CONCEPTOS DE BIOQUÍMICA BASICA
CARBOHIDRATOS.
Los carbohidratos más sencillos son los monosacáridoso azúcares simples. El monosacá-
rido más importante es la GLUCOSA. Es el azúcar más abundante que se encuentra en la naturaleza. En los animales es un constituyente normal muy importante de la sangre, de donde difunde a los tejidos donde se utiliza como la principal fuente de energía metabólica. La unión de dos moléculas de monosacárido produce un Disacárido. El enlace se forma entre un oxidrilo de un monosacárido con otro oxidrilo proveniente de otra molécula de carbohidratos (sea monosacárido, disacárido, polisacárido...) o de sustancias que presenten un radical OH reaccionable (agluconas) con la consiguiente eliminación de una molécula de agua. El enlace glucosídico que se forma entre dos residuos de glucosa se designa como α ( 1 −−> 4 ) para especificar que el carbono anomérico de la primera molécula (carbono de la posición 1), que interviene en el enlace glucosídico, tiene su grupo OH en la configuración alfa (hacia abajo) y que está unido al carbono de la posición 4 de la segunda molécula de glucosa. Y se designa como β cuando el carbono anomérico del primer monosacárido tiene su grupo OH en la posición beta
Los disacáridos están compuestos por dos unidades de monosacáridos. La sacarosa, el azúcar
de la caña, es un disacárido. La
hidrólisis ácida de la sacarosa
produce los dos azúcares sencillos D-Glucosa y D-Fructosa.
Los Oligosacáridos son los compuestos que por hidrólisis dan de
2 a 8 moléculas de monosacáridos. La maltotriosa es un ejemplo, trisacárido que contiene tres
moléculas de α−D-Glucosa.
Los Polisacáridos son compuestos formados por cadenas muy largas de monosacáridos
unidos por enlaces glucosídicos.
† Están formados por mas de 20 monosacáridos
† Sus Uniones glucosídicas
† Por componentes: Homopolisacáridos Heteropolisacáridos
† Por estructura: Lineales Ramificados
† Por su función: Almacenamiento energético Estructurales/protección
Los más importantes para nuestro provecho son el almidón y el glucógeno porque están formados con uniones glucosídicas α ( 1 −> 4 ) que al ser hidrolizados por las enzimas digestivas, producen la liberación de varios miles de moléculas de α-D-Glucosa exclusivamente. El almidón es
una materia alimenticia muy importante. La celulosa es otro polisacárido de origen vegetal que
también esta formada con moléculas de D-Glucosa pero sus formas de unión son enlaces glucosí-
dicos β( 1 −−> 4 ), los cuales no son susceptibles de ruptura enzimática en nuestro intestino: no
podemos digerir celulosa.
Una de las características notables de los azúcares es el Isomerismo. Los compuestos que tienen
la misma fórmula estructural pero diferente configuración espacial se conocen como estereoisómeros. La presencia de átomos de carbono asimétricos (que están unidos a cuatro átomos o
grupos diferentes), permite la formación de isómeros. El número de isómeros posibles de un
compuesto depende del número de átomos de carbono asimétricos (n) y es igual a 2
n
.
Los azúcares forman glucósidos con otros compuestos y entre sí. Los glucósidos son
compuestos formados de la condensación entre el grupo hidroxilo del carbono anomérico de un
monosacárido y un segundo compuesto que puede ser o no otro monosacárido. Si el segundo
grupo es un hidroxilo, el enlace O-glucosídico es un enlace acetal debido a que resulta de una
reacción entre un grupo semiacético (formado de un grupo aldehído) y un grupo –OH. Si la porción semiacética es la glucosa, el compuesto resultante es un glucósido (por ejemplo la unión de
adenina y ribosa que forman la adenosina, un precursor del ATP). Si es la galactosa, un galactó-
sido. Si es una amina se forma un enlace N-glucosídico.
Los desoxiazúcares carecen de un oxígeno en una posición de su estructura molecular.
Son aquellos en los cuales un grupo hidroxilo unido a la estructura cíclica, ha sido reemplazado
por un átomo de hidrógeno. Ejemplos son la desoxirribosa que existe en los ácidos nucleicos
(ADN), la desoxi-L-fucosa y la 2 desoxiglucosa, un inhibidor importante del metabolismo de la
glucosa.
Los amino azúcares o hexosaminas son componentes de Glucoproteínas, gangliósidos y
glucosaminoglucanos. Ejemplos de amino azúcares son la D-Glucosamina, la D-Galactosamina
y la D-Manosamina, las cuales han sido identificadas en la naturaleza. La Glucosamina es un
constituyente del Ácido Hialurónico. La Galactosamina o Condrosamina es un componente de la
Condroitina, fundamental en los cartílagos.
LÍPIDOS:
Los lípidos se definen en forma operativa como biomoléculas que son solubles en solventes orgánicos, como cloroformo y metanol. No son solubles en agua. En particular los triglicéridos (o triacilgliceroles), son una fuente concentrada de energía química y representan un importante alimento. Las membranas celulares son bicapas de lípidos que contienen proteínas. Los
fosfolípidos y el Colesterol son componentes de las membranas de los eucariotas.
Los lípidos se clasifican como Simples y Complejos. Los lípidos simples están constituidos
por ésteres de ácidos grasos con diversos alcoholes.
a) Grasas: Son ésteres de ácidos grasos con Glicerol (constituyen los triglicéridos).
Una grasa en estado líquido se denomina ACEITE.
b) Ceras. Son ésteres de ácidos grasos con alcoholes monohídricos de peso
molecular mucho más elevado (con más carbonos que el Glicerol).
Los lípidos complejos están constituidos por ésteres de ácidos grasos que contienen otros grupos
químicos además de un alcohol y del ácido graso.
a) Fosfolípidos: Contienen un ácido graso, un alcohol y un residuo de ácido fosfórico. Con frecuencia tienen bases nitrogenadas y otros sustituyentes, por ejemplo en los glicerofosfolípidos el alcohol es el glicerol y en los esfingolípidos el alcohol es la esfingosina.
b) Glucolípidos (glucoesfingolípidos): Contienen un ácido graso, esfingosina y carbohidratos.
c) Otros lípidos complejos: sulfolípidos, aminolípidos y lipoproteínas.
Lípidos precursores: Incluyen ácidos grasos, glicerol, esteroides, alcoholes diferentes al glicerol
y esteroles, aldehídos de las grasas.
Lípidos derivados: Incluyen a los cuerpos cetónicos, hidrocarburos, vitaminas liposolubles y
hormonas.
Lípidos neutros: Incluyen a todas las moléculas que no poseen carga eléctrica como los Acilgliceroles, el Colesterol, los triglicéridos y los ésteres de Colesterol.
ÁCIDOS GRASOS. Están representados por la fórmula general,
del recuadro, en donde R es un grupo alquilo formado por Carbono e
Hidrógeno. Son ácidos carboxílicos de largas cadenas lineales. Algunos de ellos son saturados (sin enlaces dobles C==C) y algunos
son insaturados, conteniendo uno o más dobles enlaces en su cadena. Los ácidos grasos están divididos en clases de cadenas cortas
cuando tienen 2 a 4 átomos de carbono, cadenas medianas cuando
tienen de 6 a 10 átomos de carbono y cadenas largas de 12 a 26
átomos de carbono. La mayor parte de los ácidos grasos que se encuentran en las células humanas son de cadena larga. Casi todos los ácidos grasos de la naturaleza contienen un número par
de átomos de carbono. De la misma forma que los aminoácidos, a pH fisiológico, los ácidos grasos se encuentran como carboxilatos aniónicos:
R—COOH
Fórmula general
de ácidos grasos.
R—COOH ÍÎ R—COO--+ H+
La cadena de alquilo, hidrofóbica, y el grupo carboxilato, hidrofílico, confieren a los ácidos grasos propiedades de detergentes. El extremo de la cadena que corresponde a R (del alquilo) no tiene carga eléctrica, por lo que busca un medio no polar, y el carboxilato (--COO-) con
carga negativa, busca un medio acuoso.
La concentración de ácidos grasos en la circulación es de 0.5 a 0.7 mM, y la mayor parte
de éstos se encuentran unidos a la albúmina. Los ácidos grasos libres no se encuentran como
constituyentes estructurales de las membranas.
Los Ácidos grasos insaturados contienen una o más dobles ligaduras. Se pueden subdividir según el grado de insaturación en:
a) Ácido Monoinsaturado cuando contiene solo UN DOBLE ENLACE, denominándose también como monoetenoide o monoenoico.
b) Ácido Poliinsaturado cuando contiene DOS O MÁS DOBLES ENLACES, denominándose también como polietenoide o polienoico.
c) Eicosanoides son compuestos derivados de los ácidos grasos eicosapolienoicos
(de 20 carbonos). Comprenden
i) --los Prostanoides (entre los cuales se incluyen a las Prostaglandinas (PG),
Prostaciclinas (PGI) y Tromboxanos (TX), y
ii) --los Leucotrienos (LT)
