Casi toda la amilosa está compuesta por cadenas largas y no ramificadas, y solo unas pocas tienen una pequeña cantidad de ramificaciones. Por lo tanto, no tiene sentido comparar el glucógeno con la amilosa. En su lugar, la comparación debe centrarse en la amilopectina y el glucógeno. Aunque ambos son polisacáridos para el almacenamiento de energía en los seres vivos, y el glucógeno es incluso conocido como almidón animal, tienen estructuras, propiedades y funciones muy diferentes.
Almidón (Amilopectina) vs. Glucógeno: Fuente de glucosa
El glucógeno está presente en casi todos los organismos, incluidas bacterias y arqueas antiguas, mientras que el almidón se encuentra predominantemente en las plantas. La glucosa en el glucógeno proviene de varias fuentes. Para los carnívoros, proviene de sus presas; para los herbívoros, proviene de las plantas (almidón y celulosa). Los animales también pueden sintetizar glucosa a partir de aminoácidos y glicerol. En algunas bacterias, la glucosa se deriva de la fotosíntesis y la quimiosíntesis. Por ejemplo, las cianobacterias, uno de los primeros organismos en desarrollar la fotosíntesis, convierten el exceso de glucosa en glucógeno.
En contraste, toda la glucosa utilizada para sintetizar almidón en las plantas proviene de la fotosíntesis. Aproximadamente el 70% del almidón es amilopectina.
Almidón (Amilopectina) vs. Glucógeno: Síntesis y Degradación
El almidón puede ser hidrolizado directamente en glucosa por enzimas o descompuesto en glucosa-1-fosfato. Sin embargo, los puntos de ramificación en el glucógeno solo pueden ser hidrolizados en glucosa por una proteína llamada enzima desramificante, y la otra parte se degrada en glucosa-1-fosfato.
Síntesis del Almidón
La síntesis del almidón ocurre en los cloroplastos y amiloplastos. El Triose-P producido por la fotosíntesis en los cloroplastos se convierte secuencialmente en fructosa-6-fosfato, glucosa-6-fosfato, glucosa-1-fosfato, y ADP-glucosa, amilosa y amilopectina.
Los amiloplastos utilizan sacarosa para producir almidón. La sacarosa de las hojas es hidrolizada por enzimas en fructosa y UDP-glucosa. La UDP-glucosa se convierte luego en glucosa-1-fosfato, ADP-glucosa, amilosa y amilopectina. La sintetasa del almidón enlaza glucosa en una cadena recta, mientras que la enzima ramificadora del almidón añade ramificaciones a la cadena.
Síntesis del Glucógeno
La síntesis del glucógeno comienza con glucosa-6-fosfato, que se convierte en glucosa-1-fosfato, UDP-glucosa, y luego glucógeno. La glucógeno sintetasa crea cadenas rectas, y la enzima ramificadora transfiere segmentos de ramas más largas para crear nuevas ramificaciones. La glucosa solo puede añadirse al glucógeno existente o al núcleo proteico en el centro del glucógeno durante la síntesis.
Almidón (Amilopectina) vs. Glucógeno: Estructura
El gránulo de glucógeno y la amilopectina son polisacáridos altamente ramificados, y el glucógeno a menudo se refiere como almidón animal. Sin embargo, más allá de esta similitud, difieren significativamente.
El gránulo de glucógeno tiene más ramificaciones que la amilopectina. La longitud promedio de la cadena es de aproximadamente 13 unidades de glucosa, con un grado de ramificación de alrededor del 8%. Las ramificaciones crecen desde un núcleo proteico y otras ramificaciones para formar una esfera con hasta 12 niveles, conocida como partícula β de glucógeno. Estas partículas tienen proteínas en la superficie que regulan la síntesis y la degradación. En el hígado, 20-50 partículas β se agrupan en estructuras más grandes que se asemejan al brócoli, llamadas partículas α de glucógeno.
La ramificación de la amilopectina tiene en promedio 20-30 unidades de glucosa, por lo tanto, aproximadamente la mitad del grado de ramificación del glucógeno. Las ramificaciones en el glucógeno siempre contienen 9-14 glucosas, mientras que la distribución de la longitud de la cadena en la amilopectina es mucho más desigual. Algunas cadenas son muy cortas (unas pocas unidades de glucosa) y otras son muy largas (cientos de unidades de glucosa). La amilopectina es más como un árbol en lugar de una esfera, con ramas que corren paralelas a la cadena principal y se entrelazan en hélices dobles. Cuando muchas moléculas de amilopectina se agrupan, forman regiones cristalinas que son un componente principal de los gránulos de almidón, lo que permite a las plantas almacenar más glucosa en un espacio limitado. La superficie de los gránulos de almidón también contiene proteínas relacionadas con el metabolismo.
Almidón (Amilopectina) vs. Glucógeno: Función
Las distintas estructuras del glucógeno y la amilopectina indican sus funciones muy diferentes. El glucógeno está diseñado para la liberación rápida de energía. Es particularmente importante en las células musculares, donde el glucógeno se descompone en glucosa para la glucólisis anaeróbica tan rápidamente como sea posible cuando la fosfocreatina se agota (dentro de unos 10 segundos de actividad intensa, como correr a toda velocidad).
La sacarosa sirve como almacenamiento de energía a corto plazo en las plantas, mientras que el almidón, similar a la grasa en los animales, se utiliza para el almacenamiento de energía a largo plazo. La estructura de doble hélice muy fuerte de los gránulos de almidón significa que no puede degradarse muy rápidamente.