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2.6.1.2. Homopolisacaridos estructurales

Homopolisacáridos estructurales

Como ya se ha dicho, en este tipo de polisacáridos los enlaces O-glucosídicos son difíciles de hidrolizar por ser β-glucosídico, lo que les permite constituir estructuras biológicas resistentes a la alteración.

Celulosa

La celulosa es un polisacárido con función esquelética propio de los vegetales. Es el elemento principal de la pared celular, que envuelve a la célula, y persiste después de la muerte de ésta. Las fibras vegetales (algodón, lino, cáñamo, esparto, etc.) y el interior del tronco de los árboles (el leño o madera) están formados, principalmente, por paredes celulósicas de células muertas.

La celulosa es un polímero de β-D-glucopiranosas unidas mediante enlaces β (1→4). Dos glucosa forman una celobiosa. Cada polímero tiene de 150 a 5000 moléculas de celobiosas, y un peso molecular medio de 800.000. Estas cadenas de polímeros no están ramificadas, pero se pueden disponer paralelamente uniéndose mediante enlaces de puente de hidrógeno, en agregados cristalinos muy ordenados.

Los humanos no podemos digerir la celulosa porque nuestras enzimas digestivas no pueden romper el enlace β. Muchos microorganismos y algunos invertebrados (Lepisma saccharina o pececillo de plata, y el Teredo navalis o molusco taladrador de la madera) son capaces de segregar la enzima celulasa, que puede romper el enlace β. Los insectos xilófagos, como los termes, y los herbívoros rumiantes (vaca, oveja, cabra, camello), pueden aprovechar la celulosa porque los microorganismos simbióticos del tracto digestivo producen celulasa. Los herbívoros no rumiantes, como el caballo, presentan restos de celulosa en las heces.

La celulosa es el componente fundamental de la fibra alimentaria. Como no puede ser absorbida por el intestino humano, la celulosa aumenta el volumen de las heces y ablanda su consistencia, lo que facilita el tránsito intestinal y previene el estreñimiento.

La celulosa es un nutriente importante para muchos animales, aunque la mayoría de las especies requieren la ayuda de los organismos simbióticos para que produzcan celulasa, la enzima capaz de romper el enlace β glucosídico.

 

Quitina

Es un polisacárido estructural, componente fundamental del exoesqueleto de los artrópodos (insectos, crustáceos, etc.). También forma parte de los recubrimientos celulares de los hongos. El monómero constituyente es un derivado de la glucosa (N-acetil-β-D-glucosamina). La unión entre ellos se realiza por enlaces β (1→4), que da lugar a una cadena lineal, similar a la celulosa. Tampoco es digerible por los animales.

Preguntas que han salido en exámenes de acceso a la Universidad (PAU, Selectividad, EBAU, EvAU)

Aragón, Julio de 2024, pregunta 2

Responda las preguntas que hacen referencia a la etiqueta de un alimento, mostrada en la figura adjunta. (2 puntos)

a) Al hablar de “fibra” en la etiqueta se refiere al contenido en celulosa, ¿de qué tipo de molécula se trata? Sea lo más concreto posible. ¿Por qué moléculas está compuesta y qué enlaces las unen entre sí? (0,3 puntos)
b) ¿En qué tipo de células aparece y con qué función? (0,3 puntos)

Aragón. Junio de 2006, opción A. Cuestión 2.- (2 puntos).

Algunas de nuestras prendas de vestir tienen un origen vegetal y están hechas de algodón, que contiene celulosa. Otras, como la seda, son de origen animal. La seda está formada por una proteína que forma láminas b con cadenas que repiten una secuencia de glicina-serina-glicina-alanina-glicina-alanina.

a) ¿Qué es la celulosa? ¿Qué función tiene en el vegetal de origen? ¿De qué estructura forma parte? (0,5 puntos)

Aragón, Septiembre de 2019, opción A, cuestión 1 (2 puntos).

Algunas de nuestras prendas de vestir tienen un origen vegetal y están hechas de algodón, que contiene celulosa. Otras, como la seda, son de origen animal. La seda está formada por una proteína que forma láminas β con cadenas que repiten una secuencia de glicina-serina-glicina-alanina-glicina-alanina.

a) Indique, concretando lo máximo posible, qué tipo de biomolécula es la celulosa. ¿Qué función tiene en el vegetal de origen? ¿De qué estructura forma parte? (0,5 puntos)

b) ¿Cómo se llama el enlace que se produce entre los monómeros constituyentes de la celulosa? ¿De qué tipo es?

c) ¿Qué es una lámina β?

d) ¿Qué tipo de enlace unirá a glicina con serina? Exprese la formación del enlace de una forma general. Cite dos características de dicho enlace.

País Vasco, Julio de 2020, opción 5B. Murcia, Junio de 2021, pregunta 1.1

Las biomoléculas y los enlaces químicos:

a) (1,5 puntos) Indica qué biomoléculas presentan los siguientes enlaces químicos:

1. Glucosídico, 2. Peptídico, 3. Éster, 4. Fosfodiéster, 5. Puentes de H

b) (1 punto) Explica razonadamente por qué los humanos no podemos digerir la celulosa, pero sí el almidón.

Asturias, Junio de 2021, pregunta 1A

Pregunta 1A- La acción enzimática de jugos gástricos humanos sobre dos homopolímeros 1 y 2 produce, solo en uno de los casos, exclusivamente el monómero.

a) Identifique razonadamente qué polímeros pueden ser 1 y 2. (Calificación máxima 1 punto)
b) Justifique cuál es la causa de este comportamiento diferente y su importancia en cuanto a su función y aprovechamiento. (Calificación máxima 1 punto)

Castilla La Mancha, Junio de 2022, pregunta 2.2.

A pesar de estar formadas por la misma molécula básica, la celulosa y el almidón tienen funciones y estructuras muy diferentes. Ambas moléculas son insolubles en agua, aunque en distinto grado.

a. ¿De qué molécula sencilla están formadas estas macromoléculas y a qué grupo bioquímico pertenecen? Describa una de las funciones principales de cada una de estas dos macromoléculas.
b. Nombre y describa los enlaces que unen a los monómeros constituyentes del almidón y la celulosa.
c. Explique dos funciones del agua en los seres vivos.

Navarra, Junio de 2022, pregunta 3

Cita dos carbohidratos que posean función estructural, indicando las características químicas que permiten el desarrollo de esta función.

Navarra, Junio de 2024, pregunta 2

Los polisacáridos con función estructural se pueden encontrar en las plantas y en algunos animales. Indica cuáles son y qué semejanzas y diferencias existen entre ellos a nivel molecular.

País Vasco, Junio de 2024, opción 1B

Los polisacáridos son los carbohidratos químicamente más complejos. En relación con ellos:

a) (0,75 puntos) ¿En qué se diferencia un homopolisacárido y un heteropolisacárido?

¿Cómo se denomina la unidad monomérica de cada uno de ellos? ¿Y cómo se llama el enlace mediante el que se unen estas unidades monoméricas?

b) (1,25 puntos) Indique un homopolisacárido estructural de origen vegetal, y otro de origen animal, y explique brevemente cuáles son las principales analogías y diferencias que se observan entre la estructura y la función de ambas macromoléculas.

c) (0,5 puntos) Indicar dónde se localizan principalmente las moléculas del apartado b en los seres vivos.

Repasando los homoposacáridos estructurales

Pregunta

¿Qué tipo de enlace dificulta la hidrólisis de los homopolisacáridos estructurales?

Respuestas

Enlace α-glucosídico.

Enlace β-glucosídico.

Enlace α-galactosídico.

Enlace β-galactosídico.

Retroalimentación

Pregunta

¿Cuál es la función principal de la celulosa en los vegetales?

Respuestas

Almacenamiento de energía.

Estructura esquelética.

Protección contra patógenos.

Transporte de nutrientes.

Retroalimentación

Pregunta

¿Cuál es la característica principal de la celulosa en términos de estructura molecular?

Respuestas

Cadena ramificada.

Unión mediante enlaces β (1→4).

Predominancia de enlaces α-glucosídicos.

Presencia de enlaces de puente de carbono.

Retroalimentación

Pregunta

¿Por qué los humanos no pueden digerir la celulosa?

Respuestas

Ausencia de enzimas digestivas.

Dificultad para absorberla en el intestino delgado.

Toxicidad en el sistema digestivo.

Nuestras enzimas no pueden romper el enlace β-glucosídico.

Retroalimentación

Pregunta

¿Cuál es la principal función de la quitina en los artrópodos?

Respuestas

Almacenamiento de minerales.

Componente del exoesqueleto.

Generación de energía.

Regulación del crecimiento celular.

Retroalimentación

Pregunta

¿Qué tipo de enlace une los monómeros de quitina en su estructura?

Respuestas

Enlace α-galactosídico.

Enlace α-glucosídico.

Enlace β (1→4).

Enlace α (1→4).

Retroalimentación

Pregunta

¿Cuál es la principal similitud estructural entre la celulosa y la quitina?

Respuestas

Presencia de enlaces α-glucosídicos.

Ambas forman cadenas lineales.

Unión mediante enlaces de puente de hidrógeno.

Funcionan como almacenamiento de energía en los organismos.

Retroalimentación

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