Glúcidos y glucobiología

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO ESCUELA DE ENFERMERÍA CÁTEDRA BIOQUÍMICA

TEMA: Glúcidos y Glucobiología INTEGRANTES: Tatiana Núñez Luz Inguillay María Remache Silvana Caguana Carolina Tiglia Alexandra Vizuete Cristina Naula Carla Garzón COORDINADORA: Carla Garzón CORREO ELECTRÓNICO: carlagar7_91@hotmail.com SEMESTRE: 2do Semestre de Enfermería “A” FECHA DE ENTREGA DEL TRABAJO: 10 de Noviembre del 2012

ÍNDICE DE CONTENIDOS: 1. OBJETIVO GENERAL…………………………………………….4 1.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS………………………………………..4 2. INTRODUCCION…………………..………………………………….5 3. GLÚCIDOS Y GLUCOBIOLOGÍA.…………………………………..6 3.1 GLÚCIDOS:……………………………………………..……………………………6 3.1.2 MONOSACÁRIDOS……………………………………………………………….6 3.1.3 DISACARIDOS…………………………………………………………………….7 3.1.4POLISACARIDOS…………………………….……………………………………8 4. HOMOSACARIDOS………………………..…………………………………….8 4.1 DE ALMACENAMIENTO…..………………………………………9 4.1.1 Almidón……………...……………………………………..9 4.1.2 Glucógeno…………..…….……………………………….9 4.2 DE FUNCIÓN ESTRUCTURAL………………..………………….9 4.2.1 Celulosa………………………………………………9 4.2.2 Quitina..……………………………………………….9 5. HETEROPOLISACARIDOS…………………………………………………….9 5.1 Agar……………………………………………………………………9 6. GLUCOCONJUGADOS:……………………………………..…………………9 6.1 PROTEOGLUCANOS………………………………………….….………………..9 6.2 GLUCOPROTEÍNAS……..…………………………………….…………………10 6.3 GLUCOLÍPIDOS……………………………………………………………………10 7. LOS PROTEOGLUCANOS SON MACROMOLECULAS DE LA SUPERFICIE CELULAR Y DE LA MATRIZ EXTRACELULAR…………11 8. LAS GLUCOPROTEINAS CONTIENEN OLIGOSACARIDOS UNIDOS COVALENTEMENTE………………..…………………………………………11 9. LOS GLUCOLIPIDOS Y LOS LIPOPOLISACARIDOS SON COMPONENTES DE LA MEMBRANA……….……………………………..11

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9.1 Los gangliosidos…………………………………………………………………..11 9.2 Lipopolisacáridos………………………...……………………………………….11 10. LOS

GLÚCIDOS

COMO

MOLÉCULAS

PORTADORAS

DE

INFORMACIÓN: EL CÓDIGO DE LOS AZÚCARES……….……………..11 10.1 LAS LECTINAS………………………………………………….12 10.2 LAS INTERACCIONES LECTINA-GLUCIDO SON MUY FUERTES Y MUY ESPECÍFICAS………………………………..13 11. RESUMEN……………………………………………………………………….14 12. CONCLUSIONES………………………………………….……………………15 13. BIBLIOGRAFIA:………………………………………………..……………….16 14. INFORME 1:………….…………………………………..……………………..17 15. INFORME 2………………………………………………………………………18 16. GLOSARIO…….…………….………………………………..…………………19 17. ANEXOS…………………………………………………………………………21

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1. OBJETIVO GENERAL: 

Determinar la estructura y propiedades de los glúcidos

1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 

Identificar los tipos de glúcidos de acuerdo a su estructura.



Diferenciar monosacáridos, disacáridos y polisacáridos en función del número de átomos de carbono.



Analizar la importancia biológica de los monosacáridos en los seres vivos.



Analizar la importancia biológica de los disacáridos en los seres vivos



Analizar la importancia biológica de los polisacáridos en los seres vivos



Analizar el código genético de los azúcares.

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2. INTRODUCCION:

Los glúcidos, también conocidos como azúcares, sacáridos, carbohidratos o hidratos de carbono, constituyen el grupo de biomoléculas más abundantes sobre la superficie terrestre y representan los principales componentes de tipo energético-nutricional. Estas moléculas responden a la composición genérica Cn (H2O)n, con una relación entre H y O que le ha valido el término de carbohidrato.

Los glúcidos son alcoholes polivalentes (polialcoholes) que contienen un grupo carbonilo aldehídico o cetónico. Los proteoglucanos son macromoléculas de la superficie celular. Los

glucoconjugados que son los glucoproteínas y los

glucolípidos.

A través de los oligosacaridos

específicos se realiza la codificación de la

información acerca del destino intracelular, las proteínas, las interacciones intercelulares, el desarrollo de los tejidos y las señales extracelulares. El código de información del azúcar se da a través de las lectinas respectivamente. Esto ayuda a analizar más detalladamente cómo funciona el metabolismo de los glúcidos y de la glucobiología.

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3. GLÚCIDOS Y GLUCOBIOLOGÍA

3.1 GLÚCIDOS:

Son las biomoléculas más abundantes en la tierra como azúcares y almidones, Elementos estructurales y de protección de las bacterias y plantas. Se clasifican en 3 grupos: Monosacáridos, Disacáridos y Polisacáridos

3.1.1 MONOSACÁRIDOS:

Son los más simples aldehídos con uno o más grupos hidroxilos, los átomos de carbono se unen a centros quirales que dan lugar a estereoisómeros.

Una de cada reacción de la misma molécula, genera formas cíclicas de azúcares de 5 y 6 carbonos incrementando su complejidad.

Los monosacáridos se subdividen en dos familias que son: Aldosas y cetosas.

Estos son sólidos, incoloros y cristalinos, solubles en agua e insolubles en disolventes no polares. Es una cadena de carbono no ramificada.

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Si el grupo carbonilo se halla en un extremo es una aldosa si en esta en otro lugar es un cetosa. Poseen 4, 5, 6, 7 átomos de carbono y son tetrosas, pentosas, hexosas, y peptosas, y son las más comunes en la naturaleza.

La configuración de los azúcares se ha determinado por cristalografía de rayos X. Los átomos de carbono se numeran por el extremo de la cadena más próxima al grupo carboxilo.

Cuando dos azúcares difieren a su configuración son epímeros. Estos azúcares simples tiene una sola unidad de cetonas el más abundante es la glucosa, Las aldohexosas presentan formas cíclicas con 5 anillos de átomos y son furanosas.

Al carbono hemiacetálico se denomina anómero y se interconvierten por un proceso de mutarrotación.

Solo las aldosas tienen igual número y de átomos y forman anillos. Son una serie de grupos hidroxilos se remplaza por otro constituyente o esta oxidado en forma de ácido carboxílico. El grupo amino siempre esta condensado con ácido acético en los que se encuentra los de la pared de la célula bacteriana. Los fosfatos de azúcares son estables a pH neutro y carga negativa. Las cetonas no poseen transportadores que permitan el paso de los azúcares fosforados para su transformación química.

3.2 DISACARIDOS

Como la maltosa, lactosa, sacarosa están formados por 2 monosacáridos unidos usualmente. Cuando el carbono anomérico participa en un enlace glucosídico el residuo de azúcar no puede adoptar la forma lineal. Son polímeros cortos unidos por enlaces glucosídico.

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La sacarosa (azúcar de mesa) se sintetiza en las plantas pero no en animales.

La sacarosa es un azúcar no reductor. Un producto intermedio principal de la fotosíntesis es el transporte principal de azúcar desde las hojas a otras partes de la planta.

3.3 POLISACARIDOS

La mayoría de los glúcidos que encontramos en la naturaleza, se encuentran en forma de polisacáridos denominados también glucanos.

Se diferencia entre si teniendo en cuenta los siguientes parámetros: 

Su grado de ramificación.



Sus tipos de enlaces.



Su longitud.



La naturaleza de sus unidades.

La síntesis de los polisacáridos depende de la acción enzimática; que cataliza la polimerización de las unidades manométricas, que son las que forman los polisacáridos.

Encontramos dos grupos de polisacáridos; los homopolisacáridos, que están formados por un solo tipo de monómeros. Y los heteropolisacaridos, formados por 2 o más tipos diferentes de monómeros.

4. HOMOSACARIDOS: Están formados por un solo tipo de monómeros.

Tienen la función de almacén, es una fuente de combustible biológico.

Como por ejemplo el Almidón, glucógeno. Y también desarrollan la función estructural.

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4.1 DE ALMACENAMIENTO: Este tipo de polisacáridos nos brindan el combustible necesario para poder desempeñar nuestras actividades diarias. Tenemos entre estos tenemos: 4.1.1 Almidón: Se encuentra en las células vegetales, están formadas por dos tipos de polímeros de glucosa. Como son; la amilasa, son cadenas largas no ramificadas. Y la amilopectina, que posee una elevada masa molecular y es muy ramificada.

4.1.2 Glucógeno: Es el polisacárido de reserva más importante en los animales. Está formada por cadenas más ramificadas que las del almidón. Lo encontramos en el hígado, en el musculo esquelético.

4.2 DE FUNCIÓN ESTRUCTURAL: Este tipo de polisacáridos los encontramos en las paredes celulares. Brindan soporte extracelular, protección en la célula. Tenemos a los siguientes: 4.2.1 Celulosa: La encontramos en paredes celulares de plantas, tallos, cañas y troncos. Formados por polímeros lineales no ramificados.

4.2.2 Quitina:

Es

el

componente

principal

de

los

exoesqueletos, por ejemplo en artrópodos. Se le considera

como

el

segundo

polisacárido

más

abundante en la naturaleza, después de la celulosa.

5. HETEROPOLISACARIDOS: Es el componente principal de las paredes celulares de las bacterias. Ejemplo: a. Agar: Es una mezcla de heteropolisacáridos con sulfato. Está presente en algas. Se usa el laboratorios como medio de crecimiento bacteriano

6. GLUCOCONJUGADOS: PROTEOGLUCANOS GLUCOPROTEÍNAS Y GLUCOLÍPIDOS 6.1 PROTEOGLUCANOS: Son macromoléculas de la superficie celular o de la matriz

extracelular

con

una

o

más

cadenas

glucoaminoácidos

unidas

covalentemente a una proteína de una membrana a una secreción.

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 Son uno de los principales componentes, del tejido conjuntivo como el cartílago en el cual sus interacciones no covalentes se unen con otros proteoglucanos que proporcionan resistencia y elasticidad.  Son glucoconjugados en los que una proteína núcleo está unida covalentemente a uno o más glucanos de gran tamaño.

6.2

GLUCOPROTEÍNAS:

Tienen

1

o

varias

oligosacáridos

unidos

covalentemente a una proteína, son complejas y más ricas en información.

Se encuentran: En el lado extremo de la membrana plasmática en la matriz extracelular y en la sangre.

6.3 GLUCOLÍPIDOS: Son lípidos de membrana en los que los grupos hidrofílicos de cabeza son oligosacáridos actúan como sitios específicos para el reconocimiento por proteínas de unión a glúcidos.

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18. LOS

PROTEOGLUCANOS

SON

MACROMOLECULAS

DE

LA

SUPERFICIE CELULAR Y DE LA MATRIZ EXTRACELULAR Estas moléculas actúan como organizadores tisulares influyen en el desarrollo de tejidos especializados, intervienen en la actividad de varios factores de crecimiento y regula la formación extracelular de las fibrillas de colágeno.

19. LAS GLUCOPROTEINAS CONTIENEN OLIGOSACARIDOS UNIDOS COVALENTEMENTE Son conjugados de proteínas y glúcidos en los que la parte del glúcido es menor y estructuralmente más diversa que en los glucosaminoglucanos de los proteoglucanos.

20. LOS GLUCOLIPIDOS Y LOS LIPOPOLISACARIDOS SON COMPONENTES DE LA MEMBRANA SE CLASIFICAN EN:  Gangliocidos  Lipopolisacáridos 9.1 Los gangliosidos: Son lípidos de membrana de las células eucariotas cuya cabeza polar forma la superficie externa de la membrana es un oligosacarido complejo que contiene ácido siálico.

9.2 Lipopolisacáridos: son los componentes principales de la membrana externa de bacterias gran negativas tales como Escherichia coli y Salmonetta typhimurium Estas moléculas son las principales de los anticuerpos producido por el sistema immunitario de los vertebrados.

21. LOS

GLÚCIDOS

COMO

MOLÉCULAS

PORTADORAS

DE

INFORMACIÓN: EL CÓDIGO DE LOS AZÚCARES Las células usan oligosacáridos específicos para la codificación de la información acerca del destino intracelular, las proteínas, las interacciones intercelulares, el desarrollo de los tejidos y las señales extracelulares. También son importantes - 11 -

para la codificación de los oligosacáridos, el número de monosacáridos; la disposición; orden en su posición; configuración de enlaces, α o β; y el grado de linealidad o de ramificación. Hay unos 20 monosacáridos diferentes que forman oligosacáridos. Además cada uno puede variar con su sulfatación y potencial de información de glúcidos superior al de aminoácidos peptídicos y bases de ácidos nucleicos.

10.1 LAS LECTINAS:

Son proteínas que leen el código de los azúcares e intervienen en muchos procesos, se unen a los glúcidos con muy alta especificidad y afinidad moderada o alta para actuar en reconocimiento intercelular e intracelular.

Pueden modificar la vida media de muchas hormonas peptídicas potenciando la señalización para captación y eliminación de ligando receptor.

Las interacciones lectina-glúcido son muy específicas y a menudo polivalentes.

En interacciones lectina-oligosacárido es esencial una estructura del oligosacárido y unívocamente de la lectina muy específica, lo que se logra gracias a la alta informatividad de los oligosacáridos. Los restos de ácido.siálico de muchas glucoproteínas las protegen de su degradación por el hígado.

Un mecanismo semejante elimina los eritrocitos viejos. Importancia de las lectinas en mecanismos de infección, participando selectinas, integrinas.

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10.2 LAS INTERACCIONES LECTINA-GLUCIDO SON MUY FUERTES Y MUY ESPECÍFICAS. Necesidad de que la estructura del oligosacáridos sea única para un reconocimiento específico.

La afinidad del oligosacáridos por su lectina puede ser baja, pero la efectividad de unión puede aumentar mucho por la multivalencia de la lectina al poseer múltiples dominios CBD (dominios de unión a carbohidratos.)

Interacciones hidrofóbicas de los residuos de azúcar Las interacciones lectina-glúcido son muy específicas y con frecuencia polivalentes.

En todas las funciones de la lectina que se ha descrito y en muchas otras en las cuales intervienen las interacciones lectina oligosacáridos, los oligosacáridos tiene una estructura singular con el fin de que el reconocimiento por la lectina sea altamente especifico la gran densidad de información de los oligosacáridos confieren al código de los azucares un numero virtualmente ilimitado de palabras diferentes suficientemente pequeñas para ser leídas por una única proteína.

En sus sitios de unión de glúcidos las lectinas poseen la complementariedad inocular necesaria para permitir la interacción solamente con los glúcidos. Ello explica

la extraordinaria especificidad de estas interacciones los estudios de

difracción de rayos X de varios complejos lectina glúcido han suministrado detalles de la interacción lectina-azúcar. La Sialoadhesina es una lectina unida a la membrana de la superficie de los macrófagos de ratón que reconoce ciertos oligosacáridos que contienen ácido stalico.

Papel de los oligosacáridos en el reconocimiento y adhesión a 11. RESUMEN: la superficie celular - 13 -

11. RESUMEN Los glúcidos son biomoléculas, son las más abundantes en la tierra como azúcares y almidones. Estos se dividen en 3 grandes grupos como son los Monosacaridos que presentan una estructura muy simple y contienen varios carbonos quirales. Los Disacáridos por lo general están compuestos de dos monosacáridos y son la principal fuente para que las plantas realicen la fotosíntesis

y Polisacáridos son estructuras más complejas que tienen el mayor

número de monosacáridos estos a la vez se dividen en los homosacaridos y heteropolisacaridos, los homosacaridos se subdividen por su función estructural en celulosa y Quitina y los de Almacenamiento en algodón y glucógeno. Su función principal es la energética.

Los proteoglucanos son macromoléculas de la superficie celular en la cual se encuentran los glucoconjugados que son los glucoproteinas y los glucolipidos.

Las células usan oligosacáridos específicos para la codificación de la información acerca del destino intracelular, las proteínas, las interacciones intercelulares, el desarrollo de los tejidos y las señales extracelulares.

Además cada uno puede variar con su sulfatación y potencial de información de glúcidos superior al de aminoácidos peptídicos y bases de ácidos nucleicos.

Las lectinas son proteínas que leen el código de los azúcares.

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12. CONCLUSIONES:



Los glúcidos son utilizados como fuentes de energía



Se

pueden

determinar

3

tipos

de

estructuras

de

los

glúcidos:

monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.



Son complejos constituidos por cierto número de azúcares unitarios llamados monosacáridos debido a que su fórmula molecular



Las proteínas que codifican el código del azúcar son las lectinas.

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13. BIBLIOGRAFIA: ROBERT MURRAY, Harper- Bioquímica, 17ª Ed, Moderno, 2007 DAVID L. NELSON. Lehning: Principios de Bioquímica, 5ª edición, 2007 Omega, 2007 WERNER MULLER-ESTERL, Bioquímica, Fundamentos para Medicina y Ciencias de la Vida, Barcelona: Reverte, 2008

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14. INFORME 1: El día miércoles 07 de noviembre del 2012, nos reunimos todas las compañeras en el salón de clases para elaborar los mapas mentales e indagar sobre los glúcidos y la glucobiología en la hora de Bioquímica mismo, al medio día acudí a la docente para que firmara la constancia del trabajo en clase elaborado por las 8 compañeras, en la noche cada una envió al correo de la coordinadora los resúmenes de sus temas con un mapa mental, así mismo el día jueves al medio día nos reunimos para esclarecer dudas y revisar juntas el trabajo. Esto se dio hasta la 1 de la tarde desde el medio dia con la asistencia de todas las compañeras. Quedando listo el trabajo en Word y los mapas mentales. Las integrantes son: Tatiana Núñez, Luz Inguillay, María Remache, Silvana Caguana, Carolina Tiglia, Alexandra Vizuete, Cristina Naula,y Carla Garzón Puedo destacar que hubo mucho interés y participación por parte de cada una de las compañeras y todas trabajaron responsablemente.

ADJUNTO FOTOS DEL TRABAJO EN GRUPO:

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15. INFORME 2: El día sábado 10 de noviembre del 2012, las integrantes de los grupos envían las diapositivas y los mapas mentales a mi correo para unir y reenviar a cada una de las integrantes teniendo asi todas la información para la exposición.

Nos reunimos el dia lunes 12 de noviembre a las 9 y 30 de la mañana para revisar juntas dudas e inquietudes acerca de la materia hastq que la materia quede clara. Las integrantes son: Tatiana Núñez, Luz Inguillay, María Remache, Silvana Caguana, Carolina Tiglia, Alexandra Vizuete, Cristina Naula,y Carla Garzón La exposición se realizara el miércoles 28 de noviembre del presente.

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16. GLOSARIO PROTEOGLICANOS: son una gran familia de glicoproteínas formadas por un núcleo proteico al que se encuentran unidos covalentemente un tipo especial de polisacáridos denominados glicosaminoglicanos (GAG).

OLIGOSACÁRIDOS: son polímeros formados a base de monosacáridos unidos por enlaces O- glucosidicos, con un número de unidades monomericas de entre 3 y 1o ACIDO ALDEHÍDO: Compuesto que contiene un radical orgánico divalente formado por un átomo de carbono y otro de oxigeno

EPÍMERO: es un estereoisómero de otro compuesto que tiene configuración diferente en uno solo de sus centros estereogénicos.

una

FURANOSA: es un término colectivo para carbohidratos que tienen una estructura química pentagonal que incluye un anillo de cuatro átomos de carbono y uno de oxígeno

HEMIACETAL: es una molécula que contiene un grupo hidroxilo -OH y un residuo alcóxido -OR unidos a un mismo átomo de carbono. Se forma por reacción de adición nucleófila de un aldehído con un alcohol.1

ANÓMERO: son los monosacáridos de más de 5 átomos de carbono que han desarrollado una unión hemiacetálica, lo que les permitió tomar una estructura cíclica y determinar 2 diferentes posiciones para el grupo hidroxilo, α o β si su orientación es bajo el plano o sobre el plano respectivamente, en una proyección de Haworth.

GLUCONJUGADOS: son derivaciones entre glucolípidos, glicoproteínas y heterosidos.

GLUCANOS: son polisacáridos que sólo contienen glucosa como componentes estructurales, y están vinculados con enlaces glucosídicos β.

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HEMIACETALICO: encargado de la formación de ciclos que se realiza mediante un enlace hemiacetal, que supone un enlace covalenteentre el grupo aldehído y un alcohol( en caso de las aldosas)

PROTEOGLICANOS: son una gran familia de glicoproteínas formadas por un núcleo proteico al que se encuentran unidos covalentemente un tipo especial de polisacáridos denominados glicosaminoglicanos.

ACIDO SIALICO Azúcar que se incorpora a proteínas o lípidos durante el proceso de glucosilación en las células. Confiere carga negativa a las células y actúa como señalizador intercelular.

QUIRAL: se refiere a un comportamiento diferenciado de dos entes que son uno simetría especular del otro.

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17. ANEXOS

ALMIDONES

AZUCARES ABUNDANTE

BIOMOLECULAS

G L Ú CI D O S

PLANTAs

GLÚCIDOS Y GLUCOBIOLOGÍA SIMPLES

DISACARIDOS

MALTOSA

C ANOMERICO

CARBONOS

LACTOSAS ESTEROISOMEROS

SACAROSA ALDOSAS

ALDOSAS MONOSACÁRIDOS CETOSAS

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T I P O S

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