Els glúcids: Monosacàrids

Els glúcids són la família de biomolècules més important ja que constitueixen la major part de la matèria orgànica de la terra. Estan formats bàsicament per Carboni, Hidrogen i Oxigen. Tot i ser un grup a nivell composicional senzill, ja que la proporció d'aquests tres àtoms generalment és de un carboni per cada dos hidrògens i un oxigen (CnH2nOn) gaudeix d'una diversitat estructural molt elevada.
El nom glúcid prové del grec glykys que significa dolç, ja que els primers glúcids que es van descriure eren aquells que tenien un gust dolç, encara que ara se sap que no tots tenen aquest gust. De la mateixa manera també reben el nom d'hidrats de carboni degut a que la seva composició molecular fa pensar en carbonis hidratats tot i que aquest concepte està molt allunyat de la realitat.
Concretament un glúcid està format per una sèrie d'àtoms de carboni enllaçats entre sí per enllaços covalents i a la vegada enllaçats a grups hidroxils (-OH) i radicals hidrògens (-H) en els seus enllaços lliures a raó d'un grup hidroxil i un radical hidrogen per cada carboni. Així mateix per a ser considerat un glúcid ha de contenir un grup carbonil que pot ser un aldheid (-CHO) o un grup cetona (-CO-). Per tant els glúcids poden rebre el nom de polihidroxialdehids o polihidroxicetones.


Les funcions més importants dels glúcids són:

• Combustible: són la reserva energètica més important ja que intervenen en el cicle de l'ATP.
• Reserva energètica: Algunes de les estructures complexes que poden construir com el midó, serveixen de reserva en molts organismes vius.
• Substrat: estructuralment són la base de moltes altres biomolècules ja que són capaços d'incloure en la seva estructura altres grups funcionals que li confereixen altres propietats.
• Formen part dels àcids nucleics i per tant formen part de la informació genètica continguda en els éssers vius.
• Formen estructures cel·lulars: Alguns dels glúcids complexos tenen funcions de tipus estructural i esquelètiques com la quitina continguda en l'exosquelet d'alguns insectes o la cel·lulosa pròpia de les cèl·lules vegetals.

Els glúcids es classifiquen segons la seva composició i el nombre de cadenes polihidroxialheíques i polihidroxicetones que contenen.

• Quan tenim una sola cadena en diem monosacàrids
• Quan tenim més d'una cadena enllaçades entre sí mitjançant l'enllaç o-glicosídic, però la composició es relativament uniforme, és a dir, no variem de CnH2nOn en diem Holòsids.Dintre d'aquest grup tenim:

• Els disacàrids, quan estan formats per dos monosacàrids.
• Els oligosacàrids quan estan formats per més de dos i fins a deu monosacàrids.
• Polisacàrids quan estan formats per més de deu monosacàrids, generalment centenars.

• Quan tenim estructures que inclouen altres grups funcionals tenim els heteròsids que poden ser:

• Glicolípids
• Glicoproteïnes

Monosacàrids:
Es tracta de molècules relativament senzilles no hidrolizables a molècules més petites i constituïdes per una única cadena de carbonis que poden anar de tres a set. A partir de set són inestables. S'anomenen segons el nombre de carbonis (tri, tetra, penta, hexa, hepta) i amb el sufixe -osa al final.
Per tant tenim els grups de les trioses, tetroses, pentoses, hexoses i heptoses (aquest últim amb pocs exemples a la naturalesa).
Entre les seves propietats cal destacar que es tracta de sòlids cristal·lins de color blanc i generalment dolços, a més de ser hidrosolubles gràcies a la polaritat de la molècula. Així mateix els monosacàrids són capaços d'oxidar-se, és a dir, de perdre electrons en front d'altres substàncies que en guanyar-los es redueixen.
D'altra banda, els glúcids poden distribuir els seus grups hidroxils de forma asimètrica segons els carbonis de manera que poden formar isòmers: estructures tridimensionals diferents amb la mateixa fórmula molecular, aspecte que els hi confereix propietats diferents. Si aquestes estructures són imatges especulars d'altres es diu que estem davant de formes enantiomorfes que poden ser Dextrogir o Levogir en funció desviïn la llum polaritzada cap a la dreta o cap a l'esquerra.

 

• Trioses

Estan formades per tres carbonis C3H6O3. Si tenen un grup aldehid a l'extrem parlem de gliceraldehids i si tenen una cetona en el segon carboni parlem de Dihidroxiacetona. El gliceraldehid té el segon carboni asimètric per tant es poden donar dos isomers: D-gliceraldehid i L-gliceraldehid. Aquest monosacàrids són molt abundants ja que són el metabolit intermedi de la degradació de la glucosa.

• Tetroses

Estan formades per quatre carbonis C4H8O4. Hi han dos aldotetroses: l'eritrosa i la treosa i una cetotetrosa: l'eritrulosa.

• Pentoses

Són monosacàrids de cinc carbonis C5H10O5. En dissolució aquosa tenen tendència a ciclar-se ja que es la forma més estable, per tant fan estructures pentagonals anomenades furan: el grup carbonil reacciona amb el grup hidroxil del penúltim carboni i dóna lloc a un nou grup hidroxil el qual pot estar orientat de dues formes diferents formant dos isòmers anomenats alfa i beta.
D'entre els aldehids la més important es la D-ribosa (D-ribofuranosa), ja que forma part de l'àcid ribonucleic (RNA) i la D-2-desoxiribosa (D-2-desoxiribofuranosa) present en l'àcid desoxiribonucleic (DNA). D'entre les cetopentoses la més important és la D-ribulosa que durant la fotosíntesis reacciona amb el CO2, transformant la inorgànica en matèria orgànica.

• Hexoses

Són monosacàrids amb sis carbonis C6H12O6. Tenen tendència a ciclar-se de manera que els grups aldehids formen estructures hexagonals anomenades piran i els grups cetones formen estructures pentagonals anomenades furan.
L'aldohexosa més abundant en la glucosa mentre que la cetohexosa més freqüent en els vegetals és la fructosa.
Glucosa
És el glúcid més important ja que aporta la major part de l'energia de manera que la major part de les cèl·lules del nostre organisme en depenen. En la natura la trobem lliure de forma natural en els fruïts madurs i en el citoplasma de les cèl·lules.
La glucosa es cicla formant un hexàgon gràcies als carbonis 1 i 5 que queden enllaçats per un oxigen. L'estructura rep el nom de D-glucopiranosa. Aquestes estructures s'uneixen entre sí per formar polisacàrids de gran importància biològica com el midó o el glicogen. És tant dextrogira que també rep el nom de dextrosa.
Fructosa
La hexocetosa es cicla en forma pentagonal i rep el nom de D-fructofuranosa. Se sol trobar lliure a la fruita i associada a la glucosa formant la sacarosa. En el fetge es transforma en glucosa i per tant és el sucre que solen utilitzar els diabètics ja que implicaria una absorció molt lenta. És una molècula molt levogira de manera que també se li anomena levulosa.