Polisacáridos

Los polisacáridos son sustancias insípidas, amorfas y que no se consideran azúcares, ya que carecen de sabor dulce y no tienen carácter reductor (al tener un solo grupo alcohol hemiacetálico libre en toda la macromolécula su carácter reductor  es tan pequeño que se considera que no son reductores). Algunos, como la celulosa, son insolubles en agua, otros, como el almidón, pueden formar dispersiones coloidales.

Químicamente son polímeros constituidos por la unión al menos 10 monosacáridos (normalmente cientos por lo que alcanzan un elevado peso molecular) unidos por enlaces O-glucosídicos de tipo α  en los polisacáridos de reserva y de tipo β en los polisacáridos con función estructural (ya que es un enlace más fuerte).

Según su composición se pueden clasificar como:

  • Homopolisacáridos: repetición de un único tipo de monosacárido. Son los más comunes.
  • Heteropolisacáridos: cuando están formados por monosacáridos diferentes.

Existen polímeros de pentosas, llamadas pentosanas, pero los polímeros con mayor interés biológico son polímeros de hexosas o hexosanas.

Homopolisacáridos estructurales

La función principal de los polisacáridos estructurales es dar soporte y protección, tanto a nivel celular (paredes celulares) como del organismo (exoesqueletos).

Celulosa

Se forma por la unión β(1→4) de millares de moléculas de β-D-glucosa. La unidad que se repite es la celobiosa, por lo que el polímero que se forma es lineal, no tiene ramificaciones. Esto se debe a que cada molécula de glucosa está girada 180º respecto a la anterior y a la siguiente y a la presencia de puentes de hidrógeno intracatenarios.

celulosa

Además se forman puentes de hidrógeno entre cadenas yuxtapuestas, lo que le confiere a la celulosa su resistencia. Las cadenas lineales se van empaquetando en niveles de complejidad crecientes hasta componer haces o micelas que a su vez, se asocian en microfibrillas que al unirse componen fibras que se disponen unas junto a otras formando las paredes de celulosa.

La estructura densamente empaquetada que se forma protege a los enlaces O-glucosídicos por lo que la celulosa es insoluble, muy difícil de hidrolizar (sólo por hidrolasas) y extremadamente resistente, por lo que cumple a la perfección su función estructural.

Aunque no utilizamos la celulosa como nutriente porque no tenemos las enzimas necesarias (aunque algunos rumiantes tienen microorganismos en su aparato digestivo capaces de romper el enlace β(1→4)) forma parte de nuestra dieta como fibra alimentaria, y nos es muy útil porque facilita los movimientos peristálticos del intestino grueso permitiendo la eliminación de las heces fecales.

La celulosa es el compuesto biológico más abundante de la biosfera y se utiliza en la industria maderera, en la farmaceútica (como aglutinante), en la textil (algodón, lino…) y en la fabricación de papel.

Quitina

Se forma por la unión β(1→4) de moléculas de N-acetil- β-D-glucosamina. Su estructura es similar a la celulosa por lo que su función también. Las enzimas capaces de hidrolizar la quitina, son las quitinasas y son muy escasas en la naturaleza por lo que es más difícil de digerir que la celulosa.

quitina

Es el segundo polisacárido más abundante de la biosfera  formando parte de la pared celular de hongos y del exoesqueleto de artrópodos y otros invertebrados.

Homopolisacáridos de reserva

Los polisacáridos de reserva permiten almacenar glucosa en las células sin aumentar la presión osmótica, ya que se acumulan en forma de gránulos en el citoplasma.

Almidón

Es el homopolisacárido de reserva  más común de las células vegetales donde se almacena en los amiloplastos. Aunque se considera que es un polímero de α-D-glucopiranosa, está compuesto por dos clases de polímeros distintos: la amilosa y la amilopectina, en proporciones que varían según las especies.

La amilosa es un polímero no ramificado de moléculas de α-D-glucosa unidas por enlaces α(1→4)  que adoptan una conformación espacial helicoidal: cada 6 glucosas una vuelta de hélice. La unidad que se repite es la maltosa.

La amilopectina está formada por cadenas de moléculas de α-D-glucosa unidas por enlaces α(1→4)   que  cada 15-30 monosacáridos presentan ramificacion unidas por enlaces α(1→6). Se repite la maltosa, pero en el punto de ramificación encontramos isomaltosa.

amilopectina

Para poder liberar la glucosa el almidón se hidroliza mediante enzimas específicas, amilasas que liberan primero las unidades de maltosa y  maltasas que suministran la glucosa.

Glucógeno

Es el homopolisacárido de reserva  más común de las células animales, que abunda especialmente en las células del hígado y del músculo estriado.

El glucógeno está formado por cadenas de moléculas de α-D-glucosa unidas por enlaces α(1→4)   con puntos de ramificación α(1→6) cada 8-10 monosacáridos.

La gran cantidad de ramificaciones que hay en el glucógeno suponen una ventaja adaptativa respecto al almidón porque es una macromolécula más soluble  y porque la hidrólisis enzimática comienza en los extremos no reductores, por lo que hay más lugares de unión para las enzimas que intervienen en su degradación y más rápido es el suministro de glucosa.

Sin embargo, el glucógeno tiene que almacenarse hidratado, lo que presenta  una desventaja porque su masa molecular es considerable, así que las reservas de glucógeno de los animales son limitadas y se agotan fácilmente.

Dextrano

Es el homopolisacárido de reserva  de levaduras y bacterias. El dextrano está formado por cadenas de moléculas de α-D-glucosa unidas por enlaces α(1→6)   con puntos de ramificación α(1→2) , α(1→3)  ó (1→4) en diferentes posiciones y frecuencia dependiendo de la especie.

Heteropolisacáridos

En la composición de los heteropolisacáridos intervienen dos o más clases de monosacáridos y/o sus derivados que se repiten periódicamente. Destacan:

  • Pectinas: Ácido galacturónico y ramnosa. Son componentes de las paredes celulares vegetales y debido a sus propiedades gelificantes se utilizan en la preparación de mermeladas.
  • Hemicelulosas: Glucosa, galactosa y fucosa. Son componentes de las paredes celulares vegetales.
  • Agar-agar: D y L galactosa presente en las algunas. Se utiliza como espesante en la industria alimentaria y para elaborar medios de cultivo en la industria farmacéutica.
  • Gomas : Arabinosa, galactosa y ácido glucurónico. Con función defensiva en las plantas algunas tienen interés industrial.
  • Mucílagos: Similares a las gomas. Son utilizadas como saciantes alimenticios en la industria farmacéutica.
  • Mucopolisacáridos: N-acetilglucosamina /N-acetilgalactosamina y ácido glucorónico. Se encuentran en la matriz extracelular de los tejidos conectivos.  Las más importantes son el ácido hialurónico ( tejido conjuntivo, humor vítreo,…), el  condroitín sulfato (tejidos óseo y  cartilaginoso) y la  heparina (función anticoagulante).

Más información sobre otros glúcidos:

Clasificación

Monosacáridos

Disacáridos

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