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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
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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: [email protected]
SEMESTRE: 2do Semestre de Enfermería “A”
FECHA DE ENTREGA DEL TRABAJO: 10 de Noviembre del 2012
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ÍNDICE DE CONTENIDOS:
1. OBJETIVO GENERAL…………………………………………….4
1.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS………………………………………..4
2. INTRODUCCION…………………..………………………………….5
3. GLÚCIDOS Y GLUCOBIOLOGÍA.…………………………………..63.1 GLÚCIDOS:……………………………………………..……………………………6
3.1.2 MONOSACÁRIDOS……………………………………………………………….6
3.1.3 DISACARIDOS…………………………………………………………………….7
3.1.4POLISACARIDOS…………………………….……………………………………8
4. HOMOSACARIDOS………………………..…………………………………….84.1 DE ALMACENAMIENTO…..………………………………………9
4.1.1 Almidón……………...……………………………………..94.1.2 Glucógeno…………..…….……………………………….9
4.2 DE FUNCIÓN ESTRUCTURAL………………..………………….9
4.2.1 Celulosa………………………………………………94.2.2 Quitina..……………………………………………….9
5. HETEROPOLISACARIDOS…………………………………………………….95.1Agar……………………………………………………………………9
6. GLUCOCONJUGADOS:……………………………………..…………………9
6.1 PROTEOGLUCANOS………………………………………….….………………..9
6.2 GLUCOPROTEÍNAS……..…………………………………….…………………10
6.3GLUCOLÍPIDOS……………………………………………………………………107. LOS PROTEOGLUCANOS SON MACROMOLECULAS DE LA
SUPERFICIE CELULAR Y DE LA MATRIZ EXTRACELULAR…………118. LAS GLUCOPROTEINAS CONTIENEN OLIGOSACARIDOS UNIDOS
COVALENTEMENTE………………..…………………………………………119. 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 DEINFORMACIÓN: EL CÓDIGO DE LOS AZÚCARES……….……………..11
10.1 LAS LECTINAS………………………………………………….1210.2 LAS INTERACCIONES LECTINA-GLUCIDO SON MUY
FUERTES Y MUY ESPECÍFICAS………………………………..1311.RESUMEN……………………………………………………………………….1412.CONCLUSIONES………………………………………….……………………1513.BIBLIOGRAFIA:………………………………………………..……………….1614. INFORME 1:………….…………………………………..……………………..1715. INFORME 2………………………………………………………………………1816.GLOSARIO…….…………….………………………………..…………………1917.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 YGLUCOLÍPIDOS
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 LASUPERFICIE 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 UNIDOSCOVALENTEMENTE
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 SONCOMPONENTES 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 DEINFORMACIÓN: 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
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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 MUYESPECÍFICAS.
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.)
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.
11. RESUMEN:
Papel de los oligosacáridos enel reconocimiento y adhesión ala superficie celular
Interacciones hidrofóbicasde los residuos de azúcar
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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 unnúcleo proteico al que se encuentran unidos covalentemente un tipo especialde polisacáridos denominados glicosaminoglicanos (GAG).
OLIGOSACÁRIDOS: son polímeros formados a base de monosacáridosunidos por enlaces O- glucosidicos, con un número de unidades monomericasde entre 3 y 1o
ACIDO ALDEHÍDO: Compuesto que contiene un radical orgánico divalenteformado por un átomo de carbono y otro de oxigeno
EPÍMERO: es un estereoisómero de otro compuesto que tiene unaconfiguración diferente en uno solo de sus centros estereogénicos.
FURANOSA: es un término colectivo para carbohidratos que tienen unaestructura química pentagonal que incluye un anillo decuatro átomos de carbono y uno de oxígeno
HEMIACETAL: es una molécula que contiene un grupo hidroxilo -OH y unresiduo alcóxido -OR unidos a un mismo átomo de carbono. Se forma porreacción de adición nucleófila de un aldehído con un alcohol.1
ANÓMERO: son los monosacáridos de más de 5 átomos de carbono que handesarrollado una unión hemiacetálica, lo que les permitió tomar una estructuracíclica y determinar 2 diferentes posiciones para el grupo hidroxilo, α o β si suorientación es bajo el plano o sobre el plano respectivamente, enuna proyección de Haworth.
GLUCONJUGADOS: son derivaciones entre glucolípidos, glicoproteínas yheterosidos.
GLUCANOS: son polisacáridos que sólo contienen glucosa comocomponentes estructurales, y están vinculados con enlaces glucosídicos β.
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HEMIACETALICO: encargado de la formación de ciclos que se realizamediante un enlace hemiacetal, que supone un enlace covalenteentre el grupoaldehído y un alcohol( en caso de las aldosas)
PROTEOGLICANOS: son una gran familia de glicoproteínas formadas por unnúcleo proteico al que se encuentran unidos covalentemente un tipo especialde polisacáridos denominados glicosaminoglicanos.
ACIDO SIALICO Azúcar que se incorpora a proteínas o lípidos durante elproceso de glucosilación en las células. Confiere carga negativa a las células yactúa como señalizador intercelular.
QUIRAL: se refiere a un comportamiento diferenciado de dos entes que sonuno simetría especular del otro.
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17.ANEXOS
ALDOSAS
MONOSACÁRIDOS
SIMPLES
GLÚCIDOS YGLUCOBIOLOGÍA
MALTOSA
SACAROSA
C ANOMERICO
LACTOSAS
ESTEROISOMEROS
CARBONOS
DISACARIDOS
GLÚCIDOS
BIOMOLECULAS
ABUNDANTE
AZUCARES ALMIDONES
PLANTAs
CETOSAS
ALDOSAS
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TIPOS
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