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Polisacáridos

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La unión de muchas moléculas de monosacáridos a través de enlace glicosídico da lugar a los polisacáridos. Éstos alcanzan grado de polimerización extremadamente altos. A diferencia de otros polímeros biológicos, como los ácidos nucleicos o las proteínas, los polisacáridos no son portadores, en general , de información. Su estructura suele ser la de homopolímero AAAAAA... o la de copolímero ABABABAB... (que puede ser considerado como la repetición de un disacárido AB). No es infrecuente en los polisacáridos la estructura ramificada (a diferencia, una vez más, de los ácidos nucleicos y las proteínas, que siempre son lineales).

Los polisacáridos pueden cumplir dos funciones en el medio biológico: la de reserva energética o la estructural. En este sentido, el tipo anomérico de enlace suele ser decisivo. Mientras que los polisacáridos con azúcares unidos en a- suelen ser reserva energética, los formados por enlaces de tipo b- suelen cumplir funciones estructurales. Esta diferencia la vemos claramente en los glucanos, es decir, los polisacáridos compuestos por unidades de glucosa. En general, los polisacáridos se denominan con el nombre radical del monosacárido o monosacáridos constituyentes seguido del sufijo -ano: glucanos, galactanos, mananos, arabinogalactanos, etc.

Glucanos


a-Glucanos.


El almidón constituye el principal polisacárido de reserva energética en los vegetales. En realidad, el almidón es una mezcla, en distintas proporciones según sea la fuente biológica, de dos polisacáridos: amilosa y amilopectina.



La amilosa es un polisacárido lineal formado por unidades de glucosa unidas en enlace a (1,4). Según veíamos al tratar la estructura de la maltosa, este enlace determina que cada residuo de glucosa ocupe un plano aproximado que forma un ángulo de 120 grados con el del residuo de glucosa anterior, dando lugar a una estructura helicoidal que se repite aproximadamente cada seis residuos. Precisamente la coloración azul que el almidón forma con el ion yoduro se debe al complejo formado por este ion ocupando una vuelta entera del polisacárido. En la figura se presenta un fragmento de amilosa de doce residuos; en realidad, el grado de polimerización es bastante más grande, llegando a algunos centenares de restos de glucosa.

El otros componente del almidón es la amilopectina:



El Glucógeno, principal polisacárido de reserva energética en los tejidos animales, tiene una estructura similar a la amilopectina. Se diferencia de ésta en que presenta un grado de ramificación bastante mayor, teniendo por término medio entre 8 y 15 residuos por cada ramificación. Su peso molecular es asimismo muy elevado.

En determinadas bacterias, el polisacárido de reserva es el Dextrano:



El dextrano está constituido fundamentalmente por residuos de glucosa unidos en a-(1,6) y con grados variables de ramificación.


b-Glucanos

A diferencia de los anteriores, los b-glucanos, es decir, polisacáridos formados por glucosa o sus derivados en enlaces de tipo b- tienen generalmente una función estructural. Tal es el caso de la Celulosa.



La celulosa es un polisacárido formado por glucosas unidas por enlaces de tipo b (1,4). Tal como veíamos en el caso de la celobiosa, los planos de residuos contiguos de glucosa con este tipo de enlace son aproximadamente paralelos, presentando cada residuo una ligera rotación sobre el anterior en torno al enlace glicosídico. Esto hace que los b-glucanos tengan una disposición lineal, dando lugar a fibras extendidas, como es el caso de la celulosa, y con un grado de polimerización elevadísimo.

La Quitina es un polisacárido estructural que encontramos en el exoesqueleto de los Artrópodos (Insectos, Crustáceos, etc. ), así como en paredes celulares de hongos.



Se trata de un polisacárido lineal formado por residuos de N-acetilglucosamina en enlace b-(1,4). El bloqueo del grupo amino en C2 por el resto acetilo hace que la quitina tenga menor reactividad química aún que la celulosa.


Glicosaminoglicanos

Son polisacáridos estructurales que forman gran parte de la matriz intercelular de tejidos mesodérmicos (conjuntivo , cartílago, músculo, hueso) y que muy frecuentemente se presentan unidos a un núcleo de proteína, formando los llamados proteoglicanos (que no hay que confundir con glicoproteínas). La estructura de los glicosaminoglicanos es la de copolímero ABABAB..., con diferentes grados de polimerización, en el que A es un ácido urónico (ácido D-glucurónico o ácido L-idurónico) mientras que B es un aminoderivado, bien sea N-acetilglucosamina o N-acetilgalactosamina. En muchas ocasiones esta última aparece unida a residuos de sulfato. Los enlaces entre A y B son de tipo b-(1,3) y el enlace B-A es de tipo b-(1,4), alternando pues ambos tipos de enlace a lo largo del polisacárido, que invariablemente es de estructura lineal. Tanto el ácido urónico como los restos sulfato presentan carga negativa, lo que da a los glicosaminoglicanos un carácter polianiónico, con elevada densidad de carga negativa.

El ácido hialurónico es un glicosaminoglicano constituído por residuos alternantes de ácido glucurónico y N-acetilglucosamina.



Es muy abundante en todos los tejidos mesodérmicos, en el humor vítreo y en la gelatina de Wharton del cordón umbilical. A diferencia de los polisacáridos vistos anteriormente, el ácido hialurónico no tiene una forma definida en el espacio, sino que se extiende aleatoriamente tendiendo a ocupar un volumen muy grande debido a la repulsión electrostática de los grupos carboxilo del ácido urónico. Al mismo tiempo, forma mallas que retienen una gran cantidad de agua.

Los condroitinsulfatos son glicosaminoglicanos formados por restos alternantes de ácido glucurónico y N-acetilgalactosamina. Ésta puede presentarse sulfatada en C4, dando lugar al condroitin-4-sulfato:



Si la sulfatación tiene lugar en C6, tenemos el Condroitin-6-sulfato:



Otros glicosaminoglicanos son el Dermatan sulfato y el Queratan sulfato.



El dermatansulfato tiene una estructura análoga al condroitin-6-sulfato, excepto que contiene ácido L-idurónico en vez de ácido glucurónico; su disacárido constituyente es, por lo tanto ...L-idurónico b-(1,3) N-acetilgalactosamina 6-sulfato b-(1,4)...

El queratansulfato es el único glicosaminoglicano que no contiene ácidos urónicos; su estructura es ...D-Galactosa b-(1,3) N-acetilgalactosamina 6-sulfato b-(1,4)....



Todos ellos, en distintas proporciones, aparecen en la sustancia fundamental de tejidos de origen mesodérmico, constituyendo complejos con proteínas que reciben el nombre de Proteoglicanos.


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