Què són els glúcids i com es classifiquen

Els glúcids (també anomenats sucres o hidrats de carboni) són biomolècules que segueixen la fórmula general (CH₂O)n. El que els fa especials és que tots tenen un grup carbonil - un carboni unit a un oxigen per un enllaç doble.

Segons on estigui aquest grup carbonil, tindrem dues opcions: si està a l'extrem de la cadena és un aldehid (polihidroaldehid), i si està al mig és una cetona (polihidrocetona). És com tenir dues maneres diferents d'organitzar els mateixos ingredients.

La classificació dels glúcids és súper senzilla i depèn de quantes unitats tenen:

• Monosacàrids: una sola cadena (els més simples)
• Oligosacàrids: entre 2 i 10 unitats (els disacàrids són els més comuns)
• Polisacàrids: més de 10 unitats (els gegants)

Recorda: Tots els glúcids tenen grups hidroxil $-OH$, que els dona les seves propietats especials com ser solubles en aigua i tenir gust dolç.

Els monosacàrids: els blocs de construcció

La glucosa (C₆H₁₂O₆) és la superstar dels monosacàrids - la trobes a la fruita madura, és l'únic "menjar" que poden usar les neurones i els glòbuls vermells, i circula per la teva sang constantment. Quan n'hi ha massa, apareix la diabetis.

Altres monosacàrids importants són la fructosa (a la fruita i la mel) i la galactosa (que forma part de la lactosa de la llet). Físicament, tots els monosacàrids són sòlids cristal·lins blancs, es dissolen en aigua i tenen gust dolç.

La nomenclatura és com un codi secret que has de desxifrar. Per exemple, una aldohexosa vol dir: "aldo-" perquè té el grup aldehid, "hex-" perquè té 6 carbonis, i "-osa" perquè és un monosacàrid. Si té el grup cetona, seria una cetosa.

Truc d'estudi: Tots els monosacàrids són sucres reductors - això vol dir que donen positiu al reactiu de Fehling, un test que apareix sovint als exàmens!

Isomeria: mateix cotxe, colors diferents

Els isòmers són monosacàrids amb la mateixa fórmula però estructura diferent - imagina't el mateix cotxe pintat de colors diferents. La nomenclatura D/L et diu on està el grup -OH del darrer carboni asimètric: D quan està a la dreta, L quan està a l'esquerra.

Aquí ve el que és curiós: a la natura només trobes monosacàrids de la sèrie D. És com si la natura tingués preferències!

Els enantiòmers són imatges especulars l'un de l'altre (com les teves mans), mentre que els epímers només es diferencien en la posició dels radicals d'un sol carboni asimètric. La D-glucosa i la D-galactosa són epímers - gairebé iguals però amb una petita diferència.

Atenció examen: No confonguis D/L amb +/-. El primer indica l'estructura, el segon com desvien la llum polaritzada (activitat òptica).

Pentoses i hexoses importants

Les pentoses (5 carbonis) més importants són la D-ribosa (present a l'ARN) i la D-2-desoxirribosa (present a l'ADN). La diferència? La desoxirribosa no té oxigen al carboni 2 - d'aquí el nom "desoxi".

També tens la ribulosa 1,5-difosfat (RuBisCO), una cetopentosa que fa de protagonista al cicle de Calvin de la fotosíntesi. És la molècula que "captura" el CO₂ de l'atmosfera.

Les hexoses (6 carbonis) principals són la glucosa, galactosa i fructosa. Cada una té la seva personalitat: la glucosa és la més versàtil, la galactosa forma part de la lactosa, i la fructosa és el sucre més dolç de tots.

Consell: Aprèn't les fórmules estructurals de ribosa, desoxirribosa, glucosa, galactosa i fructosa - surten constantment als exàmens!

La ciclació: quan els monosacàrids es tanquen

Quan les pentoses i hexoses estan en dissolució, fan una cosa curiosa: es ciclen. És com si es tanquessin sobre elles mateixes formant anells. Això passa perquè es forma un enllaç entre el carboni del grup carbonil i l'OH del darrer carboni asimètric.

Aquest enllaç té noms diferents segons l'origen: hemiacetal si ve d'un grup aldehid (C1), hemicetal si ve d'un grup cetona (C2). El carboni que abans tenia el grup carbonílic es converteix en carboni anomèric - un nou carboni asimètric.

La forma de l'anell també té nom: piranosa si és un hexàgon (glucosa, galactosa) i furanosa si és un pentàgon (ribosa, desoxirribosa, fructosa). A més, segons com estigui orientat l'OH del carboni anomèric, tindrem les formes α (alfa, cap avall) o β (beta, cap amunt).

Recorda: La nomenclatura completa inclou tot: β-D-(+)-aldohexopiranosa per la β-glucosa. Sembla complicat, però cada part té el seu significat!

Projeccions: com dibuixar els monosacàrids

Hi ha dues maneres principals de representar els monosacàrids: la projecció de Fisher (forma vertical, més esquemàtica) i la projecció de Haworth (forma ciclada, més realista). És com tenir dues maneres diferents de dibuixar la mateixa casa.

La diferència entre les formes α i β és crucial: si l'OH del carboni anomèric queda per sota de l'anell és α, si queda per sobre és β. Aquesta petita diferència canvia completament les propietats de la molècula.

La nomenclatura completa és com una matrícula del cotxe - et diu tot sobre la molècula: el tipus d'anòmer (α/β), l'estereoisomeria $D/L$, l'isomeria òptica (+/-), el tipus de carbonil, el nombre de carbonis i la forma de l'anell.

Truc visual: Per recordar α i β, pensa que α va "avall" i β va "a-dalt" - és un truc que no fallarà mai!

Els disacàrids: quan dos es fan un

Els disacàrids es formen quan dos monosacàrids s'uneixen mitjançant un enllaç O-glicosídic, alliberant una molècula d'aigua en el procés. És com ajuntar dues peces de Lego - queden unides però cadascuna manté la seva identitat.

Hi ha dos tipus d'enllaços segons quants carbonis carbonílics quedin lliures: monocarbonília $un carboni lliure = poder reductor$ i dicarbonília $cap carboni lliure = sense poder reductor$. Aquesta diferència és clau per identificar-los als exàmens.

L'enllaç es nomena segons el tipus del primer monosacàrid: si és α, l'enllaç és α; si és β, l'enllaç és β. Per exemple, α(1-4) vol dir enllaç alfa entre el carboni 1 del primer i el carboni 4 del segon.

Important per exàmens: Si un disacàrid té poder reductor, dona positiu al reactiu de Fehling. Si no en té, dona negatiu. Aquesta diferència apareix molt als tests!

Els disacàrids principals que has de conèixer

La maltosa $glucosa α + glucosa$ és el sucre dels cereals en germinació i es fa servir per fabricar cervesa i altres aliments. Té enllaç α(1-4) monocarbonília, per tant té poder reductor. Ve de la hidròlisi del midó i del glicogen.

La cel·lobiosa $glucosa β + glucosa β$ no la trobes lliure a la natura - només s'obté hidrolitzant la cel·lulosa. Té enllaç β(1-4) monocarbonília i també té poder reductor. És com la "germana" de la maltosa però amb configuració beta.

La diferència entre maltosa i cel·lobiosa és només la configuració (α vs β), però aquesta petita diferència fa que nosaltres puguem digerir la maltosa però no la cel·lobiosa. Per això no podem digerir la fusta!

Recorda: La diferència entre α i β és crucial - determina si podem digerir el disacàrid o no. Els humans tenim enzims per α però no per β!

Lactosa i sacarosa: els sucres quotidians

La lactosa $galactosa β + glucosa$ és el sucre de la llet. Té enllaç β(1-4) monocarbonília i poder reductor. Les persones intolerants a la lactosa no tenen l'enzim lactasa que la trenca en glucosa i galactosa - per això els senta malament la llet.

La sacarosa $glucosa α + fructosa β$ és el sucre de taula que uses cada dia. Ve de la canya de sucre, verdures i fruites. El seu enllaç α(1-2) és dicarbonília, per tant no té poder reductor - els dos carbonis carbonílics estan ocupats en l'enllaç.

Per distingir la glucosa de la galactosa, fixa't en l'OH del carboni 4: a la glucosa està cap avall, a la galactosa cap amunt. És l'única diferència, però canvia completament les seves propietats.

Curiositat: La sacarosa és l'únic disacàrid comú sense poder reductor. Això la fa més estable i per això és perfecta com a sucre de taula!

Enllaços especials i polisacàrids

L'enllaç N-glicosídic es forma quan una base nitrogenada s'uneix amb una pentosa, alliberant H₂O. Aquest tipus d'enllaç és fonamental per formar els nucleòtids de l'ADN i ARN - sense ells no existiria la vida tal com la coneixem.

Els polisacàrids són els gegants dels glúcids - molècules enormes amb pesos moleculars altíssims. No es dissolen completament en aigua sinó que formen dispersions col·loïdals (com quan mescles farina amb aigua).

Es formen per enllaços O-glicosídics múltiples segons la fórmula: M+M+M+...(n) = Polisacàrid + $n-1$ Aigua. Cada enllaç que es forma allibera una molècula d'aigua.

Concepte clau: Els polisacàrids són com "magatzems" o "materials estructurals" - el midó i glicogen emmagatzemen energia, mentre que la cel·lulosa dona estructura a les plantes.