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3.4: ¿Qué son los carbohidratos?
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What are Carbohydrates?
 
TRANSCRIPCIÓN

3.4: What are Carbohydrates?

3.4: ¿Qué son los carbohidratos?

Overview

Carbohydrates are essential biological molecules made of carbon, hydrogen, and oxygen atoms, often in the ratio of 1:2:1. They occur as simple or complex structures and are essential for energy metabolism and storage.

Naming Convention of Carbohydrates

All carbohydrates are sugars, also called saccharides. However, depending on their length and complexity carbohydrates can be classified as monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides. Monosaccharides are also called simple sugars. Polysaccharides are referred to as complex carbohydrates. They are polymers, as they are built from repeating units of simple sugars.

One of the simplest sugars is glucose. It is made of six carbons, 12 hydrogens, and six oxygens (i.e., C6H12O6). Glucose has a single sugar unit and is, therefore, a monosaccharide. Even such a simple molecule has several variants (isomers), depending on the orientation of individual atoms in space. For instance, if the hydroxyl (-OH) group on carbon number five points to the right, we speak of D-Glucose, if it points to the left, it is L-Glucose. The two molecules are enantiomers, mirror images of each other.

The representation of a molecule as a ring structure is called Haworth projection. It reveals another option to arrange the atoms in a glucose molecule. Identify the carbon that previously carried the carboxyl group (1 in glucose, 2 in fructose). If the hydroxyl group on that carbon points down, it is said to be the α-form. If the hydroxyl group points up, it is the β-form.

Monosaccharides are also classified based on the number of carbons. For instance, pentoses have five carbon atoms and hexoses six. Furthermore, monosaccharides are classified by the placement of their carbonyl group (a carbon-oxygen double bond). An aldose has a single terminal aldehyde group (-CH=O) whereas a ketose has a single carbonyl group positioned in the middle of the molecule.

These different classification systems and naming conventions can be combined. For instance, fructose is a ketohexose — a sugar with five carbons, and the carboxyl group is located at a carbon that is not at the end of the molecule.

A disaccharide forms when two monosaccharides linked by dehydration synthesis. A common disaccharide is sucrose. It consists of two monosaccharides, α-glucose and β-fructose. Sucrose is the ordinary household sugar, usually derived from sugar cane or sugar beets.

When more than two monosaccharides link, it forms a polysaccharide. Cellulose is a common polysaccharide that is built from glucose monomers. It is insoluble and the building block of cell walls and fibers in plants. Your cotton t-shirt is made of sugar!

Visión general

Los carbohidratos son moléculas biológicas esenciales hechas de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno, a menudo en la proporción de 1:2:1. Se producen como estructuras simples o complejas y son esenciales para el metabolismo y el almacenamiento de energía.

Convención de Nomenclatura de Carbohidratos

Todos los carbohidratos son azúcares, también llamados sacáridos. Sin embargo, dependiendo de su longitud y complejidad carbohidratos pueden clasificarse como monosacáridos, disacáridos, y polisacáridos. Los monosacáridos también se denominan azúcares simples. Los polisacáridos se conocen como carbohidratos complejos. Son polímeros, ya que se construyen a partir de unidades repetitivas de azúcares simples.

Uno de los azúcares más simples es la glucosa. Está hecho de seis carbonos, 12 hidrógenos y seis oxígenos (es decir, C6H12O6). La glucosa tiene una sola unidad de azúcar y es, por lo tanto, un monosacárido. Incluso una molécula tan simple tiene varias variantes (isómeros), dependiendo de la orientación de los átomos individuales en el espacio. Por ejemplo, si el grupo hidroxilo (-OH) en el carbono número cinco puntos a la derecha, hablamos de D-Glucose, si apunta a la izquierda, es L-Glucosa. Las dos moléculas son enantiómeros, imágenes espejo unas de otras.

La representación de una molécula como estructura de anillo se llama proyección Haworth. Revela otra opción para organizar los átomos en una molécula de glucosa. Identificar el carbono que anteriormente transportaba el grupo carboxilo (1 en glucosa, 2 en fructosa). Si el grupo hidroxilo en ese carbono apunta hacia abajo, se dice que es la forma de . Si el grupo hidroxilo apunta hacia arriba, es la forma de la .

Los monosacáridos también se clasifican en función del número de carbonos. Por ejemplo, los pentoses tienen cinco átomos de carbono y hexoses seis. Además, los monosacáridos se clasifican por la colocación de su grupo carbonilo (un doble enlace carbono-oxígeno). Una aldosa tiene un único grupo terminal de aldehído (-CH-O) mientras que una cetosa tiene un solo grupo de carbonilo posicionado en el centro de la molécula.

Estos diferentes sistemas de clasificación y convenciones de nomenclatura se pueden combinar. Por ejemplo, la fructosa es una cetohexosa, un azúcar con cinco carbonos, y el grupo carboxilo se encuentra en un carbono que no está al final de la molécula.

Se forma un disacárido cuando dos monosacáridos se unen por síntesis de deshidratación. Un disacárido común es la sacarosa. Consiste en dos monosacáridos, la glucosa y la fructosa. La sacarosa es el azúcar doméstico ordinario, generalmente derivado de la caña de azúcar o la remolacha azucarera.

Cuando más de dos monosacáridos se vinculan, forma un polisacárido. La celulosa es un polisacárido común que se construye a partir de monómeros de glucosa. Es insoluble y el bloque de construcción de paredes celulares y fibras en las plantas. ¡Tu camiseta de algodón está hecha de azúcar!

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