Biopolímero

Biopolímero
s (4831)
5.2. Propiedades de los monómeros
5.2.1 Formas tautómeras de las bases
En principio, en cada base pueden darse diferentes formas tautómeras (tautomería cetoamina,
enolimina) algunas de ellas se presentan en la figura
Todos los datos
experimentales
(cristalografía,
espectroscopía UV e IR
) indican que en
disolución acuosa las
formas que predominan
con casi exclusividad
son las formas
cetoamina, así que en
adelante sólo se
consideraran estas
formas.
5.2.2. Ionización de nucleósidos y nucleótidos
Los mononucleótidos y el final de las cadenas de los polinucleótidos contienen el grupo
monoesterfosfórico que tiene dos grupos ionizables (véase figura siguiente). Los grupos
diesterfosfórico que unen los diferentes monómeros de la cadena de polinucleótido solo tienen
un grupo ionizable con un valor de su constante de ionzación realmente alto (pKa alrededor de
1), lo que implica que en disolución acuosa una cadena de polinucleótido a pH neutro soporta
una carga neta negativa por cada monómero. Es decir los ácidos nucleicos son polielectrolítos
extraordinariamente fuertes que soportan una carga negativa altísima y por tanto, unas
interacciones iónicas repulsivas muy altas. Este hecho constituye una de las diferencias
fundamentales entre los polipéptidos (cadena neutra) y los ácidos nucleicos (cadena cargada
negativamente)
La asignación de los valores de pKa encontrados experimentalmente en la valoración de los
nucleótidos y nucleósidos a los grupos ionizables de las bases es una labor complicada, ya que
cada base dispone de varios puntos en los que puede aceptar o donar protones al medio. Esto
se complica, además, con el hecho de la existencia de diferentes tautómeras cuyo equilibrio
depende de la polaridad y el pH del disolvente. El enorme trabajo de investigación realizado
hasta ahora puede resumirse en la figura siguiente en donde se muestran los resultados para
los ribonucleósidos normales. Nótese que A y C pueden encontrarse como formas neutras o
positivas, mientras que U es neutra o negativa y G puede existir en cualquiera de las tres
formas. La presencia del grupo fosfato puede desplazar los valores de pKa en algunas décimas
de pH. Las propiedades de valoración de los desoxiribonucleósidos y desoxinucleótidos
muestran una estrecha correspondencia con los de los correspondientes ribonucleósidos y
nucleótidos, aunque en los desoxi los valores de suelen ser unas décimas más altos.
En los oligonucleótidos y polinucleótidos, las interacciones electrostáticas entre residuos
alteran estos valores de pKa en mayor o menor extensión. Cuando estos grupos ionizables
están implicados en la formación de estructura secundaria, como se verá más adelante, los
valores de sus constantes de ionización están profundamente alterados. No obstante merece la
pena observar que a pH neutro, en el intervalo de 5 a 8 las formas dominantes son las neutras.
Teniendo en cuenta que las bases equivalen, en estos polímeros, a las cadenas laterales de
los aminoácidos en los polipéptidos, este hecho constituye otra de las diferencias entre ambos
tipos de polímeros, ya que en polipéptidos existen varios tipos de cadenas laterales cargadas,
mientras que aquí todas son neutras. No obstante, aunque las bases no sean compuestos
cargados en disolución, sí que son compuestos polares con momentos dipolares que oscilan
entre los 2'5 D y los 7 D a pesar de lo cual son compuestos bastante insolubles en agua, es
decir hidrófobos.
Biopolímeros. J. Donoso.Página actualizada en Febrero 2006