martes, 28 de marzo de 2017

Bioquímica I: Carbohidratos parte I

Por JazZ

Breve introducción:
Mucho tiempo de no escribir nada aquí. Más adelante retomaré algunas explicaciones sobre temas de matemáticas, por ahora, es más sencillo tratar cosas que veo a diario y que también me gustan...

La "temida bioquímica" por los estudiantes de Medicina, que en su momento me hizo batallar un poco, pero es fundamental y que facilita todo lo que se ve en los años próximos.
Así que mi consejo es, ya sea que la amen u odien, traten de ganársela (entenderla) porque será la relación más larga que tendrán...


  • Definición

La definición que les daré, parecerá en un principio, un tanto complicada, pero engloba las características principales de los carbohidratos, uno de nuestros profesores nos hizo aprenderla tal cual:

Derivados aldehídicos o cetónicos de alcoholes polihidróxilicos




Explicación

Los carbohidratos tienen dos grupos funcionales (mutuamente excluyentes, es decir, sólo se presenta o uno u otro en un carbohidrato, nunca ambos a la vez)

1. Aldehído (CH=O)
2. Cetona (C=O)

Lo que está encerrado en paréntesis es la representación del grupo funcional*

Son derivados de alcoholes, cuyo grupo funcional es el hidroxilo (-OH), de los cuales un carbohidrato posee muchos.
En resumidas cuentas, un carbohidrato posee un grupo funcional: ALDEHIDO o CETONA, y muchos -OH.

Ya sé cuál es el grupo funcional pero, ¿estos tienen una ubicación específica?
La respuesta es sí.
  1. El grupo aldehído siempre se ubica en un extremo, y se considera a este extremo como el carbón número uno.
  2. El grupo cetona, siempre se ubica en el segundo carbono.

Es forzoso aprenderse los grupos funcionales para que todo resulte más sencillo.

Sólo basta recordar que:
ALDEHÍDO es CHO
CETONA es CO

Y que la doble ligadura (=) une al carbono con el oxígeno



  • Funciones
Principalmente es la enérgetica, después la de reserva y estructurales.
Esta última (estructural) es de vital importancia no sólo para plantas y bacterias (ya que es el componente más abundante de su pared celular, sino es que el único), sino también para las células animales, pues la membrana plasmática posee algunas moléculas formadas, en parte por carbohidratos, como las glucoproteínas.

  • Clasificación
Esta se basa en la capacidad de separar las moléculas (mediante hidrólisis) de los carbohidratos, hasta obtener su forma más simple, la cual es indivisible por este método.

(La hidrólisis, es el proceso mediante el cual una molécula de agua rompe un enlace químico)

La forma más simple, o el carbohidrato más simple es el monosacárido, ya que está compuesto por una sola molécula.

Un monosacárido es una ÚNICA molécula de cualquier carbohidrato

(Disculpen la redundancia pero es para que quede claro)*

  • Un DISACÁRIDO, es un carbohidrato, que al hidrolizarse libera 2 monosacáridos.
  • Un OLIGOSACÁRIDO, es un carbohidrato, que al hidrolizarse libera 2 o más monosacáridos. Algunos fijan el límite en 10 y otros hasta en 20.
  • En el caso de los POLISACÁRIDOS, están formados por muchos monosacáridos; algunos marcan el inicio de un polisacárido cuando está formado por >10 monosacáridos

A su vez, un monosacárido varía en cuanto al número de carbonos que lo forman, van desde 3 hasta 7 carbonos.

Aquí comienza a complicarse el asunto.

Los monosacáridos pueden nombrarse de múltiples formas:
1. Sea a través de nombres propios (como el que aparece en nuestra acta de nacimiento)
2. Según el grupo funcional
3. Según el número de carbonos
4. Según el grupo funcional y el número de carbonos

No hay nada mejor que un ejemplo para explicar estas cosas (sigamos usando esta imagen)
Nota:
La terminación "-osa" designa a los carbohidratos


1. Considerando sólo sus grupos funcionales, tenemos que:
El carbohidrato de la izquierda es una ALDOSA ("ald-" derivado de su grupo funcional aldehído y "-osa" de azúcar)
El carbohidrato de la derecha es una CETOSA ("cet-" derivado de su grupo funcional cetona y "-osa" de azúcar)

2. Considerando sólo el número de carbonos, tenemos que:
Tanto el carbohidrato de la izquierda como el de la derecha son HEXOSAS

Para los números basta con recurrir a la etimología, utilizando los prefijos:
Tri-> TriOSA
Tetra-> TetrOSA
Penta-> PentOSA
Hexa-> HexOSA
Hepta-> HeptOSA

¡Fácil!

3. Considerando tanto el grupo funcional como el número de carbonos, tenemos que:

El carbohidrato de la izquierda es una ALDOHEXOSA
El carbohidrato de la derecha es una CETOHEXOSA

Nota: primero colocar el grupo funcional y después el número de carbonos, al momento de nombrarlos.


4.Considerando su nombre propio, tenemos que:
El carbohidrato de la izquierda, se trata nada más y nada menos, de la GLUCOSA
Mientras que el del lado derecho, se trata de la FRUCTOSA


Acá viene algo, que algunos ya debieron haber anticipado:

-Bueno, en la imagen es fácil diferenciar un carbohidrato del otro porque tienen diferente grupo funcional (aldehído uno, cetona el otro) pero,
¿cómo diferenció entre carbohidratos que tienen el mismo grupo funcional y el mismo número de carbonos?

Para responder esto, es necesario conocer las formas de representar la estructura de los carbohidratos.

Hasta donde sé, existen 3 tipos de proyecciones.

1. Proyección de Fischer



















Esta se utiliza para todos los carbohidratos, no importando el número de carbonos.
Como podrán notar en la de la izquierda están señalados todos los elementos (carbonos, hidrógeno, oxígeno e hidroxilos), mientras que en la de la derecha, se prescindió de los carbonos.

En ocasiones resulta un poco más cómodo usar la de la derecha, pues es más rápido de elaborar pero, para quienes están comenzando a entender puede resultar algo confuso, así que primero familiarícense y practiquen con la de la izquierda.

Sólo como dato, la proyección de la izquierda pueden reducirse aún más, quitando los hidrógenos y dejando sólo los hidroxilos (-OH), que son los de importancia.

En un momento explicaré el por qué son relevantes los -OH



2. Proyección de Haworth

Esta se utiliza para representar carbohidratos formados por 5 y  6 carbonos, es una estructura ciclíca.
Las pentosas (5 carbonos) producen un anillo en forma de pentágono, mientras que las hexosas (6 carbonos) producen un anillo en forma de hexágono.














3. Proyección en silla de montar

De esta no sé absolutamente nada (soy honesto), pero si tengo tiempo y leo un poco más la explicaré, aunque las más útiles son las primeras dos (la de Fischer y la de Haworth, así que no se preocupen).



Ahora sí, retomando la proyección de Fischer, todo parte de esta...