Química de los carbohidratos
Los compuestos orgánicos suelen estar formados por grupos de átomos de carbono unidos covalentemente al hidrógeno, normalmente al oxígeno, y a menudo también a otros elementos. Creados por los seres vivos, se encuentran en todo el mundo, en suelos y mares, en productos comerciales y en todas las células del cuerpo humano. Los cuatro tipos más importantes para la estructura y la función humanas son los hidratos de carbono, los lípidos, las proteínas y los nucleótidos. Antes de explorar estos compuestos, hay que entender primero la química del carbono.
Lo que hace que los compuestos orgánicos sean omnipresentes es la química de su núcleo de carbono. Recordemos que los átomos de carbono tienen cuatro electrones en su capa de valencia, y que la regla del octeto dicta que los átomos tienden a reaccionar de tal manera que completan su capa de valencia con ocho electrones. Los átomos de carbono no completan sus capas de valencia donando o aceptando cuatro electrones. En cambio, comparten fácilmente los electrones mediante enlaces covalentes.
Por lo general, los átomos de carbono comparten con otros átomos de carbono, formando a menudo una larga cadena de carbono denominada esqueleto de carbono. Sin embargo, cuando comparten, no comparten todos sus electrones exclusivamente entre sí. Más bien, los átomos de carbono tienden a compartir electrones con una variedad de otros elementos, uno de los cuales es siempre el hidrógeno. Las agrupaciones de carbono e hidrógeno se denominan hidrocarburos. Si estudias las figuras de los compuestos orgánicos en el resto de este capítulo, verás varias con cadenas de hidrocarburos en una región del compuesto.
Estructura del polímero de carbohidrato
Los polisacáridos (/ˌpɒliˈsækəraɪd/), o policarbohidratos, son los hidratos de carbono más abundantes en los alimentos. Son hidratos de carbono poliméricos de cadena larga compuestos por unidades de monosacáridos unidos por enlaces glucosídicos. Estos hidratos de carbono pueden reaccionar con el agua (hidrólisis) utilizando las enzimas amilasas como catalizador, lo que produce los azúcares constitutivos (monosacáridos u oligosacáridos). Su estructura varía de lineal a muy ramificada. Algunos ejemplos son los polisacáridos de almacenamiento, como el almidón, el glucógeno y el galactógeno, y los polisacáridos estructurales, como la celulosa y la quitina.
Los polisacáridos suelen ser bastante heterogéneos y contienen ligeras modificaciones de la unidad de repetición. Dependiendo de su estructura, estas macromoléculas pueden tener propiedades distintas a las de sus componentes monosacáridos. Cuando todos los monosacáridos de un polisacárido son del mismo tipo, el polisacárido se denomina homopolisacárido u homoglicano, pero cuando hay más de un tipo de monosacárido se denominan heteropolisacáridos o heteroglicanos[2][3].
Quién descubrió los carbohidratos
A menudo se tratan por separado en diferentes segmentos de un curso. De hecho, los principios que rigen la organización de la estructura tridimensional son comunes a todos ellos, por lo que los consideraremos juntos.
Concluiremos esta sección del curso con una consideración de la desnaturalización y la renaturalización, es decir, las fuerzas que intervienen en la pérdida de la estructura nativa de una macromolécula (es decir, su estructura tridimensional normal), y cómo se puede recuperar esa estructura, una vez perdida.
Las macromoléculas biológicas son polaresEl punto principal del primer segmento de este material es éste: LAS UNIDADES MONOMÉRICAS DE LAS MACROMOLÉCULAS BIOLÓGICAS TIENEN CABEZAS Y COLAS. CUANDO SE POLIMERIZAN EN FORMA DE CABEZA Y COLA, LOS POLÍMEROS RESULTANTES TAMBIÉN TIENEN CABEZAS Y COLAS.
Estas macromoléculas son polares [polares: que tienen extremos diferentes] porque se forman por condensación cabeza-cola de monómeros polares. Veamos las tres clases principales de macromoléculas para ver cómo funciona esto, y empecemos por los hidratos de carbono.
Factor de impacto de los polímeros de carbohidratos
Las grandes moléculas necesarias para la vida que se construyen a partir de moléculas orgánicas más pequeñas se denominan macromoléculas biológicas. Hay cuatro clases principales de macromoléculas biológicas (hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos), y cada una de ellas es un componente importante de la célula y desempeña una amplia gama de funciones. Combinadas, estas moléculas constituyen la mayor parte de la masa de una célula. Las macromoléculas biológicas son orgánicas, es decir, contienen carbono. Además, pueden contener hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y otros elementos menores.
A menudo se dice que la vida está “basada en el carbono”. Esto significa que los átomos de carbono, unidos a otros átomos de carbono o a otros elementos, forman los componentes fundamentales de muchas, si no de la mayoría, de las moléculas que se encuentran exclusivamente en los seres vivos. Otros elementos desempeñan un papel importante en las moléculas biológicas, pero el carbono es sin duda el elemento “básico” de las moléculas de los seres vivos. Las propiedades de enlace de los átomos de carbono son las responsables de su importante papel.