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• Cindy Ramos Qs

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OBJETIVOS : OBJETIVO GENERAL: Conocer lo que es un polisacárido OBJETIVOS ESPECÍFICOS:  Conocer las propiedades fisicoquímicas de los polisacáridos  Conocer la estructura y composición de los polisacáridos  Determinar la importancia en los procesos biológicos de los polisacáridos. DESARROLLO DE TEMA : a) PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS: Los polisacáridos pueden descomponerse, por hidrólisis de los enlaces glucosídicos entre residuos, en polisacáridos más pequeños, así como en disacáridos o monosacáridos. Su digestión dentro de las células, o en las cavidades digestivas, consiste en una hidrólisis catalizada por enzimas digestivas (hidrolasas) llamadas genéricamente glucosidasas, que son específicas para determinados polisacáridos y, sobre todo, para determinados tipos de enlace glucosídico. Así, por ejemplo, las enzimas que hidrolizan el almidón, cuyos enlaces son del tipo llamado α (1->4), no pueden descomponer la celulosa, cuyos enlaces son de tipo β (1->4), aunque en los dos casos el monosacáridos es el mismo. Las glucosidasas que digieren los polisacáridos, que pueden llamarse polisacarosas, rompen en general uno de cada dos enlaces, liberando así disacáridos y dejando que otras enzimas completen luego el trabajo. En la formación de cada enlace glucosídico «sobra» una molécula de agua, igual que en su ruptura por hidrólisis se consume una molécula de agua, así que en una cadena hecha de n monosacáridos habrá n-1 enlaces glucosídicos. Partiendo de que la fórmula general, no sin excepciones, de los monosacáridos es: CxH2xOx se deduce fácilmente que los polisacáridos responderán casi siempre a la fórmula general: Cx (H2O) x–1.

Son carbohidratos de alto peso molecular, consisten en cientos y aún miles de unidades de monosacáridos, comúnmente hexosas. Son insípidos, e insolubles en agua, aunque forman con ella soluciones coloidales. Constituyen material de reserva en plantas y animales (almidón, glucógeno) o como sustancia de soporte estructural (celulosa)  Funciones Los polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos. Su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento. El almidón es usado como una forma de almacenar monosacáridos en las plantas, siendo encontrado en la forma de amilosa y la amilopectina (ramificada). En animales, se usa el glucógeno en vez de almidón el cual es estructuralmente similar pero más densamente ramificado. Las propiedades del glucógeno le permiten ser metabolizado más rápidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de los animales con locomoción b) ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN:  ESTRUCTURA DE LOS POLISACÁRIDOS: Glucógeno y almidón: polisacáridos nutricionales. El glucógeno es un polímero ramificado que contiene sólo un tipo de monómero: glucosa. La mayoría de las unidades de azúcar de una molécula de glucógeno está unida una con la otra por enlaces del tipo alfa glucosídicos. Los puntos ramificados contienen un azúcar unido a tres unidades vecinas más que a dos, como en los segmentos no ramificados del polímero. El vecino adicional, que forma la ramificación, está unido por un enlace de tipo glucosídico alfa. El almidón se dice que es también un polímero de glucosa, pero en realidad es una mezcla de dos polímeros diferentes, amilasa y amilopectina.

Figura 1 glucógeno

estructura

del

Celulosa, quitina y glucosaminoglucanos: polisacáridos estructurales. Algunos polisacáridos constituyen almacenes de energía digeribles con facilidad, mientras que otros forman materiales estructurales resistentes y durables. Como el glucógeno y el almidón, la celulosa consiste de sólo dos monómeros de glucosa; sus propiedades difieren de manera notoria de estos otros polisacáridos debido a que las unidades de glucosa están unidas por enlaces tipo beta, no tanto de los enlaces tipo alfa. Moléculas de glucosa encadenadas para formar celulosa No todos los polisacáridos biológicos consisten en monómeros de glucosa. La quitina es un polímero no ramificado del azúcar N-acetilglucosamina que es similar en estructura a la glucosa pero no tiene un grupo aminoacetilo en lugar de uno hidroxilo unido en el segundo carbono del anillo. La quitina es un material estructural muy distribuido entre los invertebrados, de manera particular en la cubierta externa de insectos, arañas y crustáceos. Es dura, resistente pero flexible. Otro tipo de polisacáridos con una estructura más compleja es el de los glucosaminoglucanos (o GAG). A diferencia de otros polisacáridos, poseen la estructura -A-B-A-B-, en la que A y B representan dos azúcares diferentes. Los polisacáridos más complejos se encuentran en las paredes de las células de las plantas.

Factores que condicionan la estructura de los polisacáridos Factores estéricos: En la figura se aprecia un esquema de la unión glucosídica y de los diedros de rotación libre que condicionarán la estructura secundaria del polímero. Se puede hacer la representación bidimensional de los mapas de energía de los conformeros de estos polisacáridos de acuerdo con el valor de los ángulos diedros fi, psi y omega (de forma análoga a los diagramas de Ramachandran de polipéptidos o polinuclótidos). En la figura se dan los obtenidos para la disposición del xilan, un polímero estructural que utilizan las células de las algas y que utiliza xilosa con unión b-1,4. Los puntos azul intenso son de alta energía y los puntos amarillo pálido son los mínimos.Pueden observarse dos mínimos conformacionales (A, B). La conexión entre ambos mínimos es a través de una ruta de muy baja energia (linea roja de puntos), por lo que la molécula será bastante flexible. Figura3 diagramas de Ramachandran Las severas restricciones estéricas que los polisacáridos ordenados regulares tienen en la libertad de rotación de los anillos de azucar alrededor de los enlaces glucosídicos, les impiden adoptar un alto número de conformaciones, es decir las cadenas son poco flexibles. Existe una clara correlación entre conformaciones y estructura de la unión. Los polisacáridos estructurales como la celulosa o el xilano tienen orientaciones preferentes y automáticamente adoptan conformaciones extendidas. En los polisacáridos de almacén

como son las cadenas de amilopectina se tiende a adoptar una conformación de hélice amplia.

 SEGÚN SU COMPOSICIÓN : Se distinguen dos tipos de polisacáridos composición:

según

su

a) Homopolisacáridos: están formados por la repetición de un monosacárido. b) Heteropolisacáridos: están formados por la repetición ordenada de un disacárido formado por dos monosacáridos distintos (o, lo que es lo mismo, por la alternancia de dos monosacáridos). Algunos heteropolisacáridos participan junto a polipéptidos (cadenas de aminoácidos) de diversos polímeros mixtos llamados peptidoglucanos, mucopolisacáridos o proteog lucanos. Se trata esencialmente de componentes estructurales de los tejidos, relacionados con paredes celulares y matrices extracelulares. c) CLASIFICACIÓN: Los polisacáridos se pueden clasificar según su composición y según su función biológica  Según su composición  Homopolisacáridos: Están formados por la repetición de un monosacárido.  Heteropolisacáridos: están formados por la repetición ordenada de un disacárido formado por dos monosacáridos distintos (o, lo que es lo mismo, por la alternancia de dos monosacáridos). Algunos Heteropolisacáridos participan junto a poli péptidos (cadenas de aminoácidos) de diversos polímeros mixtos llamados pepidoglucanos, mucopolisacáridos o proteoglicanos. Se trata esencialmente de componentes estructurales de los

tejidos, relacionados con paredes celulares y matrices extracelulares.  Según la función biológica  Polisacáridos de reserva: La principal molécula proveedora de energía para las células de los seres vivos es la glucosa. Cuando ésta no es descompuesta en el catabolismo energético para extraer la energía que contiene, es almacenada en forma de polisacáridos de tipo α(1-4), representado en las plantas por el almidón y en los animales por el glucógeno.  Polisacáridos estructurales: Se trata de glúcidos que participan en la construcción de estructuras orgánicas. Entre los más importantes tenemos a la celulosa que es el principal componente de la pared celular en las plantas y a la quitina, que cumple el mismo papel en los hongos, además de ser la base del exoesqueleto de los artrópodos y otros animales emparentados. d) IMPORTANCIA EN LOS PROCESOS BIOLÓGICOS+ a) Pertenecen al grupo de las gomas vegetales, son productos muy viscosos que cierran las heridas en los vegetables. De reserva alimenticia los Estructurales Forman puentes de hidrógeno Pocos puentes de hidrógeno intermoleculares muy fuertes intermoleculares y débiles Producen fibras muy rígidas No producen fibras Insoluble en agua Solubles en agua Enlaces glucósidos Enlaces glucosidicos generalmente B generalmente A Muy resistentes a enzimas, Muy atacables por enzimas, microorganismos y agentes microorganismos y agentes químicos químicos Sus dispersiones son de alta Sus dispersiones no son muy viscosidad viscosas polisacáridos, al igual que la de los oligosacáridos, la hidrólisis depende del pH, la temperatura, el tipo de enlace glucosidico, la configuración anomérica y la presencia de grupos voluminosos (vg. sulfatos) que ejercen un efecto En

estabilizador. Por ejemplo, los α-D-enlaces del almidón son mas susceptibles que los β-D-enlaces de la celulosa; a su vez, los α se rompen mas fácilmente que los α o los α Las uniones en que intervienen furanosas (fructosa) son mas labiles que en las que contienen piranosas. La presencia de grupos sulfato estabiliza los enlaces glucosidicos a pesar de que éstos en forma individual. Son muy sensibles a los ácidos. Los azúcares anhidros, como la 3,6-anhidro-galactosa, son sumamente hábiles y aceleran la hidrólisis de los polisacáridos. Al igual que otras macromoléculas, estos polímeros también pueden tener una conformación ordenada o carecer de ella y estar al "azar"; cada una de éstas es el resultado de las interacciones que tienen sus monómeros constituyentes y que, en términos generales, se agrupan en su entropía conformacional. Debido al gran numero de uniones covalentes y no covalentes, los polisacáridos, con un cambio muy pequeño en su energía interna, presentan una cierta rotación y flexibilidad de movimiento. Las estructuras de hélice, como en el almidón y la celulosa, son más ordenadas y rígidas, que las estructuras al azar. Los polisacáridos se encuentran en forma natural en muchos alimentos, pero en algunas ocasiones se añaden a otros para obtener la formulación correcta, coma en el caso del almidón, la carragaenina y las pectinas, que se utilizan por sus propiedades funcionales. Por su gran capacidad de retener agua, producen partículas coloidales muy hidratadas, razón por la wcual a los polisacáridos se les da el nombre de hidrocoloides. La expresión "capacidad de retención de agua " generalmente se emplea para hacer referencia a la cantidad de agua que una proteína o un hidrato de carbono (macromoléculas en general) puede retener sin que haya liberación del líquido. Dicha capacidad depende de factores intrínsecos (tipo de polímero, peso molecular, linealidad, etc.), y de factores extrínsecos (pH, fuerza iónica, temperatura, presencia de ciertos cationes, etc.).

La retención de agua puede causar la formación de un gel; taI es el caso de los producidos por las carragaeninas y las pectinas. Las macromoléculas actúan entre si y forman una red tridimensional en la que queda atrapada el agua debido a una fuerte hidratación del polímero. Sin embargo, durante el almacenamiento puede ocurrir que las macromoléculas reaccionen entre si y pierdan su capacidad de retención de agua; esto ocasiona que las moléculas de agua que ya no son retenidas se desprendan de la matriz del gel y emigren a la superficie. Este fenómeno se conoce como sinéresis, que indica exudación o liberación de agua causada por un reacomodo interno de las macromoléculas Principales usos de los polisacáridos en alimentos • Estabilizadores a través de sus interacciones con agua • Emulsionantes • Gelificantes • Estabilizan o forman espumas • Mejoran la textura dándole "cuerpo al alimento • Espesantes y agentes de viscosidad • Encapsulación de sabores artificiales, fijación de sabores • Estabilizan sistemas donde hay ciclos de congelamiento y descongelamiento • Controlan la cristalización de azúcares, sales y agua • Forman películas resistentes • Agentes de suspensión de sólidos en líquidos • Agentes adhesivos • Espesantes en alimentos dietéticos bajos en calorías • Agentes floculantes • Reducen el daño estructural del alimento causado por el congelamiento b) Sus funciones biológicas son estructurales (enlace BETA-Glucosídico) o de reserva energética (enlace ALPHA-Glucosídico). Puede ser:

Homopolisacáridos: formados por monosacáridos de un solo tipo. - Unidos por enlace ALPHA tenemos el almidón y el glucógeno. - Unidos por enlace BETA tenemos la celulosa y la quitina.

Heteropolisacárido: el polímero lo forman más de un tipo de monosacárido. - Unidos por enlace ALPHA tenemos la pectina, la goma arábiga y el agar-agar.  Almidón: Es un polisacárido de reserva en vegetales. Se trata de un polímero de glucosa, formado por dos tipos de moléculas: amilosa (30%), molécula lineal, que se encuentra enrollada en forma de hélice, y amilopectina (70%), molécula ramificada. Procede de la polimerización de la glucosa que sintetizan los vegetales en el procesos de fotosíntesis, almacenándose en los amilo plastos. Se encuentra en semillas, legumbres y cereales, patatas y frutos (bellotas y castañas). En su digestion intervienen dos enzimas: ALPHA amilasa rompe enlaces y la ALPHA glucosidasa para romper las ramificaciones. Al final del proceso se libera glucosa.  Glucógeno. Es un polisacárido de reserva en animales, que se encuentra en el hígado (10%) y músculos (2%). Presenta ramificaciones cada 8-12 glucosas con una cadena muy larga (hasta 300.000 glucosas). Se requieren dos enzimas para su hidrólisis (glucógeno-

fosforilasa) y ALPHA glucosidasa, dando lugar a unidades de glucosa. Dado que los seres vivos requieren un aporte constante de energía, una parte importante del metabolismo de los azúcares está relacionado con los procesos de formación de almidón y glucógeno y su posterior degradación.

 Celulosa. Polisacárido estructural de los vegetales en los que constituye la pared celular. Es el componente principal de la madera (el 50% es celulosa) algodón, cáñamo etc. El 50 % de la Materia Orgánica de la Biosfera es celulosa. Es un polímero lineal de celubiosa. Sus glucosas se unen por puentes de Hidrógeno dando microfibrillas, que se unen para dar fibrillas y que a su vez producen fibras visibles. Observa su estructura.  Quitina. Forma el exoesqueleto en artrópodos y pared celular de los hongos. Es un polímero no ramificado de la Nacetilglucosamina con enlaces BETA.  Pectina. Es un heteropolisacárido con enlace ALPHA. Junto con la celulosa forma parte de la pared vegetal. Se utiliza como gelificante en industria alimentaría (mermeladas).  Agar-Agar. Es un heteropolisacárido con enlace ALPHA. Se extrae de algas rojas o rodofíceas. Se utiliza en microbiología para cultivos y en la industria alimentaria como espesante.

En las etiquetas de productos alimenticios lo puedes encontrar con el código E-406.

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Conclusión: Llegamos a la conclusión de que los polisacáridos son carbohidratos mas complejos de peso molecular alto.no son dules pero en su propiedades fisicoquímicas encontramos al almidon, glucógeno y celulosa, tambien pudimos encontrar que esta tiene dos tipos de clasificación que es Homopolisacáridos Heteropolisacárido Recomendaciones:  Son carboidratos mas complejos de peso molecular alto  No son dulces  Tiene determinada consistencia y textura que involucra sensaciones al regustario  Es la unión de varios monosacáridos  Son mas conocidos y principal fuente de nutrición y almacenamiento de almidon ,glucógeno y celulosa Bibliografía.  Textos científicos. (2012) textos científicos.com recuperado de textoscientificos.com/quimica/carbohidratos/polisacárid os  Kulicke, W.M., Bose, N. y Boulding, M. “The Role of the Polymers in Enhanced Oil Recovery” en “WaterSoluble Polymers for Petroleum Recovery”, Stahl, A. and Schultz, D.N. (Ed.), Plenum Press, New York, 1988, 1-52.  Lovell, P.A. “Dilute Solution Viscometry” en Comprenhensive of Polymer Science. The Synthesis, Characterisation, Reactions & Applications of Polymers”, Eastmond, G.C., Ledwith, A., Russo, S. And Sigwalt, P. Eds., Vol. 3, Pergamon Press, England (1989), 17-31.

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UNIVERSIDAD PRIVADA FRANZ TAMAYO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD CARRERA DE BIOQUIMICA Y FARMACIA

Proyecto : POLISACARIDOS Asignatura: FisicoQuimica INTEGRANTES: Cindy Stephanie Ramos Quispe Ida Gabriela Monasterios Ticona Julio Cesar Mollinedo terceros Mariel Jacqueline Carillo Pérez Magira Lorena Escobar Huayhua Docente: jhonny Willy conde Quispe Fecha: 20 de marzo del 2019 El alto – la paz- Bolivia