Estrutura e Função Carboidratos

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Estrutura e Função 
A função mais importante dos carboidratos no organismo é como fonte de energia e estruturalmente fazendo parte da constituição de biomoléculas como a ribose e a desoxirribose no DNA. Além disso determinados carboidratos proporcionam rigidez, consistência e elasticidade a algumas células. A pectina, 
a hemicelulose e a celulose compõem a parede celular dos vegetais. 
A quitina forma o exoesqueleto dos artrópodes. Pode ainda lubrificar as articulações; matriz extracelular e a capa externa do óvulo. 
 Outro papel importante dos carboidratos é no reconhecimento e sinalização celular desempenhado pelos glicolipídeos e glicoproteínas.
Estruturalmente os carboidratos são compostos orgânicos constituídos por carbono, hidrogênio e oxigênio (faz muitas pontes de hidrogênio) , que geralmente seguem a fórmula empírica [C(H 2O)]n, sendo n ≥ 3. A proporção entre os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio é de 1:2:1. Contudo, alguns carboidratos não se ajustam a esta regra geral, como a manose, por exemplo, cuja fórmula molecular é C6H12O5. Por isso essas substâncias são conhecidas como hidratos de carbono. Podem ser poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, isto é, possuem um grupo que pode ser aldeído ou cetona, respectivamente, e várias hidroxilas, geralmente uma em cada átomo de carbono que não faz parte do aldeído ou grupo funcional cetona. Além de carbono, hidrogênio e oxigênio, alguns carboidratos apresentam nitrogênio, fósforo ou enxofre e m sua composição. 
 Fazem parte de duas famílias: Aldoses e Cetoses.
O grupo funcional dos carboidratos é a carbonila, que é um átomo de carbono e um de oxigênio unidos por uma dupla ligação. Dependendo de onde a carbonila é encontrada a função pode váriar, por exemplo se a carbonila estiver no carbono 1 o carboidrato é um aldeído , se ela estiver no carbono 2 o carboidrato é uma cetona. 
 Os carboidratos podem se diferenciar pela posição das suas hidroxilas (OH) e pelo número de carbonos que o compõe. 
Ciclização 
 Quando o grupamento aldeído ou cetona reagem com a hidroxila (O H) da própria molécula temos um processo de ciclização. Para analisar o ciclo e determinar se o mesmo é alfa ou beta, basta olhar o carbona da carbonila quando o carboidrato estiver na forma cíclica. Se o OH estiver abaixo do plano do carbono anomérico o ciclo será alfa, se estiver acima do plano do carbono 
anomérico o ciclo é beta. 
Mutarrotação 
 Refere-se ao processo pelo qual compostos isômeros cíclicos podem se abrir passando por uma fase intermediária acíclica retornando a fase cíclica 
(reação reversível). Em solução sempre há um equilíbrio entre a forma alfa e a forma beta, sempre passando pela for ma aberta. 
Açúcar reduto: Reduz alguém e sofre oxidação, se o OH do carbono anomérico estiver ligado a outra unidade de açúcar ou qualquer outra substancia isso é um impedi mento para o açúcar ser redutor. É válido ressaltar que o carboidrato só se oxida na forma aberta. 
Carboidratos de ciclo alfa são mais facilmente empacotados, e utilizados como reserva energética pelo organismo do que carboidratos de ciclo beta, pois nesse estado a conformação cíclica beta dificulta a torção da molécula.
Classificação 
Os carboidratos podem ser classificados quanto ao número de monômeros 
em: 
Monossacarídeos: menor unidade carboidratada, com 3 a 9 
• Monossacarídeos: menor unidade carboidratada, com 3 a 9 
• Oligossacarídeos: pequeno conjunto de monossacarídeos, formado 
Monossacarídeos: menor unidade carboidrata, com 3 a 9 carbonos na estrutura.
Oligossacarídeos: pequeno conjunto de monossacarídeos, formado a partir de 2 a 10 unidades monossacarídeas
Polissacarídeos: grande conjunto de monossacarídeos, formado com mais de 10 unidades monossacarídeas.
Monossacarídeos: monossacarídeos são formados por uma única unidade de poliidroxialdeído ou poliidroxicetona. Não podem ser hidrolisados a compostos mais simples, formam pontes de hidrogênio co m a água. A D-glicose é o monossacarídeo mais abundante na natureza. 
Características: em geral são sólidos, cristalinos, incolores, muito solúveis em água. 
Quanto ao número de carbonos, os monossacarídeos podem ser 3C – trioses; 
4C – tetroses; 5C – pentoses; 6C – hexoses; 7 – heptoses.
OBS: Em geral, só metabolizamos carboidrato s D, porém há exceções. Por 
convenção, quando há mais de 1 C*, olha-se o último C* da cadeia, se o –OH 
estiver à direita, é D, se estiver à esquerda, é L. 
Dissacarídeos: Dissacarídeos, dissacáridos ou dissacarídios são cadeias 
orgânicas constituídas por duas unidades de monossacarídeos unidos por 
uma ligação glicosídica. A variação entre as unidades d e monossacarídeos 
garante a existência de um grande sortimento de dissacarídeos sintetizados pelos seres vivos. Os dissacarídeos são ditos oligossacarídeos pois em definição, 
oligossacarídeos sã o carboidratos que possuem de duas a dez moléculas de 
monossacarídeos.
Dissacarídeos importantes
-Lactose->galactose+glicose
-Maltose->glicose+glicose
-Sacarose->glicose+frutose
É importante contar o número de carbonos sempre observando o 
heteroátomo, a partir dele devemos ver onde se encontra a hidroxila ligada ao 
carbono anomérico, que no caso de uma aldose será o primeiro e em uma cetose 
será o segundo. No último exemplo da figura acima temos a glucose que é uma aldose e uma frutose que é uma cetose.
 
Ligação Glicosídica 
 
A ligação glicosídica o corre entre um hemiacetal de uma molécula de carboidrato e o álcool de outra, formando um acetal. 
Acetal é uma ligação in termolecular na qual a junção entre moleculas é 
provida pelo oxigenio e libera água H2O .
 Hemiacetal é uma ligação intracadeia e não entre duas moléculas, é designada por uma ligação entre álcool e um aldeído.
Além da ligação Hemiacetal temos também a ligação Hemicetal que é a 
junção de uma cetona e um alcool. Portanto ela ocorre em carboidratos.
Polissacarídeos: Os polissacarídeos são carboidratos grandes, às vezes 
ramificados, formados pela união de mais de dez monossacarídeos ligados em 
cadeia, constituindo, assim, um polímero de monossacarídeos, geral mente de 
hexoses. São insolúveis em água e, por tanto, não alteram o equilíbrio osmótico 
das células. Os polissacarídeos possuem duas funções biológicas principais, como forma armazenadora de combustível e como elementos estruturais.
1-Amido: Aproximadamente 1400 glicoses unidas. Armazenado no amiloplasto de raízes do tipo tuberosa ( mandioca, batata doce, cará), caules do tipo tubérculo (batatinha), frutos e sementes. Principal reserva energética dos vegetais. 
2-Glicogênio: Aproximada mente 30000 glicoses unidas. Armazenado no fígado e nos músculos. Principal reserva energética de animais e fungos.
3-Celulose: Polímero de glicose com aproximadamente 1000 monômeros. Função estrutural na célula vegetal, como um componente da parede celular. 
4-Quitina: Polissacarídeo constituinte do exoesqueleto dos artrópodes e está presente na parede celular dos fungos.