Bioquímica General · UACJ · Unidad 5 · Parte 1 de 2

Polisacáridos y
Glicoconjugados

Almidón · Glucógeno · Celulosa · Quitina · Glucosaminoglucanos · Proteoglicanos · Glicoproteínas · Glicolípidos

5.4 Polisacáridos— almidón, glucógeno, quitina, celulosa, glucosaminoglucanos

5.5 Glicoconjugados— proteoglicanos, glicoproteínas, glicolípidos, grupos sanguíneos

Ref.: M. Chairez. Unidad 5: Glúcidos. Bioquímica General, UACJ, s.f.

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Diapositiva 02 · Objetivos

Al terminar esta clase podrás…

1

Clasificar los polisacáridos en homopolisacáridos y heteropolisacáridos, y distinguir los de almacenamiento de los estructurales según su función biológica.

2

Comparar amilosa, amilopectina y glucógeno: tipo de enlace, grado de ramificación y ventajas funcionales para la movilización rápida de glucosa.

3

Explicar por qué el enlace β(1-4) en celulosa y quitina confiere propiedades estructurales radicalmente distintas al enlace α(1-4) del almidón.

4

Describir la estructura y función de los glucosaminoglucanos: ácido hialurónico, condroitín sulfato, heparina y su papel en tejido conjuntivo, articulaciones y coagulación.

5

Distinguir proteoglicanos, glicoproteínas y glicolípidos: tipos de enlace, función y ejemplos clínicos como los grupos sanguíneos ABO y las mucinas.

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Diapositiva 03 · 5.4 Polisacáridos

Polisacáridos — estructura primaria y clasificación general

💡 Idea central

La estructura primaria de un polisacárido es su secuencia de residuos monoméricos. A diferencia de proteínas y ácidos nucleicos, los polisacáridos tienen estructuras primarias sencillas — no necesitan transmitir información ni adoptar formas tridimensionales complejas.

📋 Clasificación por composición

Tipo	Composición	Ejemplo
Homopolisacárido	Un solo tipo de monómero	Celulosa (glucosa), Quitina (GlcNAc)
Heteropolisacárido	Dos o más tipos de monómeros	Glucosaminoglucanos, Peptidoglucano

Clasificación por función

Almacenamiento — Almidón (plantas), Glucógeno (animales). Reserva de glucosa movilizable.

Estructurales — Celulosa, Quitina, Peptidoglucano. Resistencia mecánica.

🧠 ¿Por qué estructuras sencillas?

Polisacáridos de reserva

Solo son recipientes de glucosa para uso futuro. No necesitan complejidad. La sencillez estructural es una ventaja: permite síntesis y degradación eficientes y rápidas.

Polisacáridos estructurales

Forman estructuras secundarias regulares y alargadas — fibras o láminas — gracias a la repetición regular de un mono o disacárido simple. La regularidad genera resistencia mecánica.

Excepción — oligosacáridos informativos

Los oligosacáridos de superficie celular y los unidos a glicoproteínas son complejos y bien definidos porque transportan información para el reconocimiento celular y molecular.

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Diapositiva 04 · 5.4 Almacenamiento

Almidón y glucógeno — polisacáridos de reserva

🌾 Almidón (plantas)

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Amilosa

Lineal, enlace α(1-4). Forma hélice por el ángulo que crea cada residuo α. Almacenamiento de glucosa a largo plazo. Un único extremo no reductor → liberación lenta.

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Amilopectina

Ramificada: enlaces α(1-4) + α(1-6). Las ramificaciones inhiben la hélice. Múltiples extremos no reductores → movilización rápida de glucosa.

¿Dónde se encuentra el almidón?

Principalmente en semillas de cereales, tubérculos (papa) y frutas no maduras. Almacenado en gránulos intracelulares.

🐾 Glucógeno (animales)

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Glucógeno — más ramificado que la amilopectina

Enlace α(1-4) + α(1-6) igual que amilopectina, pero las ramificaciones son más frecuentes y más cortas. Esto genera aún más extremos no reductores, permitiendo una movilización ultrarrápida de glucosa cuando la demanda energética es alta.

Localización

Hígado (regulación de glucemia) y músculo esquelético (uso local durante contracción).

¿Por qué polímeros y no glucosa libre?

La glucosa libre aumentaría la presión osmótica celular hasta niveles tóxicos. Los polímeros no difunden y no afectan la osmolaridad significativamente. Las enzimas liberan residuos de glucosa uno a uno desde los extremos no reductores.

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Diapositiva 05 · 5.4 Estructurales

Celulosa y quitina — el poder del enlace β

🏗️ Idea central

El enlace β(1-4) crea cadenas completamente extendidas con un giro de 180° entre residuos, formando láminas planas estabilizadas por puentes de hidrógeno entre cadenas. El resultado es una resistencia mecánica extraordinaria que el enlace α(1-4) no puede lograr.

🌿 Celulosa

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Principal polisacárido de plantas leñosas

Polímero lineal de D-glucosa, enlace β(1-4). Cadenas extendidas con giro de 180°/residuo → láminas planas → resistencia mecánica extrema.

Los humanos no pueden digerirla — carecen de glucosidasas β. Solo rumiantes y termitas (con sus microbiomas) pueden degradarla.

También en invertebrados marinos.

Hemicelulosa

En paredes celulares vegetales también se encuentran xilanos (polímeros de D-xilopiranosa β(1-4)) y glucomananos. Agrupados forman la hemicelulosa. En hongos: glucanos β(1-3) y β(1-6).

🦀 Quitina y quitosano

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Quitina — homopolímero de GlcNAc

N-acetil-β-D-glucosamina (GlcNAc) con enlace β(1-4). Estructura similar a celulosa, pero el OH del C2 está reemplazado por un grupo amino acetilado.

Componente del exoesqueleto de artrópodos y moluscos. Componente menor en hongos, algas y levaduras.

Quitosano

Forma desacetilada de la quitina (grupos –NH₂ libres). Más soluble en solución ácida. Con interés farmacéutico y biomédico: recubrimientos, liberación de fármacos, vendajes antimicrobianos.

Polisacárido	Enlace	Monómero	Organismo
Celulosa	β(1-4)	Glucosa	Plantas
Quitina	β(1-4)	GlcNAc	Artrópodos, hongos

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Diapositiva 06 · 5.4 Glucosaminoglucanos

Glucosaminoglucanos y pared bacteriana

🩹 Glucosaminoglucanos (GAGs)

Definición

Polímeros de unidades de disacáridos repetidas. Siempre contienen una N-acetilgalactosamina o N-acetilglucosamina. Son ácidos por grupos sulfato o carboxilato.

GAG	Localización	Función clave
Ácido hialurónico	Líquido sinovial, vítreo del ojo	Lubricación, viscosidad
Condroitín sulfato	Tejido conjuntivo, cartílago	Soporte mecánico
Queratán sulfato	Tejido conjuntivo, córnea	Soporte mecánico
Dermatán sulfato	Piel	Soporte estructural
Heparina	Pared vascular	Anticoagulante natural

Heparina — uso clínico

Se une a la antitrombina III, inhibiendo enzimas coagulantes. Se usa como fármaco anticoagulante en trombosis venosa, cirugía cardíaca y diálisis.

🧱 Función estructural — Proteoglicanos

Matriz del tejido conjuntivo

GAGs + proteínas centrales + colágeno forman una red fuerte y resistente. La unión se da por interacciones electrostáticas entre los grupos sulfato/carboxilato de los proteoglicanos y las cadenas laterales del colágeno. Los complejos proteoglicanos del tejido conjuntivo involucran ocasionalmente Si (silicio) en su biología.

🦠 Pared celular bacteriana (Peptidoglucano)

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Gram+ vs Gram−

Gram+ — pared gruesa de peptidoglucano (multicapa) + ácidos lipoteicoicos. Retiene el colorante de Gram.

Gram− — capa delgada de peptidoglucano cubierta por membrana lipídica externa. El lavado elimina el colorante.

Estructura del peptidoglucano

Copolímero de NAG (N-acetilglucosamina) y NAM (ácido N-acetilmurámico) con alternancia estricta, entrelazados por péptidos cortos con D-aminoácidos (forma poco habitual en biología).

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Diapositiva 07 · 5.5 Glicoconjugados

Glicoproteínas — enlace N y enlace O

🔗 Idea central

Más de la mitad de todas las proteínas eucariotas tienen cadenas de oligosacáridos o polisacáridos unidas covalentemente. Las glicoproteínas cumplen funciones enormemente diversas: lubricación, anticongelación, reconocimiento inmunológico, señalización intracelular.

🔵 Glucanos con enlace N

Enlace N

Se unen a través de GlcNAc (o a veces GalNAc) al grupo amino de la cadena lateral de un residuo de asparagina. La secuencia reconocida es —Asn-X-Ser/Thr— donde X es cualquier aminoácido. Presentan con frecuencia estructuras ramificadas complejas.

Las inmunoglobulinas tienen carbohidrato unido al dominio constante de la cadena pesada
Los oligosacáridos N-unidos participan en el marcaje intracelular para distribución correcta de proteínas en eucariotas
El residuo α-L-fucosa se encuentra frecuentemente cerca de la conexión proteica

🟠 Glucanos con enlace O

Enlace O

Se unen mediante enlace glucosídico O- entre GalNAc y el grupo OH de treonina o serina. En algunos casos se usa hidroxilisina o hidroxiprolina.

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Anticongelantes

Glicoproteínas con enlace O- en peces del océano Antártico. Reducen la temperatura de congelación de los fluidos corporales.

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Mucinas

Glicoproteínas salivales con glucanos O- cortos. Aumentan la viscosidad de la saliva para lubricación y protección de mucosas.

🩸

Grupos sanguíneos ABO

Oligosacáridos antigénicos en superficie de glóbulos rojos. Diferencias en la adición de residuos terminales (GalNAc, Gal) determinan los grupos A, B, AB u O.

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Diapositiva 08 · 5.5 Glicoconjugados

Proteoglicanos, glicolípidos y glucocáliz

🧬 Proteoglicanos

Definición

Proteínas centrales con cadenas de glucosaminoglucanos (GAGs) unidas covalentemente. No son simplemente glicoproteínas con muchos azúcares — tienen una arquitectura definida de GAGs sobre una proteína central.

Función estructural en tejido conjuntivo

Junto con el colágeno, forman la matriz extracelular. Las interacciones electrostáticas entre los grupos sulfato/carboxilato de los proteoglicanos y las cadenas laterales básicas del colágeno generan una red fuerte. Los complejos proteoglucanos del tejido conjuntivo constituyen uno de los pocos ejemplos donde el silicio (Si) participa en biología.

🏮 Glicolípidos y glucocáliz

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Glicolípidos

Lípidos con cadenas de oligosacáridos en la cara externa de la membrana plasmática. Participan en reconocimiento celular, adhesión y señalización. Los gangliósidos (con ácido siálico) son especialmente abundantes en neuronas.

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Glucocáliz

Capa compleja de polisacáridos en la superficie de muchas células eucariotas, formada por glicolípidos y glicoproteínas de membrana. Funciona en reconocimiento celular, protección mecánica e interacciones con el entorno extracelular.

Sustancias de grupos sanguíneos

Oligosacáridos antigénicos en la superficie de eritrocitos. El tipo O tiene el antígeno H. Los tipos A y B añaden respectivamente GalNAc o Gal al antígeno H mediante glucosiltransferasas específicas. El tipo AB expresa ambas enzimas.

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Diapositiva 09 · Práctica

Ejercicio de comprensión

P1

¿Por qué el glucógeno permite una movilización más rápida de glucosa que la amilosa?

a Porque el glucógeno tiene mayor peso molecular
b ✓ Porque sus ramificaciones más frecuentes y cortas generan muchos más extremos no reductores, permitiendo la actuación simultánea de múltiples enzimas
c Porque el glucógeno tiene enlace β(1-4) en lugar de α(1-4)

P2

¿Por qué los humanos pueden digerir el almidón pero no la celulosa, si ambos son polímeros de glucosa?

a Porque la celulosa tiene más residuos de glucosa que el almidón
b ✓ Porque el enlace β(1-4) de la celulosa requiere glucosidasas β, que los humanos no poseen, mientras que el enlace α(1-4) del almidón es hidrolizable por amilasas
c Porque la celulosa tiene un tipo diferente de glucosa

P3

¿Cuál es la función anticoagulante de la heparina?

a Bloquea directamente la formación del coágulo de fibrina
b ✓ Se une a la antitrombina III, potenciando su acción inhibidora sobre las enzimas coagulantes de la cascada de coagulación
c Degrada los coágulos ya formados por acción enzimática directa

P4

¿Qué distingue a un proteoglicano de una glicoproteína?

a Los proteoglicanos no tienen proteínas, solo polisacáridos
b ✓ Los proteoglicanos tienen cadenas de glucosaminoglucanos (GAGs) sobre una proteína central, mientras que las glicoproteínas tienen oligosacáridos más cortos y variados unidos a la proteína
c Los proteoglicanos solo se encuentran intracelularmente

P5

¿Cuál es la secuencia de aminoácidos reconocida para los glucanos con enlace N?

a —Glu-X-Pro—
b ✓ —Asn-X-Ser/Thr— donde X puede ser cualquier aminoácido excepto Pro
c —Lys-X-Tyr—

P6

¿Por qué la pared bacteriana Gram+ retiene el colorante de Gram y la Gram− no?

a ✓ La Gram+ tiene una pared gruesa de peptidoglucano multicapa que atrapa el colorante; la Gram− tiene una capa delgada cubierta por membrana lipídica externa que permite su lavado
b Porque las Gram+ tienen más lípidos en la membrana
c Porque las Gram− no tienen peptidoglucano

🏆

Diapositiva 10 · Actividad evaluable

Actividad integradora: análisis de casos clínicos

🎯 Instrucciones

Analiza los siguientes casos clínicos relacionados con polisacáridos y glicoconjugados. Justifica cada respuesta con los conceptos vistos. Tiempo: 25 min.

1️⃣

Artritis reumatoide y ácido hialurónico

Un paciente con artritis reumatoide presenta líquido sinovial con viscosidad reducida. ¿Qué polisacárido está disminuido? ¿Cómo afecta esto a la función articular? Explica el papel normal del ácido hialurónico en las articulaciones.

2️⃣

Transfusión sanguínea y grupos ABO

Un paciente de grupo sanguíneo A recibe sangre del grupo B por error. ¿Qué estructura molecular está en el centro del rechazo? Explica qué oligosacáridos difieren entre los grupos A y B y por qué el sistema inmune los reconoce como extraños.

3️⃣

Tratamiento con heparina

Un paciente post-quirúrgico recibe heparina IV para prevenir trombosis. Explica el mecanismo de acción de la heparina a nivel molecular (¿a qué se une? ¿qué inhibe?). ¿Por qué la heparina, siendo un glucosaminoglucano, tiene esta propiedad?

4️⃣

Glucosilación de hemoglobina (HbA1c)

La hemoglobina glucosilada (HbA1c) se usa para monitorear la diabetes. La glucosa se une al grupo amino N-terminal de la cadena β de la hemoglobina. ¿Qué tipo de enlace glicoconjugado es este? ¿Por qué este marcador refleja el promedio de glucemia de los últimos 3 meses?

Entregable

Análisis escrito de los 4 casos con justificación bioquímica. Incluir estructuras moleculares relevantes cuando aplique.

Criterios

Identificación correcta del glicoconjugado · Mecanismo molecular correcto · Conexión con el contexto clínico

✅ Parte 1 completada → Continúa con Parte 2

Ideas clave — Polisacáridos y Glicoconjugados

Almacenamiento

Amilosa (lineal, α1-4, larga duración) · Amilopectina (ramificada, α1-4 + α1-6, rápida) · Glucógeno (más ramificado, ultrarrápido). Sin osmolaridad.

Estructurales

Celulosa y Quitina: enlace β(1-4) → cadenas extendidas → fibras rígidas. Humanos no las digieren. Quitosano: forma desacetilada, interés biomédico.

GAGs

Disacáridos repetidos con amino azúcar + grupo ácido. Hialurónico (articulaciones), Heparina (anticoagulante), Condroitín/Queratán (tejido conjuntivo).

Glicoproteínas

Enlace N (Asn-X-Ser/Thr) y enlace O (GalNAc-Ser/Thr). Funciones: reconocimiento, distribución intracelular, anticongelación, mucinas, grupos ABO.

Pared bacteriana

Peptidoglucano (NAG-NAM con péptidos cortos de D-aminoácidos). Gram+: multicapa. Gram−: monocapa + membrana lipídica externa.

Bioquímica General · Glúcidos Parte 1 · UACJ