Carbohidratos: Clasificación, Funciones y Estructura en Seres Vivos

Introducción a los Carbohidratos

Los carbohidratos, comúnmente llamados azúcares, glúcidos o sacáridos, son biomoléculas esenciales para la vida. Algunos carbohidratos contienen en su estructura nitrógeno (N), fósforo (P) o azufre (S). Representan aproximadamente el 60-90% del tejido vegetal y constituyen el tercer grupo más abundante en animales. Los vegetales los utilizan principalmente como fuente de energía y componentes estructurales.

Clasificación de los Carbohidratos

Los carbohidratos se clasifican según el número de unidades de azúcar que contienen:

• Monosacáridos: Contienen una sola unidad de azúcar.
• Oligosacáridos: Contienen de 2 a 10 unidades de azúcar.
• Polisacáridos: Contienen más de 10 unidades de azúcar.

Funciones de los Carbohidratos

Los carbohidratos desempeñan diversas funciones vitales en los organismos:

• Energética: La glucosa es la principal fuente de energía para la mayoría de los organismos, satisfaciendo sus demandas energéticas.
• De Reserva: Se almacenan como almidón en vegetales y glucógeno en animales, sirviendo como reserva energética.
• Componentes Estructurales: Forman parte de estructuras como la celulosa en vegetales y la quitina en el cefalotórax de crustáceos e insectos.
• Precursores: Son precursores de ciertos lípidos, proteínas y factores vitamínicos, como la vitamina C.
• Señales de Reconocimiento: Intervienen en procesos de aglutinación, coagulación y reconocimiento de hormonas.

Clasificación por Grupo Funcional

Según su grupo funcional, los carbohidratos se clasifican en:

• Polihidroxialdehídos: El primer carbono (C) pertenece al grupo aldehído, y la cadena de 2 a 6 carbonos está unida a grupos hidroxilo (-OH). Ejemplos: glucosa y galactosa.
• Polihidroxicetonas: El segundo carbono contiene un grupo cetona, y la cadena de 2 a 6 carbonos está unida a grupos -OH. Ejemplo: fructosa.

Diferencias entre Galactosa y Glucosa

La galactosa y la glucosa son isómeros que giran el plano de luz polarizada en direcciones opuestas: dextrógiros (+) y levógiros (-).

Azúcares Reductores

Los azúcares reductores poseen la capacidad de oxidarse debido a la presencia de un grupo aldehído o cetona libre, formando un ácido.

Disacáridos Importantes

• Maltosa: Producto de la degradación del almidón, posee propiedades reductoras.
• Sacarosa: Formada por la unión de glucosa y fructosa mediante un enlace α-1-β-2-glucosídico. No posee propiedades reductoras. Conocida como "azúcar de mesa", a 200°C forma caramelo.
• Lactosa: Formada por la unión de glucosa y galactosa mediante un enlace β-1,4-glucosídico. Posee propiedades reductoras. Es el principal azúcar en la leche y exclusivo de los mamíferos. Sufre fermentación bacteriana fácilmente. A 175°C forma lactocaramelo.

Polisacáridos

Homopolisacáridos

Los homopolisacáridos son polímeros de alto peso molecular compuestos por muchas unidades de hexosas. Funcionan como material de reserva y elementos estructurales en vegetales y animales. Ejemplos: glucógeno, fibra, celulosa, quitina y almidón (principal forma de almacenamiento de azúcar en tallos, hojas y semillas de vegetales).

Heteropolisacáridos

Los heteropolisacáridos consisten en mezclas de diferentes unidades de monosacáridos y tienen un alto peso molecular. Ejemplos: hemicelulosa, gomas, mucílagos, agar y sustancias pécticas.

Mucopolisacáridos

Los mucopolisacáridos son carbohidratos complejos que contienen azúcares amino y ácidos urónicos. Constituyen las secreciones mucosas de los animales. Son ácidos y ricos en ésteres de sulfato.