Estructura y función de los carbohidratos

Conoce los carbohidratos

En esta lección, hablaremos de los carbohidratos , que también se conocen como azúcares. La palabra “carbohidrato” proviene del átomo de carbono e hidrato, o agua, porque los primeros carbohidratos que se descubrieron consistían en átomos de carbono, oxígeno e hidrógeno. Para darle una idea de cómo se ven, bueno, primero presentaremos cuatro azúcares que se encuentran a menudo en biología, y luego pasaremos a discutir cómo se pueden unir para formar un polisacárido más grande o azúcar grande. , moléculas.

La primera es la glucosa. La glucosa es el azúcar que sirve como combustible para nuestro cuerpo. Junto a ella está la fructosa , que es el azúcar que se encuentra en el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa. El siguiente azúcar es la ribosa , que juega un papel importante en mantener unido nuestro material genético. La siguiente es la desoxirribosa , que es muy similar a la ribosa, excepto que carece de un grupo de oxígeno o hidroxilo en uno de sus carbonos, de ahí la ‘desoxirribosa. También es un azúcar importante que ayuda a mantener unido nuestro material genético.

La glucosa, fructosa, ribosa y desoxirribosa tienen grupos éter.

Ahora, si los observa de cerca, lo que verá es que una cosa que todos tienen en común es que todos contienen un grupo éter; por lo que contienen un oxígeno que está unido de forma simple a dos átomos de carbono diferentes. También contienen varios grupos hidroxilo o grupos OH.

También notará que en cada una de estas moléculas hay un átomo de carbono que está unido de forma simple a dos átomos de oxígeno diferentes, y este carbono es especial; esto nos ayuda a decidir dónde vamos a comenzar a contar los átomos de carbono en nuestro azúcar. . El orden de los átomos de carbono es muy importante en los azúcares porque esto nos puede decir cómo los azúcares se unen entre sí cuando forman enlaces.

Contando carbonos

Usando la glucosa como ejemplo, le mostraré cómo contar los carbonos. Primero, localizamos el carbono que está unido a dos átomos de oxígeno diferentes. Luego, vemos a cuántos carbonos está unido este carbono. Si este carbono está al final de una cadena de carbono y solo está unido a un carbono, entonces este carbono se convierte en el carbono número uno. Si no es así, entonces te mueves un poco más lejos, y a veces hay otro átomo de carbono allí, y ese puede convertirse en carbono en ese caso.

Luego, damos la vuelta al anillo, así que avanzando, tenemos el carbono uno con dos átomos de oxígeno unidos a él. El carbono siguiente es el carbono dos; el carbono tres es el siguiente; carbono cuatro, el siguiente; carbono cinco, el siguiente; y dado que la glucosa tiene seis carbonos, el carbono número seis es el último carbono que tenemos para la glucosa.

Azúcares

Ahora, los azúcares son súper geniales porque no solo pueden existir por sí mismos y tener su propia funcionalidad, como la glucosa es una fuente de combustible para nuestro cuerpo, también pueden formar vínculos con otros azúcares y hacer otras cosas realmente geniales. No me lo quites solo porque soy un químico azucarero. Vayamos y miremos una etiqueta de nutrición y miremos la sección de carbohidratos y veamos cómo se descompone.

La sacarosa, o azúcar de mesa, está formada por el enlace entre dos azúcares y se conoce como disacárido.

Esta etiqueta es para una manzana grande; contiene 130 calorías y por supuesto es bastante saludable ya que no tiene calorías de ningún tipo de grasa. Sin embargo, si mira hacia abajo en la etiqueta, verá que hay 34 gramos de carbohidratos totales, y esto incluye cinco gramos de fibra dietética y cinco gramos de azúcares. Entonces, algunos de los azúcares en esto pueden ser los monosacáridos , o azúcares simples, que vimos antes, pero algunos de estos pueden ser disacáridos , como la sacarosa, también conocida como azúcar de mesa.

La sacarosa es un disacárido formado por la unión de la glucosa del carbono uno al carbono dos de una molécula de fructosa. Este enlace glicosídico, o enlace entre dos azúcares, es lo que mantiene unidos al disacárido, o dos azúcares monosacáridos.

Entonces, una cosa realmente interesante sobre los enlaces glicosídicos, que son los enlaces que mantienen unidos los azúcares, es que se forman por deshidratación . Y esa deshidratación se produce cuando dos grupos hidroxilo se unen, dejando un carbono unido a un oxígeno unido a otro carbono (o éter), y el agua es un subproducto de ese grupo hidroxilo y el otro grupo hidroxilo.

Ahora, los carbohidratos pueden hacer otras cosas además de formar disacáridos: pueden formar trisacáridos o azúcares grandes hechos de tres unidades diferentes de monosacáridos; o pueden formar polisacáridos , que son azúcares hechos de muchas, muchas unidades de azúcar.

Fibra

Ahora ya hemos explicado de dónde proviene gran parte del azúcar de la fruta, así que, ¿por qué no miramos algunas de esas otras cosas en la etiqueta? Lo que llamamos fibra dietética también se conoce como celulosa , y es un material estructural importante en las plantas; es lo que ayuda a que las briznas de hierba se mantengan erguidas, así que lo has visto antes. Ahora bien, una cosa realmente interesante sobre la celulosa es que es una hebra muy larga de glucosas, todas unidas entre sí: ¡miles y miles de glucosas en una hebra realmente larga!

La celulosa es fibra dietética compuesta de miles de glucosas unidas entre sí.

Ahora bien, un hecho interesante sobre la celulosa es que lo que mi abuela llamaba “forraje” es algo que a las vacas realmente les gusta comer. Ahora, esto es realmente genial porque las vacas pueden obtener energía de esto, mientras que los humanos no pueden porque tienen pequeñas bacterias que viven en sus estómagos que les ayudan a descomponer la celulosa y obtener energía de la glucosa que contiene.

Almidones

Ahora, si volvemos a mirar nuestra etiqueta nutricional, vemos que ya hemos hablado de azúcares y hemos hablado de fibra o celulosa, pero no hemos hablado de esa brecha entre los 34 gramos de carbohidratos totales en esta manzana. y los diez gramos que hemos contabilizado, son 24 gramos de carbohidratos que no se han tenido en cuenta. Resulta que casi todo el resto de estos carbohidratos se encuentran en el almidón. Lo que consideramos almidón son en realidad dos azúcares complejos: amilopectina y amilosa, que se muestran aquí como amilosa. El almidón es en realidad de donde obtenemos gran parte de nuestra energía.

Entonces, si piensas en un atleta que está haciendo una carga de carbohidratos antes de una gran carrera, por lo general no piensas en él sentado allí comiendo palitos de duendecillo y chocolate; te lo imaginas sentado a una gran cena llena de pasta, y resulta que eso se debe a que la pasta también contiene mucho almidón. Y el almidón es realmente bueno porque nuestros cuerpos pueden digerirlo, a diferencia de la celulosa. Pero, debido a que estos son azúcares realmente largos que consisten en miles de unidades, nuestros cuerpos tardan un tiempo en descomponerlos, por lo que obtienes una fórmula de liberación prolongada de azúcar que usa almidón.

Ahora hay mucho almidón y celulosa en las plantas porque así es como almacenan su energía para uso futuro. Para almacenar nuestros carbohidratos, los mamíferos usan algo llamado glucógeno . Resulta que la estructura química del glucógeno es casi idéntica a la de la amilopectina; Es una hebra grande y larga de glucosa, y este azúcar puede tener millones de azúcares, por lo que tal vez sea un poco más grande de lo que puede encontrar en las plantas, pero tiene el mismo propósito, que es almacenar energía en forma de glucosa. para uso futuro.

Espero que haya disfrutado conociendo algunos monosacáridos diferentes hoy, viendo cómo pueden unirse para formar un disacárido, o dos unidades de azúcar, y también los polisacáridos que consisten en muchos, muchos miles o incluso millones de azúcares que podemos usar. para almacenamiento de energía.

Objetivos de la lección

Después de ver esta lección, debería poder:

• Identificar diferentes carbohidratos
• Interpretar cuántos carbonos hay en un azúcar
• Demostrar los usos del azúcar en el cuerpo.
• Observa cómo se relacionan la fibra y la celulosa
• Distinguir entre almidones y celulosa en el cuerpo humano.