apuntes nucleotidos libres

IMPORTANCIA DE LOS NUCLEÓTIDOS
Los nucleótidos son moléculas que poseen un gran interés biológico, ya que, además de
constituir los ácidos nucleicos, llevan a cabo algunas funciones básicas para los seres vivos.
Moléculas acumuladoras y donantes de energía
Ciertas reacciones bioquímicas propias de los seres vivos tienen como finalidad la
producción de energía. Si esta energía se desprendiera libremente apenas tendría utilidad
para el organismo. Resulta más eficaz disponer de un sistema capaz de acumular la
energía liberada, de manera que pueda ser utilizada con posterioridad en la cantidad y en el
momento preciso.
Algunos nucleótidos (fundamentalmente
de adenosina y,en menor medida,
también de guanosina) con más de un
grupo fosfato desempeñan esta función.
Cuando existe energía disponible, una
molécula de adenosíndifosfato (ADP) la
emplea en unir un tercer grupo fosfato a
los
otros
dos
para
obtener
adenosíntrifosfato (ATP).
El enlace así constituido es altamente energético, lo que quiere decir que para su formación
se requiere una cantidad considerable de energía (7 kcal/mol). Resulta evidente que la
rotura de este enlace liberará la misma cantidad de energía.
ATP
ADP + P
De esta manera, el sistema ADP/ATP constituye una forma eficaz de «guardar» la energía
liberada en reacciones biológicas exotérmicas.
Aunque se usa con frecuencia, la expresión «guardar energía» no es teóricamente
correcta. En realidad, la energía se emplea para formar un enlace que,
posteriormente, se libera de nuevo cuando se rompe. La energía, por tanto, no se
acumula como tal.
Si existe energía disponible en abundancia se formarán muchas moléculas de ATP a partir
de ADP. La proporción ATP/ADP será en este caso alta. Por el contrario, el consumo de
energía en gran cantidad por parte de la célula disminuirá los niveles de ATP y aumentará
los de ADP. La proporción ATP/ADP será más baja.
Es habitual representar los enlaces de alta energía que existen entre los grupos fosfato con
el símbolo (~), en lugar de la notación usual (-) de los enlaces. Además del ATP y el ADP,
también intervienen en algunas reacciones metabólicas los nucleótidos de guanina GTP y
GDP.
El AMP cíclico (AMPc) es un nucleótido de adenina cuyo ácido fosfórico está
esterificada: con los carbonos 5’ y 3' de la ribosa, formando una estructura cíclica.
Se forma en las células a partir del ATP intracelular, mediante una reacción catalizada por la
enzima adenilatociclasa localizada en la membrana celular.
La adenilatociclasa se activa cuando determinadas hormonas se unen en la membrana
plasmática a receptores específicos. Así, la unión de una hormona al receptor adecuado
hace que se produzca AMPc. Esta molécula, directa o indirectamente, activa enzimas que
actúan en numerosas reacciones metabólicas.
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Debido a la forma en cómo se origina, al
AMPc se le denomina “segundo
mensajero ya que transmite y amplifica
en el interior de la célula las señales que
le llegan a través de la sangre mediante
las hormonas, que son los “primeros
mensajeros”.
Nucleotidos coenzimáticos
Las coenzimas son moléculas orgánicas no proteicas que intervienen en las reacciones
cataIizadas enzimáticamente, actuando, generalmente, como transportadores de electrones.
Tienen diversa naturaleza química, pero muchas de ellas son nucleótidos. A diferencia de
las enzimas, las coenzimas no son específicas en cuanto al sustrato sobre el que actúan,
sino que cada grupo de coenzimas interviene en un mismo tipo de reacción,
independientemente de cuál sea el sustrato.
Los principales nucleótidos coenzimáticos son:
Los nucleótidos de flavina, que están formados por una base nitrogenada, la flavina, y
como pentosa, un derivado de la ribosa, el ribitol. Al unirse ambos para formar el
nucleósido, constituyen un compuesto denominado riboflavina o vitamina B2.
Los nucleótidos de flavina son:
FMN: flavín-mononucleótido. La flavina está unida a un grupo fosfato.
FAD: flavín-adenín-dinucleótido, formado por una molécula de FMN unida mediante
enlace fosfodiéster a otra de AMP (adenosín monofosfato).
FMN
FAD
Ambos son coenzimas de las deshidrogenasas, enzimas que catalizan las reacciones de
oxidación-reducción, y se pueden encontrar tanto en forma oxidada (FAD, FMN) como la
forma reducida (FADH2, FMNFI2). Para pasar de una forma a otra, captan o ceden
hidrogeno oxidando o reduciendo el sustrato.
Los nucleótidos de piridina, que son dinucleótidos formados por la unión mediante
enlace fosfodiéster del nucleótido de nicotinamida y el de adenina. La nicotinamida,
también llamada vitamina B3 o niacina, es una base nitrogenada derivada de la piridina.
Existen dos nucleótidos de piridina:
NAD: dinucleótido de nicotinamida y adenina.
NADP: fosfato del dinucleótido de nicotinamida y adenina.
Son también coenzimas de deshidrogenasas. Se pueden encontrar en forma oxidada
(NAD+,NADP+) o reducida (NADH, NADPH). Intervienen en diversos procesos metabólicos,
como la respiración celular.
NAD
NADP
La coenzima A, que está formada por un derivado del ADP, el ácido pantoténlco o
vitamina B5, y una cadena corta de etilamina unida a un grupo tiol (-SH), que recibe el
nombre de p-mercaptoetilamina (mercapto = azufre). La coenzima A se designa
abreviadamente con el término CoA, o bien con el de CoA-SH, para resaltar la importancia
que tiene el grupo funcional tiol.
Interviene en reacciones enzimáticas implicadas en el metabolismo celular, como
transportador de grupos acilo (R-CO-) procedentes de los ácidos orgánicos. Un derivado de
la coenzima A, el acetilcoenzima A (CH3-CO-S-CoA), tiene gran importancia en el
metabolismo celular. Surge de la unión de la coenzima A con una molécula de ácido
acético mediante un enlace tioéster (entre el grupo tiol y el grupo carboxilo del ácido).
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Coenzima A