MONOSACARIDOS

MONOSACARIDOS:
Son llamados asi porque son compuestos que no se pueden descomponer en moleculas de azucares mas pequeñasa.
Estos tipos de compuestos estan formados por una sola cadena de atomos de carbono.
Los monosacaridos se encuentran en las plantas en estado libre, principalmente en las frutas o en el jugo de las plantas, como es el caso de la caña, pero tambien los podemos encontrar formando grandes cadenas.

Grupo funcional + Cantidad de carbonos + Terminacion osa

MONOSACARIDOS IMPORTANTE: La formula general de los monosacaridos se puede representar como (CHO) Como se menciono anteriormente; este tipo de carbohidratos pueden ser triosas ;tetrosas pentosas hexosas etc

LA ARABIDOSA: Es un monosacarido con cinco atomos de carbono y uno de ellos forma parte de un grupo aldehido tambien llamadao aldopentosa Esta molecula puede denominarse tambien D_arabinosa o L_arabinosa

LA RIBOSA:Al igual que el carbohidrato anterior es un monosacarido con cinco atomos de carbono con un grupo aldehido y se localiza en el acido ribonucleico y otras sustancias biologicas del organismo

LA RIBULOSA:Es una molecula formada por cinco atomos de carbono con un grupo cetona y cuatro grupos hidroxilos en la estructura

DISCARIDOS:En ellos la union se presenta entre dos moleculas complejas un ejemplo de estas uniones son los disacaridos en ellos la union se presta entre dos moleculas complejas


MALTOSA:Este sisacarido esta formado por la union de dos moleculas de glucosa la union de un grupo hidroxilo que se encuentra en el carbono de una molecula de glucosa con otro hidroxido que se encuentra en el cabono de otro glucosa liberando asi una molecula de agua


LACTOSA:Es un disacarido formado por la union de una molecula de D_glucosa y una de D_galactosa y el enlace glucosidico se encuentra en posicion bata y la union se llevara a cabo en C

CARBOHIDRATOS MONOSACARIDOS

Carbohidratos

El término "carbohidratos", o "hidratos de carbono" procede de la antigua forma de escribir la fórmula empírica de algunos de los más importantes, como Cn(H2O)n.. Uno de los carbohidratos, la celulosa, es la sustancia orgánica más abundante en el conjunto de los seres vivos terrestres.

Según el resultado de su hidrólisis, los carbohidratos se pueden clasificar "polisacáridos", formados por muchas unidades separables por hidrólisis, "oligosacáridos", formados por unas cuantas unidades, y "monosacáridos", que son las unidades elementales que no producen, por hidrólisis, unidades de tamaño menor. A diferencia de lo que sucede en el caso de las proteínas, en el que no existe un corte nítido entre un polipéptido grande y una proteína pequeña, entre oligosacáridos y polisacáridos naturales existe una división clara. Los oligosacáridos tienen menos de 20 unidades, mientras que los polisacáridos comienzan en los centenares.

Monosacáridos

Podemos definir los monosacáridos como polihidroxialdehidos y polihidroxicetonas. Si incluimos también a sus derivados, dependiendo de la amplitud con la que se tome el término, pueden incuirse o no, evidentemente, distintos tipos de sustancias. En el campo de la Ciencia de los Alimentos se consideran generalmentre como "derivados" los polialcoholes obtenidos por reducción, con aplicaciones en gran parte semejantes a las de sus precursores, y los ácidos y lactonas obtenidos por oxidación de aldosas, del que el único relevante es la glucono δ-lactona

Con la excepción de algunos carbohidratos bacterianos, todos los presentes en la naturaleza pertenecen a la serie D. Los monosacáridos se dividen en aldosas y cetosas, según tengan un grupo aldehido o un grupo cetona. Aunque existen muchas decenas de monosacáridos, solamente dos, glucosa y fructosa, son realmente importantes, como tales, en el mundo de los alimentos. Otros muchos forman parte, eso sí, de oligosacáridos o polisacáridos que se tratan en otros lugares.

Fructosa

La fructosa es una hexosa y una cetosa, es decir, tiene seis carbonos y un carbonilo de tipo cetona. En disolución, se enceuntran en equilibrio dos formas piranosa y dos formas furanosa, además de trazas de la forma abierta. Las predominantes son la b -furanosa (31%) y b -piranosa (57%). La forma a -furanosa representa el 9% y la a -piranosa el 3% restante. La proporción de forma abierta es numéricamente insignificante.
La fructosa, como su nombre indica, se encuentra presente en las frutas. También es muy abundante en la miel. Se obtiene industrialmente por isomerización enzimática de la glucosa con el enzima glucosa isomerasa, utilizado generalmente en forma inmovilizada. Dado que la isomerización glucosa - fructosa es un equilibrio, se obtiene una mezcla con, en el mejor de los casos, un 42% de fructosa. Los jarabes mezcla de glucosa y fructosa reciben a veces comercialmente el nombre de "isoglucosa", engañoso e incorrecto. La mezcla de glucosa y fructosa se fracciona por cromatografía a gran escala. La fructosa pura obtenida así se comercializa generalmente como polvo cristalino.

En principio, podría obtenerse un producto semejante (con el 50% de fructosa) por hidrolisis de la sacarosa. Este producto se obtenía de hecho, y se comercializaba con el nombre de "azúcar invertido", hasta el desarrollo de los métodos de producción de fructosa a partir de glucosa, que lo han desplazado totalmente desde el punto de vista económico.

La fructosa es un azúcar muy interesante para la industria, dado que, aunque su precio es superior al de la glucosa, esto se compensa en parte por su mayor poder edulcorante, superior incluso al de la sacarosa. Además, el dulzor de la fructosa incorpora una nota "fresca", que lo hace particularmente apreciado

Otros monosacáridos de interés alimentario

En los últimos años está adquiriendo interés la D- tagatosa, dado que es casi tan dulce como la sacarosa, el azucar común, pero se absorbe solamente alrededor del 30 % de la ingerida, lo que hace que su aporte calórico sea bastante menor. Además, se comporta a todos los efectos como un azúcar, con el sabor dulce característico del azúcar común, sin regustos extraños, y manteniendo las otras propiededes, como la capacidad de interacción con el agua.
La tagatosa no promueve la caries dental, y puede considerarse también como "ingrediente funcional" por su acción sobre la flora intestinal. En dosis elevadas, la tagatosa puede actuar como laxante.

Derivados de los monosacáridos

Los principales derivados de los monosacáridos son los obtenidos por la reducción del grupo carbonilo, dando lugar a los polialcoholes, y por la oxidación para producir diferentes tipos de ácidos y, en el caso de las aldosas, lactonas. Los polilacoholes (también pueden obtenerse de algunos oligosacáridos) se utilizan en lugar de los azúcares en algunos alimentos, y se describen en un capítulo aparte.

Entre los derivados obtenidos por oxidación, el único importante en el campo alimentario es la glucono-δ- lactona (glucolactona), que se fabrica a partir de la glucosa, bien mediante oxidación con bromo en solución acuosa, bien mediante fermentación con Aspergillus niger, o bien con glucosa oxidasa obtenida de ese mismo microrganismo, combinada con catalasa para destruir el agua oxigenada formada también en la reacción.

En solución acuosa, la glucono-δ- lactona se encuentra en equilibrio con el ácido glucónico. Al cristalizar de la solución lo hace en forma de glucono-δ- lactona, que se transforma en ácido al disolverse en agua, especialmente a pH mayor de 3. La hidrólisis del enlace éster interno es lenta en frío, pero relativamente rápida en caliente.

El equilibrio de la transformación de la glucono-δ- lactona en ácido glucónico a temperatura próximas a la ambiente se produce entre media hora y una hora, produciendo un descenso continuo del pH. El sabor de la glucono-δ- lactona, que es dulce, pasa al del ácido glucónico, ácido pero mucho menos agrio que el de otros acidificantes.

CLASIFICACION DE LOS CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos, o hidratos de carbono, glúcidos o azúcares nos aportan abundante energía pero primero veremos su clasificación y sus funciones.
Los Carbohidratos, también llamados hidratos de carbono, glúcidos o azúcares son la fuente más abundante y económica de energía alimentaria de nuestra dieta.
Están presentes tanto en los alimentos de origen animal como la leche y sus derivados como en los de origen vegetal; legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas.

Dependiendo de su composición, los carbohidratos pueden clasificarse en:

Simples

• Monosacáridos: glucosa o fructosa
• Disacáridos: formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc.
• Oligosacáridos: polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos.

Complejos

• Polisacáridos: están formados por la unión de más de 20 monosacáridos simples.
• Función de reserva: almidón, glucógeno y dextranos.
• Función estructural: celulosa y xilanos.

Funciones de los carbohidratos

• Función energética. Cada gramo de carbohidratos aporta una energía de 4 Kcal. Ocupan el primer lugar en el requerimiento diario de nutrientes debido a que nos aportan el combustible necesario para realizar las funciones orgánicas, físicas y psicológicas de nuestro organismo.
• Una vez ingeridos, los carbohidratos se hidrolizan a glucosa, la sustancia más simple. La glucosa es de suma importancia para el correcto funcionamiento del sistema nervioso central (SNC) Diariamente, nuestro cerebro consume más o menos 100 g. de glucosa, cuando estamos en ayuno, SNC recurre a los cuerpos cetónicos que existen en bajas concentraciones, es por eso que en condiciones de hipoglucemia podemos sentirnos mareados o cansados.
• También ayudan al metabolismo de las grasas e impiden la oxidación de las proteínas. La fermentación de la lactosa ayuda a la proliferación de la flora bacteriana favorable.

Carbohidratos y fibra vegetal

La fibra vegetal (presente en los carbohidratos complejos) presenta infinidad de beneficios, ayuda a la regulación del colesterol, previene el cáncer de colon, regula el tránsito intestinal y combate las subidas de glucosa en sangre (muy beneficiosa para los diabéticos), aumenta el volumen de las heces y aumenta la sensación de saciedad, esto puede servirnos de ayuda en las dietas de control de peso.

También se ha demostrado que los alimentos ricos en fibra soluble consiguen mayor efecto hipocolesterolemiante que los vegetales ricos en fibra insoluble como el salvado al modular la absorción de grasas, colesterol y azúcares en el intestino.
El requerimiento diario aconsejado es de 30 gramos al día, obtenida a través de frutas, verduras, legumbres y cereales integrales.
Grandes ingestas de fibra (más de 30 g. al día) tiene efectos perjudiciales ya que afecta la absorción de ciertos nutrientes como el calcio, el zinc y el hierro.
La fibra dietética no se considera un nutriente ya que carece de valor calórico, razón por la cual nuestro organismo no puede absorberla ni metabolizarla para obtener energía.
Engloba a todas aquellas sustancias vegetales que nuestro aparato digestivo no puede digerir, actuando fundamentalmente sobre el tránsito intestinal combatiendo el estreñimiento.

Requerimientos diarios de carbohidratos en la dieta

En una dieta equilibrada, la ingesta de alimentos ricos en carbohidratos es del 55%, un 30% de grasas y el 15% restante de proteínas.
Dentro de los carbohidratos se diferencian los simples o de rápida asimilación, como los dulces: galletas, chocolates, mermeladas, postres, etc. y los complejos o de lenta asimilación como los cereales integrales, verduras y frutas frescas, lácteos y legumbres.

Por lo que si deseamos controlar nuestro peso, evitar las caídas bruscas de azúcar en sangre y los efectos que producen en nuestro estado de ánimo, debemos limitar los azúcares simples y concentrarnos en los complejos o de asimilación lenta.
Una dieta basada en el consumo de cereales integrales libera una corriente continua de glucosa en sangre que permanece por varias horas.

Debemos consumir entre 3 y 5 raciones al día de carbohidratos

por ejemplo:

• 2 piezas de fruta fresca.
• 50 a 100 g. de arroz o pasta integral.
• 30 a 40 g. de galletas o pan integral.
• 30 a 60 g. de fruta desecada.

Lamentablemente, la alimentación de la sociedad moderna hoy en día, incluye el consumo del 70% de carbohidratos, de los cuales, ni el 20% son complejos o de lenta asimilación, es por esto, que junto al consumo excesivo de azúcares simples y grasas se detectan tantos casos de sobrepeso, obesidad, problemas cardiocirculatorios, colesterol, etc.

PARA QUE SIRVEN LAS MACROMOLECULAS:

MACROMOLECULAS NATURALES Y SINTETICAS

Estas moléculas son tan grandes que pueden ser tratadas como moléculas gigantes o partículas macroscópicas pequeñas. La mayoría de estas partículas que son de interes usual, y que se encuentran en en la variación de diámetro de 10 nanómetros y 1 micrómetro.

Los sistemas de macromolécula pueden ser clasificados como polímeros sintéticos y macromoléculas naturales.
Las macromoléculas sintéticas comprenden los polímeros de adición como el polietileno y los polímeros de condensación como el nailon. También es una macromolécula sintética el plexiglas.

El mayor interés en las macromoléculas naturales esta centrada en las proteínas y en los ácidos nucleicos, pero también incluyen a los polisacáridos como la celulosa y los polímeros de isopreno como el caucho natural, la hemoglobina, los almidones y los virus.
La mayoría de macromoléculas son solubles en los solventes apropiados, por lo menos hasta cierto grado y forman, entonces, soluciones verdaderas.

IMPORTANCIA DE LAS MACROMOLECULAS

Las macromoléculas son moléculas que tienen una masa molecular elevada, formadas por un gran número de átomos. Generalmente se pueden describir como la repetición de una o unas pocas unidades mínimas o monómeros, formando los polímeros.

A menudo el término macromolécula se refiere a las moléculas que pesan más de 10.000 dalton de masa atómica. Pueden ser tanto orgánicas como inorgánicas, y se encuentran algunas de gran relevancia en el campo de la bioquímica, al estudiar las biomoléculas. Dentro de las moléculas orgánicas sintéticas se encuentran los plásticos. Son moléculas muy grandes, con una masa molecular que puede alcanzar millones de UMAs que se obtienen por las repeticiones de una o más unidades simples llamado “monómeros” unidos entre sí mediante enlaces covalentes.

Forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas y por puentes covalentes.

Por lo general, se analizan moléculas en el que el número de átomos es muy pequeño, el cual consta de una masa molecular relativamente pequeña, por ejemplo la molécula de la sal común (Na Cl) consta de solo dos átomos y la masa molecular relativa es de 58. En cambio, existen muchas clases de moléculas que poseen una composición mucho más complicada, es decir, una gran cantidad de átomos y un valor grande en su masa molecular; a esta clase de composiciones se le denomina macromoléculas. Específicamente una macromolécula tiene una cantidad mínima de 1000 y una masa no menos de 10.000. Además los eslabones que unen la molécula no conducen a variación en las propiedades físicas, si estos son adicionados de manera complementaria. Por ejemplo la molécula del polietileno, cuya masa molecular relativa es de 280.000 y consta de 20.000 eslabones de grupos CH2. Otro ejemplo es la molécula del ácido ribonucleico; consta de 124 eslabones que se repiten, conformados por 17 aminoácidos diferentes. Su fórmula química es C 575 H 901 O 193 N 171 S 12, su masa molecular relativa es de 13.682. Los polímeros son sustancias conformadas por macromoléculas.

Desde hacia un tiempo se denominaron a cierto grupo de moléculas los coloides, en una época que no se conocía la existencia de la macromolécula, los coloides tenían una apariencia gelatinosa adhesiva, con una velocidad de difusión pequeña sin atravesar las membranas, lo cual sucede lo contrario por ejemplo con la sal común que se difunden muy bien y pasa a través de las membranas, estas sustancias fueron llamadas cristaloides por su buena conformación estructural. En lo sucesivo fue descubierto que en condiciones determinadas los cristaloides podían adquirir un “estado coloidal”, si se lograba unir sus moléculas en grupos y con una masa relativa baja. La agregación de las moléculas de los cristaloides que conducen a la aparición de las propiedades coloidales de sus moléculas, es por lo general una manifestación de las fuerzas de la valencia secundaria y el enlace de los átomos en las macromoléculas es covalente.

Tabla de contenidos [ocultar] 1 Tipos de macromoléculas 1.1 Naturales 1.2 Artificiales 1.3 Según su estructura 1.4 Según su composición 1.5 Por su comportamiento ante el calor 2 Lista de macromoléculas

CARBOHIDRATOS:
Los carboidratos no solo estan en los alimentos ; tambien los hemos manipulado como es el caso del papel, madera,telas y en los exoesqueletos de los camarones.
Todos los productos antes mencionados estan constituidos de muchas moleculas muy complejas conocidas como carbohidratos.

ESTRUCTURA DE LAS MACROMOLECULAS

ESTRUCTURA DE LAS MACROMOLECULAS


Conocer la estructura de los principales polímeros biológicos y relacionarla con las propiedades de los monómeros constituyentes y con los distintos tipos de interacciones que estos establecen entre sí y con las moléculas de disolvente. Comprender la arquitectura de los ensamblados macromoleculares a partir de la estructura de las macromoléculas constituyentes. Entender la relación entre la estructura de las macromoléculas y sus funciones biológicas.

La estructura de las macromoléculas determina su función.
1. Difracción de Rayos X. Rayos X. La difracción de rayos X por un cristal. Los cristales de proteínas. La toma de datos. El mapa de densidad electrónica de la proteína. Ajuste de la secuencia de aminoácidos al mapa. Refinamiento.
2. Resonancia magnética nuclear. El spín nuclear y la resonancia magnética nuclear. El desplazamiento químico. RMN monodimensional. Acoplamiento de espines. El efecto Overhauser nuclear (NOE). RMN bidimensional; espectros COSY de los aminoácidos. Asignación de los sistemas de spin. El espectros NOESY; asignación de la secuencia. Los NOEs no secuenciales; calculo de estructuras compatibles. Marcación con 13C y con 15N; RMN multidimensional. RMN versus Rayos X.
3. Microscopía electrónica. El microscopio electrónico. Preparación de muestras. Reconstruc-ción de imágen
.

4. La base de datos tridimensionales de biomoléculas (PDB, 3DB). ¿Qué es el PDB?. Estructura de un fichero PDB. Búsqueda de infor-mación en el PDB. Visualización de estructuras tridimensionales de macromoléculas.
5. Otras bases de datos estructurales. El banco de estructuras de ácidos nucleicos. El banco de carbohidratos. Bases de datos relacionadas con el PDB.

Los disolventes.

6. El agua. Papel del agua en los seres vivos. Estructura y polaridad de la molécula de agua: puentes de hidrógeno. Disolución de sustancias iónicas y polares. Insolubilidad de sustancias apolares: efecto hidrofóbico. Influencia del agua en la estructura de las macromoléculas. Adecuación del ambiente acuoso a los seres vivos.
7. Las membranas biológicas. Composición de las membranas. Estructura. Fluidez. Proteínas de membrana. Difusión de las proteínas en la membrana.

Las proteínas.

8. Los aminoácidos. Introducción a las proteínas. Fórmula general y estereoquímica de los aminoácidos. Estructura y clasificación de los 20 aminoácidos codificados genéticamente. Escala de hidrofobicidad. Ionización de los aminoácidos: curvas de titulación. Análisis de mezclas de aminoácidos. Aminoácidos no codificados genéticamente.
9. Los Péptidos. Concepto y nomenclatura. Péptidos naturales de origen proteico. Péptidos naturales de origen no proteico. Síntesis química de péptidos. Secuenciación de péptidos. Secuenciación de proteínas.
10. El enlace peptídico y la estructura secundaria. El enlace peptídico. Restricciónes conformacionales de los polipéptidos. Angulo w: planaridad de la unidad peptídica. Angulos F y y: diagrama de Ramachandran. Angulos c1 y c2: rotámeros más estables. Hélices. Láminas. Giros y bucles.
11. Las proteínas fibrosas. a-queratina. Colágeno. Fibroína.
12. Las Proteínas globulares I. Clases de proteínas globulares según la estructura secundaria predominante. Proteínas a. Proteínas b.
13. Las Proteínas globulares II. Proteínas a/b. Proteínas a + b. Concepto de dominio; proteínas con varios dominios.
14. Las proteínas integrales de membrana. Proteínas de las cadenas de transporte electrónico. Proteínas que forman poros en las membranas. Aspectos generales de la proteínas integrales de membrana.
15. La estabilidad conformacional de las proteínas. El equilibrio de desnaturalización; medida de la estabilidad conformacional. Interacciones que contribuyen a la estabilidad de las proteínas e importancia relativa. Cooperatividad de las interacciones que estabilizan las proteínas.
16. El plegamiento de las proteínas. Experimento de Anfinsen. Paradoja de Levinthal. Las distintas etapas del plegamiento. El problema de la agregación y los chaperones.

Los ácidos nucleicos.

17. Nucleótidos. Estructura general. Propiedades de las bases. Bases secundarias. Polinucleótidos: estructura, síntesis y secuenciación.
18. Estructuras del DNA. La doble hélice: B-DNA. Otras formas de doble hélice: A-DNA y Z-DNA. Estructuras infrecuentes del DNA.
19. Estructuras del RNA. La doble hélice tipo A del RNA. El RNA de transferencia. El ribozima 'cabeza de martillo'.
20 Estabilidad y plegamiento de ácidos nucleicos. Estabilidad de la doble hélice. Desnaturalización térmica de la doble hélice. Estabilidad de moléculas de RNA plegadas. Plegamiento de ácidos nucleicos.

Los polisacáridos.

21. Mono y oligosacáridos. Monosacáridos más comunes. Derivados de los monosacáridos: fosfatos, desoxiazúcares, aminoazúcares, ácidos. Disacáridos más comunes.
22. Polisacáridos. Homopolisacáridos: almidón, glucógeno, celulosa, quitina. Heteropolisacáridos: el glicano del peptidoglicano, ácido hialurónico. Glico-conjugados: Peptido glicano, proteoglicanos, glico-proteínas, glicolípidos.

Interacciones entre macromoléculas.

23. Interacciones proteína:proteína. Naturaleza de las superficies de interacción. Fuerzas implicadas en la interacción. Ejemplos: enzima-inhibidor proteico (barnasa-barstar); anticuerpo-proteína (Fab-lisozima), proteínas oligoméricas.
24. Interacciones proteína:ácidos nucleicos. Naturaleza de las superficies de interacción. Fuerzas implicadas en la interacción. Motivos proteicos que rellenan el surco mayor del B-DNA. Unión al surco menor con deformación del B-DNA. Ejemplos: enzimas que sintetizan o modifican DNA, aminoacil-tRNA sintetasas.
25. Interacciones proteína:lípidos. Natura-leza de las superficies de interacción. Fuerzas implicadas en la interacción. Ejemplos: recoverina, proteína de unión de retinol, colesterol esterasa, lipoproteínas, proteínas de membrana.
26. Interacciones proteína:glúcidos. Natura-leza de las superficies de interacción. Fuerzas implicadas en la interacción. Ejemplos: proteína quimioreceptora de galactosa, lectinas.

Ensamblados macromoleculares.

72. Ensamblados circulares. GroEL, proteosoma, complejos antena.
28. Poros a través de membranas. Poro nuclear, Canales intercelulares), Toxinas bacterianas, Bombas de iones
29. Filamentos proteicos. Filamentos de actina, miosina, tubulina , Flagelos 30. Centro de reacción fotosintético. 31. Nucleosomas, cromosoma. 32. Ribosoma. 33. Virus.

PROGRAMA DE PRACTICAS

1. Obtención de coordenadas de macromolé-culas del PDB y visualización de su estructura tridimensional.
2. Búsqueda de interacciones estabilizadoras en la base de datos de proteínas. ÀSon las interacciones estabilizantes las más frecuentes?
3. Ajuste de una secuencia de aminoácidos a un mapa de densidad electrónica.
4. Asignación de un péptido corto y calculo de su estructura..