METABOLISMO DE NUCLEÓTIDOS

GENERALIDADES

NUCLEÓTIDOS

Entre las biomoléculas más importantes, por su papel en el almacenamiento y transmisión de la información genética, se encuentran los ácidos nucleicos.

Los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por la unión de unidades básicas denominadas nucleótidos. Dicha unión se realiza mediante un tipo de enlace conocido como puente fosfodiéster.

El enlace fosfodiester resultan de la unión mediante enlace éster de la pentosa de un nucleósido con una

molécula de ácido fosfórico.

En esta unión se libera una molécula de agua y pirofosfato, este enlace puede producirse en cualquiera de los grupos hidroxilo libres de la

pentosa.

OLos enlaces fosfodiéster son esenciales para la vida, pues son los responsables del esqueleto de las hebras de ADN y ARN.

http://youtu.be/e5uxnYR99S0

Se puede considerar que los nucleótidos son los sillares estructurales de los ácidos nucleicos, del mismo modo que los aminoácidos lo son de las proteínas o los monosacáridos de los polisacáridos.

Además de desempeñar este importante papel, los nucleótidos como tales tienen otras funciones biológicas de naturaleza energética o coenzimática.

Cuando se somete a los ácidos nucleicos a hidrólisis en condiciones suaves liberan sus unidades monoméricas constitutivas: los nucleótidos.

Los sillares estructurales de otras 2 macromoléculas, como los aminoácidos o los monosacáridos, no son susceptibles de descomponerse a su vez en unidades más simples; sin embargo los nucleótidos sí pueden sufrir hidrólisis dando lugar a una mezcla de pentosas, ácido fosfórico y bases nitrogenadas

Las pentosas que aparecen formando parte de los nucleótidos son la β-D-ribosa y su derivado, el desoxiazúcar 2'-β-D-desoxirribosa, en el que

el grupo hidroxilo unido al carbono 2' fue sustituido por un átomo de hidrógeno.

Las bases nitrogenadas son compuestos heterocíclicos que, gracias al sistema de dobles enlaces conjugados que poseen en sus anillos, poseen un acusado carácter aromático, siendo su conformación espacial planar o casi planar.

Sus átomos de nitrógeno poseen pares electrónicos no compartidos que tienen tendencia a captar protones, lo que explica su carácter débilmente básico.

Los compuestos originarios de los que derivan estas bases nitrogenadas son la purina y la pirimidina.

Existen formando parte de los nucleótidos dos derivados de la purina (bases púricas), que son la adenina y la guanina, y tres derivados de la pirimidina (bases pirimídicas), que son la citosina, la timina y el uracilo.

Todas ellas se obtienen por adición de diferentes grupos funcionales en distintas posiciones de los anillos de la purina o de la pirimidina.

Por ejemplo la adenina es la 6-amino-purina, y el uracilo la 2,4-

dioxopirimidina.

CLASIFICACION Y NOMENCLATURA DE LOS

NUCLEOTIDOS

La posesión de un grupo fosfato, que a pH 7 se encuentra ionizado, confiere a los nucleótidos un carácter marcadamente ácido y según la identidad de ésta se pueden clasificar como:RibonucleotidosDesoxirribonucleotidos según contengan ribosa o desoxirribosa respectivamente.

Luego con forme el numero de grupos fosfato presentes se clásifican en:

MonofosfonucleótidosDifosfonucleotidos Trifosfonucleotidos

Todos estos tipos existen en las células vivas.

Los nucleótidos específicos se denominan esteres nucleósidicos del ácido fosfórico y la nomenclatura es la siguiente:

Monofosfato de nucleósido Difosfato de nucleósido Trifosfato de nucleósido Los monofosfonucleotidos también se denominan

como si fueran ácidos acílicos del nucleósido, pues presentan el grupo fosfato ácido.

Ejemplos:O ácido adenílico (AMP)O ácido dexosiadenílico O ácido uridílico (UMP) O ácido timidílico (dTMP)

NUCLEÓTIDOS CÍCLICOSNUCLEÓTIDOS CÍCLICOS

El adenosin 3-5 monofosfato cíclico (AMP) es un nucleótido universal de inmensa importancia biológica. Fue aislado por primera vez en 1959 por E. Sutherland y sus colaboradores como parte de investigación sobre el mecanismo de acción de ciertas hormonas como la adrenalina, sobre la regulación del metabolismo de los carbohidratos.

Los investigadores determinan que la acción inmediata de la adrenalina es activar la enzima encargada de producir AMP, este AMP controla la actividad de otras enzimas celulares, a menudo por activación alostérica.

Se han descubierto otros dos nucleótidos cíclicos el GMP y el CMP pero de este ultimo se sabe muy poco, mientras que el GMP actúa como la AMP pero de forma inversa osea como inhibidor de enzimas.

FUNCION DE LAS NUCLEÓTIDOS

Todos los tipos de células (de mamíferos, bacterianas y vegetales) contienen una gran variedad de nucleótidos y sus derivados. Sus principales funciones son:

Los enlaces anhidro que unen los grupos fosfato adicionales de los nucleótidos di y trifosfato son enlaces ricos en energía.

Por lo que necesitan un aporte energético importante para formarse y liberan esta energía cuando se hidrolizan. Esto les permite actuar como transportadores de energía.

En concreto, el trifosfato de adenosina (ATP) actúa universalmente en todas las células transportando energía de su grupo

fosfato terminal, desde los procesos metabólicos que la liberan hasta aquellos

que la requieren.

El ATP se genera en las células mediante la fosforilación oxidativa y la fosforilación a nivel de sustrato.

Como ya sabemos la fosforilación oxidativa es el proceso por el cual pasa un compuesto reducido a oxidado y hay un desprendimiento de energía.

Mientras que la fosforilación a nivel de sustrato es cuando un compuesto pasa hacer fosforilado durante una secuencia de reacciones enzimáticamente catalizadas.

Por ejemplo:Succinil-coA+Fi+GDP tioquinasa acido succínico+ GTP

En algunas reacciones del metabolismo,

participan otros nucleótidos trifosfato

como el GTP, CTP y UTP, pueden sustituir al ATP en este papel.

Por otra parte, algunos nucleótidos o sus derivados pueden actuar como coenzimas (sustancias orgánicas no proteicas que

resultan imprescindibles para la acción de muchos enzimas).

Tal es el caso del NAD, NADP, FAD o FMN, nucleótidos

complejos en los que aparecen bases nitrogenadas diferentes a las típicas de los ácidos nucleicos, que actúan

como transportadores de electrones en reacciones metabólicas de oxidación-

reducción.

O Intermediarios activados: Los nucleótidos también sirven de

portadores de intermediarios activados necesarios para diversas reacciones.

Un compuesto tal como la UDP-glucosa es un intermediario clave en la síntesis del glucógeno y de las glicoproteínas.

SINTESIS DE NUCLEOTIDOSSINTESIS DE NUCLEOTIDOS

Se pueden sintetizar mediante dos vías distintas como son:

vía de nodo vía de recuperación

La vía nodo comienza con materiales de partida sencillos como aminoácidos y

bicarbonato. Y se construyen estando ya unidas al anillo

de la ribosa. Por otra parte las bases purina liberadas durante la degradación hidrolitica de ácidos

nucleicos y nucleótidos, de esta forma pueden ser recuperadas o recicladas.

NUCLEÓSIDOS Las pentosas se unen a las bases

nitrogenadas dando lugar a unos compuestos denominados nucleósidos. La unión se realiza mediante un enlace N-glucosídico entre el átomo de carbono carbonílico de la pentosa (carbono 1') y uno de los átomos de nitrógeno de la base nitrogenada, el de la posición 1 si ésta es pirimídica o el de la posición 9 si ésta es púrica.

Los nucleósidos en estado libre sólo se encuentran en cantidades mínimas en las

células, generalmente como productos intermediarios en el metabolismo de los

nucleótidos.

Existen dos tipos de nucleósidos: los ribonucleósidos, que contienen β-D-

ribosa como componente glucocídico, y los desoxirribonucleósidos, que contienen β-D-desoxirribosa.

En la naturaleza se encuentran ribonucleósidos de adenina, guanina, citosina y uracilo, y desoxirribonucleósidos de adenina, guanina, citosina y timina.

NOMENCLATURA

Los nucleósidos se nombran añadiendo la terminación -osina al nombre de la base nitrogenada si ésta es púrica o bien la

terminación -idina si ésta es pirimídica y anteponiendo el prefijo desoxi- en el caso de

los desoxirribonucleósidos.

NUCLEOTIDOS DE ADENINANUCLEOTIDOS DE ADENINA

TRANSTORNOS DEL METABOLISMO DE LAS PURINAS Y

PIRIMIDINAS. Cuando falla la enzima Xantina Oxidasa (XO) o la

Xantina Deshidrogenasa tenemos: a) Gota se produce por la acumulación e

insolubilidad del Ác. Úrico o Hiperuricemia

Las manifestaciones clínicas Aparecen por la precipitación de cristales

de Urato de sodio en el líquido sinovial de las articulaciones especialmente dedo gordo del pié (Podagra), esto produce

inflamación y artritis de la articulación.

b) Falla de Xantina Deshidrogenasa (XDH) que provoca la Xantiuria Hereditaria la enzima XDH presente en el Hígado y la mucosa intestinal cataliza la degradación de Hipoxantina a Xantina y de esta última a ác. Úrico, emplea NAD como coenzima.

c) Deficiencia de Adenina Fosforibosil Transferasa (APRT).

d) Deficiencia de Hipoxantina Guanina Fosforibosil Transferasa (HPGPRT) falta de su expresión, provoca en los niños el síndrome de Lesh-Nyhan. Se caracterisa por presentar artritis, gota una alta agresividad a la edad de dos años, acompañada con episodios de auto mutilación debido a la ingestión de su propia lengua y dedos.

e) Superactividad de Fosforibosil Pirofosfato Sintasa (PRPS)

Pasa Pirofosfato desde ATP hasta Ribosa-5-Fosfato y se encuentra ligado al cromosoma X con Gota severa y cálculos en los riñones en adolescencia o antes de la edad adulta.

f) Deficiencia de Purina Nucleósido Fosforilasa (PNP). Causa una inmunodeficiencia por afectar la reproducción de los Linfocitos T y B.

g) Deficiencia de Adenosina Deaminasa (ADA).

h) Deficiencia de Mioadenilato Deaminasa (MAD)

Cataliza el paso de Deaminación de AMP a IMP, son 4 isoenzimas con máxima

actividad en músculo esquelético. Su falla produce calambres musculares y mialgia elexceso de Amonio producido neutraliza la producción de ácido Láctico.

Se incrementa la Glicólisis.

http://www.youtube.com/watch?v=s_rfl66-jLc