Monosacárido para niños
Los monosacáridos, también conocidos como azúcares simples, son la forma más básica de azúcar. Son como los "ladrillos" más pequeños con los que se construyen todos los carbohidratos.
Generalmente, los monosacáridos son sólidos sin color, se disuelven fácilmente en agua y tienen forma de cristal. Aunque se les llama "azúcares", no todos tienen un sabor dulce. La mayoría de los monosacáridos tienen una fórmula química que se puede escribir como CnH2nOn.
Algunos ejemplos importantes de monosacáridos son la glucosa, la fructosa y la galactosa. Estos azúcares simples son los bloques de construcción de otros azúcares más grandes, como los disacáridos (por ejemplo, la sacarosa, que es el azúcar de mesa, y la lactosa) y los polisacáridos (como la celulosa y el almidón). El azúcar de mesa que usamos en casa es la sacarosa, que está hecha de una molécula de glucosa y una de fructosa.
Cada átomo de carbono que tiene un grupo hidroxilo (OH) es especial, excepto los que están al final de la cadena. Esto significa que pueden existir en diferentes formas, aunque tengan la misma fórmula química. Por ejemplo, la galactosa y la glucosa son aldohexosas, pero sus estructuras físicas y propiedades químicas son distintas.
La glucosa es muy importante en el metabolismo de los seres vivos. Es la principal fuente de energía para nuestras células, que la obtienen a través de procesos como la glucólisis y el Ciclo de Krebs.
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¿Cómo se clasifican los monosacáridos?
Casi todos los monosacáridos tienen una fórmula química general: (CH2O)x, donde 'x' es un número igual o mayor que 3. Se clasifican según el número de átomos de carbono que contienen:
- Triosas: Tienen 3 carbonos.
- Tetrosas: Tienen 4 carbonos.
- Pentosass: Tienen 5 carbonos.
- Hexosas: Tienen 6 carbonos.
- Heptosas: Tienen 7 carbonos.
La glucosa, que usamos para obtener energía y para crear almidón o celulosa, es una hexosa. La ribosa y la desoxirribosa, que son parte del ARN y el ADN respectivamente, son pentosas. Los monosacáridos con ocho o más carbonos son poco comunes porque son inestables. En soluciones con agua, los monosacáridos con más de cuatro carbonos suelen formar estructuras en forma de anillos.
Monosacáridos de cadena abierta
Los monosacáridos simples tienen una cadena de carbono recta y sin ramificaciones. Tienen un grupo carbonilo (C=O) y grupos grupo hidroxilo (OH) en los demás carbonos. Si el grupo carbonilo está al principio de la cadena, se les llama aldosas. Si el grupo carbonilo está en el medio de la cadena, se les llama cetosas.
Para nombrarlos, se usa un prefijo griego que indica el número de carbonos (como "tri-" para 3, "pent-" para 5, "hex-" para 6) y se añade "-osa" para las aldosas o "-ulosa" para las cetosas.
Diferentes formas de la misma molécula
Dos monosacáridos pueden tener la misma fórmula química, pero sus átomos pueden estar organizados de manera diferente en el espacio. Esto se llama estereoisomería. Imagina que tienes dos guantes: ambos son guantes, pero uno es para la mano derecha y el otro para la izquierda. Son imágenes especulares.
Algunos carbonos en la molécula son "quirales", lo que significa que están conectados a cuatro grupos diferentes y pueden tener dos orientaciones distintas. Esto da lugar a que existan diferentes formas de la misma molécula.
La proyección de Fischer es una forma especial de dibujar estas moléculas para mostrar cómo están orientados los grupos en el espacio. La mayoría de estas formas son "quirales", lo que significa que no se pueden superponer con su imagen especular.
Los prefijos D- y L- se usan para distinguir entre estas dos formas de imagen especular. Por ejemplo, la D-glucosa y la L-glucosa son imágenes especulares entre sí. Aunque son químicamente idénticas en algunos aspectos, sus propiedades biológicas pueden ser muy diferentes.
¿Cómo se forman los anillos?
Los monosacáridos a menudo cambian de su forma de cadena abierta a una forma de anillo. Esto ocurre cuando el grupo carbonilo reacciona con uno de los grupos hidroxilo de la misma molécula. Esta reacción crea un anillo de átomos de carbono unidos por un átomo de oxígeno.
Estos anillos suelen tener cinco o seis átomos. A las formas de anillo de cinco miembros se les llama furanosas, y a las de seis miembros, piranosas. Por ejemplo, la glucosa puede formar una glucofuranosa (anillo de 5) o una glucopiranosa (anillo de 6). En la naturaleza y en soluciones, las formas de anillo son las más comunes.
Cuando se forma el anillo, se crea un nuevo punto especial en la molécula, llamado carbono anomérico. El grupo -OH en este carbono puede estar en dos posiciones diferentes, lo que da lugar a dos isómeros cíclicos llamados anómeros: α- y β-. La molécula puede cambiar entre estas dos formas en un proceso llamado mutarrotación.
Proyección de Haworth
La proyección de Haworth es una forma de dibujar la estructura de un monosacárido cíclico. En este dibujo, se puede ver si el grupo -OH del carbono anomérico está por debajo (α-isómero) o por encima (β-isómero) del plano del anillo.
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α-D-Glucopiranosa
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β-D-Glucopiranosa
Tipos de monosacáridos modificados
Existen muchos monosacáridos que han sido modificados y son importantes en la biología:
- Aminoazúcares: Como la galactosamina y la glucosamina.
- Sulfosazúcares: Como la sulfoquinovosa.
- Otros: Como el ácido ascórbico (vitamina C) y el manitol.
Características de los monosacáridos
Los monosacáridos suelen ser de color blanquecino.
¿Se disuelven en agua?
Sí, los monosacáridos son muy solubles en agua. Esto se debe a que tienen muchos grupos hidroxilo (OH) en su molécula, que les permiten interactuar bien con el agua.
¿Se pueden cristalizar?
Las soluciones concentradas de monosacáridos son espesas, como un jarabe. Es difícil que cristalicen por sí solos, pero se puede lograr añadiendo otros líquidos o calentándolos.
¿Cómo se identifican?
Los monosacáridos tienen una propiedad llamada "poder rotatorio", lo que significa que pueden girar la dirección de la luz polarizada cuando esta los atraviesa. Esta propiedad ayuda a identificarlos.
¿Son todos dulces?
Algunos monosacáridos tienen un sabor dulce agradable, pero no todos. Además, hay otras sustancias que no son azúcares, como la glicina, que también son dulces.
¿Qué funciones tienen en los seres vivos?
La función principal de todos los monosacáridos es proporcionar energía a los seres vivos. Lo hacen al poder "oxidarse", es decir, ceder electrones a otras sustancias.
Los monosacáridos también pueden unirse entre sí. Lo hacen a través de un "enlace glicosídico", donde un grupo hidroxilo de un monosacárido reacciona con el de otro, liberando una molécula de agua. De esta forma, pueden formar cadenas largas, que pueden ser ramificadas o no, llamadas polisacáridos.
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