Lectura: Hidratos de carbono
o carbohidratos
Son carbohidratos las
comestibles los almidones y los azúcares. La celulosa, el algodón y la madera
son también carbohidratos. Algunos animales como las termitas, pueden
alimentarse de estos materiales, con ayuda de bacterias.
En los organismos, los
carbohidratos son fuentes de energía y componentes estructurales.
Los carbohidratos
contienen átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno en una proporción aproximada
de un carbono por cada dos hidrógenos y un oxígeno (CH2O).
El término carbohidrato
se origina de la proporción 2:1 del hidrógeno con respecto al oxígeno, que es
la misma proporción que se observa en el agua (H2O).
Los carbohidratos se
clasifican en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Monosacáridos y
disacáridos son conocidos como azúcares y se diferencian de los polisacáridos,
entre otras cosas, por ser dulces y solubles en agua.
Monosacáridos
Son azúcares simples que
contienen de tres a seis átomos de carbono. Son polialcoholes con función
aldehído o cetona.
Según el número de
carbonos pueden ser triosas (3 carbonos), tetrosas (4 carbonos), pentosas (5
carbonos) y hexosas (6 carbonos). Pueden presentar fórmulas estructurales de
cadena abierta o cerrada.
Los carbohidratos más
simples tienen tres átomos de carbono y se denominan triosas, como el gliceraldehído,
que posee una función aldehído y dos funciones alcohólicas (aldotriosa), y la
dihidroxiacetona, con una función cetona y dos funciones alcohólicas
(cetotriosa).
La ribosa es una pentosa
común (aldopentosa) que es componente del ácido ribonucleico (RNA); su derivado
desoxigenado, la desoxirribosa, que carece de hidroxilo alcohólico en la
posición 2, forma parte del ácido desoxirribonucleico (DNA).
La glucosa, la galactosa
y la manosa son aldohexosas, mientras que la fructosa es una cetohexosa. La
tabla 1 muestra la clasificación de los monosacáridos y da ejemplos con sus
fórmulas estructurales.
La glucosa (C6H12O6)
es el monosacárido más común.
En la fotosíntesis las
algas y las plantas producen glucosa a partir de CO2 y agua,
utilizando luz solar como fuente de energía.
En la respiración celular
de los seres humanos se rompen los enlaces de la molécula de glucosa, liberando
la energía almacenada para que ésta pueda utilizarse en el metabolismo celular.
Otras aldohexosas de importancia biológica son la manosa y la galactosa de la
leche.
La principal cetohexosa
es la fructosa (dulce natural de las frutas), que al unirse a la glucosa forma
el disacárido sacarosa o azúcar d mesa extraída de la caña de azúcar.
Disacáridos
Son compuestos formados
por dos monosacáridos unidos mediante un enlace covalente glucosídico, que
generalmente se forma entre el C1 de una molécula y el C4de
la otra molécula.
La maltosa (azúcar de
malta) tiene dos moléculas de glucosa unidas por un enlace covalente. La
lactosa (el azúcar de la leche) se compone de una molécula de glucosa y otra de
galactosa. La sacarosa es una molécula de glucosa unida a otra de fructosa. La
formación de disacáridos se ilustra en las siguientes reacciones:
Glucosa
+ glucosa →
maltosa
Glucosa
+ galactosa →
Lactosa
Glucosa
+ fructosa →
sacarosa
Polisacáridos
Son macromoléculas en las
que se asocian varias unidades de azúcares simples, generalmente glucosa. Aun
cuando el número de unidades presentes es variable, por lo general se
encuentran miles de ellas en una sola molécula de polisacárido, que puede ser
una cadena simple larga o ramificada. El almidón es la forma típica en que se
almacenan carbohidratos en las plantas; es un polímero de subunidades de
glucosa cuyos monómeros se unen por enlaces glucosídicos. El almidón se
encuentra en dos formas: amilosa y amilopectina.
La amilosa es la forma
más simple sin ramificaciones. La amilopectina es la forma habitual; consta de
cerca de 1 000 unidades en una cadena ramificada. Las ramificaciones ocurren
cada 20 o 25 unidades. Las plantas almacenan almidón en gránulos dentro de
organelos especializados, llamados plástidos. Cuando se requiere energía para
el metabolismo celular, la planta somete a hidrólisis el almidón y libera
subunidades de glucosa. El ser humano posee enzimas capaces de hidrolizar o
digerir el almidón.
El glucógeno (almidón
animal) es la forma en que se almacena la glucosa en los tejidos animales. Este
polisacárido es una cadena muy ramificada que es más soluble en agua que el
almidón. La glucosa no puede almacenarse como tal; sus moléculas pequeñas, sin
carga y fácilmente solubles, escaparían de las células; por ello el glucógeno
se almacena en hígado y células musculares.
Las células vegetales
están rodeadas por una fuerte pared celular de soporte constituida
principalmente por celulosa. Ésta es un polisacárido insoluble compuesto por la
unión de moléculas de glucosa. Sus enlaces no se desdoblan por las enzimas que
hidrolizan el almidón.
Los seres humanos no
tienen enzimas con las cuales digerir la celulosa y, por tanto, no pueden
utilizarla como nutriente. Sin embargo, la celulosa es un componente importante
de la fibra de la dieta, y coadyuva mantener el buen funcionamiento del tracto
digestivo.
Taller
de lectura carbohidratos
1. Nombre
los carbohidratos comestibles y no comestibles
1. ¿Cómo
hacen las termitas para alimentarse de la madera?
2. ¿Qué
función cumplen los carbohidratos en los organismos?
3. ¿De
dónde se origina el término carbohidrato?
4. ¿Cómo
se clasifican los carbohidratos?
5. ¿En
qué se diferencian los azúcares de los polisacáridos?
6. ¿Qué
son los monosacáridos y qué tipo de funciones tienen?
7. ¿Cómo
se llaman los azúcares que hay en el ARN y el ADN?
8. ¿Qué
relación tiene la glucosa con la fotosíntesis y la respiración?
9. ¿qué
son disacáridos?
10.
Escriba de dónde se obtiene cada uno de los
siguientes azúcares:
Maltosa
Lactosa
Sacarosa
11.
¿Qué son polisacáridos?
12.
¿En qué formas se encuentra el almidón y
cuál es la diferencia entre ellas?
13.
¿Cómo almacenan las plantas el almidón y
cómo lo utilizan?
14.
¿Qué es el glucógeno y dónde se almacena?
15.
Nombre el polisacárido que forma la pared
celular de las células vegetales y diga cómo está compuesto.