Oligosacáridos
Glúcidos formados por la uníón de entre 2 y 10 monosacáridos mediante enlace O-glucosídico.
De todos ellos, destacan diversos disacáridos, es decir, moléculas constituidas por la uníón de dos monosacáridos
El enlace O-glucosídico es carácterístico de oligosacáridos y de polisacáridos. Cada vez que se forma un enlace O-glucosídico, se desprende una molécula de agua.
Enlace O-glucosídico
Enlace covalente que se forma entre dos monosacáridos, al reaccionar el hidroxilo hemiacetálico de un monosacárido con un grupo hidroxilo del otro monosacárido, con desprendimiento de una molécula de agua.
Dos tipos de enlace O-glucosídico:
•Monocarbonílico:
Solo uno de los monosacáridos que participa en el enlace interviene con su hidroxilo hemiacetálico. Este caso mantiene el poder reductor.
Solo uno de los monosacáridos que participa en el enlace interviene con su hidroxilo hemiacetálico. Este caso mantiene el poder reductor.
•Dicarbonílico:
Los dos monosacáridos que participan en el enlace intervienen con su hidroxilo hemiacetálico. Esto provoca la pérdida del poder reductor.
Los dos monosacáridos que participan en el enlace intervienen con su hidroxilo hemiacetálico. Esto provoca la pérdida del poder reductor.
Las moléculas de agua pueden ionizarse.
Esto le ocurre solo a una de cada 5,5 · 108moléculas del agua pura, pero siempre existe en ella una cierta cantidad de iones oxonio (H3O+) e hidroxilo (OH–).
En el agua pura, la concentración iónica es constante y se puede definir el producto iónico del agua
A partir del producto iónico del agua, y como por cada ion oxonio existe un ion hidroxilo.
Es decir, en el agua pura existe una concentración de 10–7M de iones oxonio y 10–7M de iones hidroxilo.
Con el fin de evitar cálculos con números tan pequeños, se ideó el concepto de pH.
La concentración de iones H+y OH–determina la acidez o alcalinidad de las disoluciones.
Los ácidos se ionizan en agua y aportan iones H+
Las bases al ionizarse en agua retiran H+ de la disolución
Por esto, en cada tipo de disolución el pH será:
•Disoluciones neutras
•Disoluciones ácidas: incrementan la concentración de H+
•Disoluciones básicas: disminuyen la concentración de H+
D-glucosa –> HCO-HCOH-HOCH-HCOH-HCOH-CH2OH
D-
Fructosa
-> CH2OH-CO-HOCH-HCOH-HCOH-CH2OHD-ribosa –> HCO-HCOH-HCOH-HCOH-CH2OH
D-desoxirribosa –> HCO-HCH-HCOH-HCOH-CH2OH
Glucosa
Conocido como azúcar de uva. Abunda en las frutas. Puede polimerizar dando lugar a polisacáridos como almidón, celulosa y glucógeno, y diversos disacáridos. Es el principal combustible metabólico.
Fructosa
Abunda en las frutas, la miel y el líquido seminal. Forma parte de la sacarosa y diversos polisacáridos.
Ribosa y desoxirribosa
Se encuentran en los nucleótidos.
Ósmosis
Es un proceso de difusión pasiva caracterizado por el paso de un disolvente a través de una membrana semipermeable. La ósmosis tiene gran importancia para las células, ya que sus membranas se comportan como membranas semipermeables.
Conceptos previos
–Membrana semipermeable
Membrana que deja pasar el disolvente pero no los solutos.
–Hipotónico
Medio de menor concentración que otro.
–Hipertónico
Medio de mayor concentración que otro.
–Isotónico
Medio de igual concentración que otro.
Siempre que dos disoluciones de distinta concentración están separadas por una membrana semipermeable, se produce el proceso de ósmosis, en el que el agua atraviesa la membrana desde la disolución más diluida hasta la más concentrada.
Se llama presión osmótica a la presión necesaria que habría que ejercer para detener el flujo de agua.
El flujo de agua se produce hasta igualar las concentraciones o hasta que la presión osmótica lo impida.
Ósmosis en células vegetales
A.
En un medio hipotónico(más diluido que el citoplasma): El agua entra en la célula y esta se hincha (turgescencia). La pared celular evita que se hinche demasiado y estalle.
En un medio hipotónico(más diluido que el citoplasma): El agua entra en la célula y esta se hincha (turgescencia). La pared celular evita que se hinche demasiado y estalle.
B.
En un medio isotónico: En la célula entra y sale la misma cantidad de agua. Se mantiene en equilibrio.
En un medio isotónico: En la célula entra y sale la misma cantidad de agua. Se mantiene en equilibrio.
C.
En un medio hipertónico(más concentrado que el citoplasma): El agua sale de la célula y esta se deshidrata (plasmólisis). La célula puede morir por deshidratación o si se rompe la membrana plasmática anclada por varios puntos a la pared celular.
En un medio hipertónico(más concentrado que el citoplasma): El agua sale de la célula y esta se deshidrata (plasmólisis). La célula puede morir por deshidratación o si se rompe la membrana plasmática anclada por varios puntos a la pared celular.
Ósmosis en células animales
A.
En un medio hipertónico(más concentrado que el citoplasma): El agua sale de la célula y esta se deshidrata (crenación) y muere.
En un medio hipertónico(más concentrado que el citoplasma): El agua sale de la célula y esta se deshidrata (crenación) y muere.
B.
En un medio isotónico: En la célula entra y sale la misma cantidad de agua. Se mantiene en equilibrio.
En un medio isotónico: En la célula entra y sale la misma cantidad de agua. Se mantiene en equilibrio.
C.
En un medio hipotónico(más diluido que el citoplasma): El agua entra en la célula y esta se hincha (hemólisis) pudiendo llegar a estallar, al no haber pared celular rígida.
En un medio hipotónico(más diluido que el citoplasma): El agua entra en la célula y esta se hincha (hemólisis) pudiendo llegar a estallar, al no haber pared celular rígida.
PROPIEDADES DEL AGUA
Propiedad 1
Acción disolvente.
El agua disuelve más sustancias que cualquier otro líquido. Por eso decimos que es el disolvente universal. Esta propiedad reside en su capacidad para formar puentes de H con otras sustancias.
en función de su capacidad para disolverse en agua:
Hidrofílicas
Capaces de disolverse en agua, al formar puentes de H con esta e integrarse en su estructura reticular. Son las moléculas polares y los iones.
Hidrófobicas
No pueden formar puentes de H con el agua. Cuando están en agua, interrumpen la estructura reticular y el agua queda a su alrededor. Al ser repelidas por el agua, tienden a unirse más entre ellas. Estas fuerzas de uníón se denominan interacciones hidrofóbicas. Son las moléculas apolares.
Anfipáticas
Tienen zonas polares, solubles en agua, y zonas apolares, insolubles.
Tipos de disoluciones:
Moleculares
Se obtienen por disolución de moléculas orgánicas pequeñas de carácter polar o con carga. Se disuelven porque establecen puentes de H con las moléculas de agua y se integran en su estructura reticular.
Iónicas
Se obtienen por disolución de sustancias electrolíticas (iónicas) que forman redes cristalinas. Se disuelven porque el agua atrae electrostáticamente a los iones de la red cristalina, debilitando sus enlaces iónicos, hasta extraerlos. Los iones extraídos se incorporan a la disolución recubiertos de una capa de moléculas de agua (solvatación).
Coloidales
Se obtienen por disolución de macromoléculas (ej. Proteínas). Estas moléculas presentan numerosos grupos polares o con carga eléctrica, por lo que forman infinidad de puentes de H con el agua y se rodean de capas de moléculas de agua. No forman auténticas disoluciones, sino lo que se denominan dispersiones coloidales o coloides.
Importancia o función biológica:
Medio de reacción
En ella tienen lugar muchas reacciones metabólicas, ya que, al disolver numerosas sustancias, facilita su interacción. El citosol y el medio interno (sangre, savia…) son, básicamente, disoluciones acuosas.
Medio de transporte
Al disolver gran número de sustancias, facilita su transporte en el seno de los seres vivos. El aporte de nutrientes y la eliminación de desechos se realizan en medios acuosos (sangre, savia…).
Movimientos citoplasmáticos
Las gelificaciones (paso a estado de gel) del citoplasma provocan en él deformaciones que permiten ciertos movimientos celulares (ej. Movimiento ameboide).
Propiedad 2
Elevada fuerza de cohesión.
Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas entre sí. Esto la convierte en un líquido incompresible.
Además, provoca la elevada tensión superficial del agua.
Importancia o función biológica:
Esqueleto hidrostático
: Como las moléculas de agua se mantienen cohesionadas entre sí, algunos invertebrados sin caparazón presentan una cavidad interna llena de un fluido acuoso, donde se aprovecha la incompresibilidad del agua para mantener y cambiar su forma (una especie de “esqueleto” interno de agua).
“Esqueleto” en plantas
Las plantas también aprovechan el agua de un modo similar para mantener su turgencia (opuesto a marchitez): la cohesión entre moléculas de agua y su incompresibilidad mantiene la forma de las hojas y tallos jóvenes de las plantas.
Gracias a la alta tensión superficial de los medios acuáticos, algunos insectos la utilizan para desplazarse sobre su superficie.
Propiedad 3
Elevada fuerza de adhesión.
Es la fuerza que tiende a mantener unidas las moléculas de sustancias diferentes.
Se debe a que las moléculas de agua pueden establecer puentes de hidrógeno con los grupos polares o con carga de otras moléculas.
Esta fuerza (junto a la cohesión) es responsable del fenómeno de capilaridad.
El fenómeno de capilaridad es, en parte (junto a la cohesión), responsable del ascenso de la savia bruta en los vegetales, desde la raíz hasta las hojas, a través de los vasos del xilema.
Las moléculas de agua ascienden al unirse a las paredes de los delgados vasos del xilema (adhesión), al tiempo que tiran de las moléculas que tienen debajo (cohesión).
Además, la transpiración por los estomas provoca la salida de agua de los vasos cercanos por ósmosis, pérdida que provoca un tirón o tensión que tira de toda la columna de agua del xilema (unida por cohesión).
Importancia o función biológica:
Propiedad 4
Alto calor específico.
Se define como la cantidad de energía necesaria para elevar en 1ºC la temperatura de 1 g de sustancia.
Si una sustancia tiene un elevado calor específico, absorberá mucha energía sin apenas elevar su temperatura. Del mismo modo, su temperatura también descenderá lentamente al liberar energía.
El agua presenta un gran calor específico debido a sus puentes de H: gran parte de la energía absorbida se emplea en romper dichos enlaces y no en incrementar su temperatura.
Importancia o función biológica:
El agua es un excelente termorregulador(tampón térmico), hecho de gran utilidad para los seres vivos, constituidos en su mayor parte de agua: el agua de los seres vivos absorbe o pierde grandes cantidades de energía sin apenas variar su temperatura corporal, gracias al alto calor específico del agua. Esta amortiguación de los cambios de temperatura de los seres vivos, protege a sus moléculas termosensibles.
Por el mismo motivo, los seres vivos del medio acuático y las zonas costeras también se benefician del efecto termorregulador del agua del medio en el que viven.
Propiedad 5
Alto calor latente de vaporización.
Se define como la cantidad de energía necesaria para evaporar 1 g de sustancia.
El calor latente de vaporización es muy alto en el agua, ya que para evaporarla se requiere, en primer lugar, romper los puentes de hidrógeno de sus moléculas, y, en segundo lugar, dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para que pasen de la fase líquida a la fase gaseosa.
Los seres vivos aprovechan esta propiedad para disminuir su temperatura corporal, es decir, como sistema de refrigeración. La sudoración, en vertebrados, o la transpiración a través de los estomas de las hojas, en vegetales, se basan en este mecanismo.
El agua de la superficie del organismo (ej. Sudor), absorbe gran cantidad del calor corporal (retira calor del organismo) que se invierte en romper sus puentes de H y evaporarla (calor latente de caporización). De este modo, los organismos pierden calor, se refrigeran, que es disipado al ambiente.
Propiedad 6
Densidad anómala.
Magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo (ρ= m/V).
Todas las sustancias se contraen (disminuyen su volumen) a medida que se enfrían, por lo que su densidad aumenta.
Magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo (ρ= m/V).
En el agua no es así del todo.
El agua líquida tiene una mínima densidad.
Esto se debe a la estructura reticular del agua y sus puentes de H:
–En el hielo existen 4 puentes de H por molécula. Esto origina una estructura más organizada
–En el agua líquida existen 3,4 puentes de H por molécula.
Propiedad 7
Reactividad química.
El agua puede reaccionar químicamente con muchos compuestos, ya sea en su forma molecular (H2O) o en sus formas iónicas (H3O+y OH–).
Importancia o función biológica:
Los seres vivos han adoptado el agua como reactivo químico en ciertas reacciones metabólicas. Por ejemplo:
•Fotosíntesis:
Ciertas enzimas fotosintéticas emplean el agua como fuente de protones (H+) y de electrones.
Ciertas enzimas fotosintéticas emplean el agua como fuente de protones (H+) y de electrones.
•Hidrólisis:
Numerosas enzimas emplean agua para romper ciertos enlaces de moléculas orgánicas.
Numerosas enzimas emplean agua para romper ciertos enlaces de moléculas orgánicas.
Propiedad 8
Elevados puntos de fusión y de ebullición.
Se llama punto de fusión a la temperatura a la cual un sólido pasa al estado líquido, o viceversa.
Se llama punto de ebullición a la temperatura a la cual un líquido pasa al estado gaseoso, o viceversa.
Importancia o función biológica:
Gracias a sus elevados puntos de fusión y de ebullición, el agua se mantiene líquida entre los 0 y 100 ºC, posibilitando un amplio rango de temperaturas para mantener la vida en nuestro planeta gracias a la existencia de agua líquida.