Son la forma más básica de los carbohidratos.
Los monosacáridos pueden combinarse a través de enlaces glicosídicos para formar carbohidratos más grandes, conocidos como oligosacáridos o polisacáridos.
Un oligosacárido con solo dos monosacáridos se conoce como un disacárido. Cuando se combinan más de 20 monosacáridos con enlaces glucosídicos, un oligosacárido se convierte en un polisacárido. Algunos polisacáridos, como la celulosa, contienen miles de monosacáridos.
Un monosacárido es un tipo de monómero o molécula que se puede combinar con moléculas similares para crear un polímero más grande.
Función de los monosacáridos
Los monosacáridos tienen muchas funciones dentro de las células. En primer lugar, los monosacáridos se usan para producir y almacenar energía. La mayoría de los organismos crean energía descomponiendo la glucosa monosacárida y recogiendo la energía liberada de los enlaces.
Otros monosacáridos se usan para formar fibras largas, que se pueden usar como una forma de estructura celular. Las plantas crean celulosa para cumplir esta función, mientras que algunas bacterias pueden producir una pared celular similar a partir de polisacáridos ligeramente diferentes.
Incluso las células animales se rodean de una matriz compleja de polisacáridos, todos hechos de monosacáridos más pequeños.
Estructura de los monosacáridos
Todos los monosacáridos tienen la misma fórmula general de (CH 2 O)n, que designa una molécula de carbono central unida a dos hidrógenos y un oxígeno. El oxígeno también se unirá a un hidrógeno, creando un grupo hidroxilo.
Debido a que el carbono puede formar 4 enlaces, varias de estas moléculas de carbono pueden unirse entre sí. Uno de los carbonos de la cadena formará un doble enlace con un oxígeno, que se llama grupo carbonilo.
Si este carbonilo se produce al final de la cadena, el monosacárido está en la familia de la aldosa. Si el grupo carboxilo está en el medio de la cadena, el monosacárido está en la familia de la cetosa.
La glucosa es uno de los monosacáridos más comunes en la naturaleza, utilizada en casi todas las formas de vida. Este monosacárido simple se compone de 6 carbonos, cada uno etiquetado en la imagen. El primer carbono es el grupo carbonilo.
Debido a que está al final de la molécula, la glucosa está en la familia de la aldosa. Típicamente, existen monosacáridos con más de 5 carbonos como anillos en soluciones de agua. El grupo hidroxilo en el quinto carbono reaccionará con el primer carbono.
El grupo hidroxilo abandona su átomo de hidrógeno cuando forma un enlace con el primer carbono. El doble enlace de oxígeno en los primeros enlaces de carbono con un nuevo hidrógeno cuando se rompe el segundo enlace con el carbono. Esto forma un anillo de carbonos completamente conectado y estable.
Ejemplos de monosacáridos
Glucosa
La glucosa es un monosacárido importante ya que proporciona energía y estructura a muchos organismos. Las moléculas de glucosa se pueden descomponer en la glucólisis, proporcionando energía y precursores para la respiración celular.
Si una célula no necesita más energía en este momento, la glucosa puede almacenarse combinándola con otros monosacáridos. Las plantas almacenan estas cadenas largas como almidón, que puede ser desmontado y utilizado como energía más tarde.
Los animales almacenan cadenas de glucosa en el polisacárido glicogénico, que puede almacenar mucha energía.
La glucosa también se puede conectar en largas cadenas de monosacáridos para formar polisacáridos que se asemejan a las fibras.
Las plantas típicamente producen esto como celulosa. La celulosa es una de las moléculas más abundantes en el planeta, y si pudiéramos pesar todo a la vez, pesaría millones de toneladas.
Cada planta utiliza celulosa para rodear cada celda, creando paredes celulares rígidas que ayudan a las plantas a mantenerse firmes y permanecer erectas. Sin la capacidad de los monosacáridos para combinarse en estas cadenas largas, las plantas serían planas y esponjosas.
Fructosa
Aunque es casi idéntica a la glucosa, la fructosa es una molécula ligeramente diferente. La fórmula ((CH 2 O) 6 ) es la misma, pero la estructura es muy diferente.
Tenga en cuenta que en lugar de que el grupo carbonilo esté al final de la molécula, como en la glucosa, es el segundo carbono disminuido. Esto hace que la fructosa sea cetosa, en lugar de una aldosa. Al igual que la glucosa, la fructosa aún tiene 6 carbonos, cada uno con un grupo hidroxilo unido.
Sin embargo, debido a que el doble enlace de oxígeno en la fructosa existe en un lugar diferente, se forma un anillo de forma ligeramente diferente. En la naturaleza, esto hace una gran diferencia en cómo se procesa el azúcar.
La mayoría de las reacciones en las células son catalizadas por enzimas específicas. Los monosacáridos de formas diferentes necesitan una enzima específica para descomponerse.
La fructosa, debido a que es un monosacárido, se puede combinar con otros monosacáridos para formar oligosacáridos. Un disacárido muy común hecho por las plantas es sacarosa. La sacarosa es una molécula de fructosa conectada a una molécula de glucosa a través de un enlace glucosídico.
Galactosa
La galactosa es un monosacárido producido en muchos organismos, especialmente mamíferos. Los mamíferos usan galactosa en la leche para dar energía a su descendencia. La galactosa se combina con glucosa para formar el disacárido lactosa.
Los enlaces en la lactosa contienen mucha energía, y los mamíferos recién nacidos crean enzimas especiales para romper estos enlaces. Una vez destetados de la leche materna, se pierden las enzimas que descomponen la lactosa en glucosa y galactosa monosacáridos.
Los seres humanos, siendo la única especie de mamífero que consume leche en la adultez, han desarrollado algunas funciones enzimáticas interesantes. En las poblaciones que beben mucha leche, la mayoría de los adultos pueden digerir la lactosa la mayor parte de sus vidas.
En poblaciones que no beben leche después del destete, la intolerancia a la lactosa afecta a casi toda la población. Aunque los monosacáridos podrían descomponerse individualmente, la molécula de lactosa ya no puede ser digerida.
Los síntomas de la intolerancia a la lactosa (calambres abdominales y diarrea) son causados por toxinas producidas por bacterias en el intestino que digieren el exceso de lactosa.
Las toxinas y el exceso de nutrientes que crean aumentan la cantidad total de solutos en los intestinos, lo que les permite retener más agua para mantener un pH estable.
