medio sea isotónico porque de esa manera hay la misma concentración de sales dentro que fuera de los mismo y por lo tanto los glóbulos rojos no sufren deformaciones. Por lo que si el medio en el que se encuentran los glóbulos es hipertónico ( es decir hay más concentración de sales fuera que dentro de la célula, el agua lo que va a hacer es salir fuera de la célula y esta se va a arrugar y en el caso de los glóbulos, que son células animales, este proceso se llama crenación (proceso por el cual la célula va a morir).
Mientras que si los glóbulos están en un medio hipotónico, es decir, hay más concentración de sales dentro de la célula que fuera, lo que va a ocurrir es que el agua va a entrar a la célula y esta en el caso de los glóbulos rojos (células animales), se va a ir hinchando hasta que finalmente explota, en un proceso llamado citólisis, pero en el caso de los glóbulos tiene un nombre específico que es hemólisis.