Nucleótidos

Los Nucleótidos
Introducción:
Los nucleótidos son las unidades fundamentales que constituyen los ácidos nucleicos. Los nucleótidos de por
sí solos tienen actividades biológicas importantes y variadas en el interior de la célula, pero cuando los
nucleótidos se combinan entre sí, formando los ácidos nucleicos, constituirán las unidades fundamentales de
la expresión genética y de la división celular.
Composición molecular, nucleótidos y nucleósidos:
Las subunidades que conforman los ácidos nucleicos son los nucleótidos (nucleósido más ácido fosfórico).
Los nucleótidos están formados por una pentosa, que puede ser o Ribosa o Desoxirribosa, una base
nitrogenada, que bien puede ser púrica (Adenina o Guanina) o pirimidínica (Citosina, Timina o Uracilo) y por
último el ácido fosfórico. Un sólo tipo de pentosa y un sólo tipo de base nitrogenada constituyen cada
nucleótido.
El conjunto de nucleótidos formarán una macromolécula que se llama DNA (deoxynucleic acid) o RNA
(ribonucleic acid). Los ribonucleótidos formarán el RNA, y los desoxirribonucleótidos el DNA, la
composición de estos varía de la siguiente forma.
Pentosa (Ribosa)
Base nitrogenada
Púrica (Adenina o
Guanina)
Pirimidinica
(Citosina o Uracilo)
Acido fosfórico
Los nucleótidos, que forman el RNA están formados por Ribosa, Adenina, Guanina, Citosina o Uracilo, y
ácido fosfórico. Nunca encontraremos Desoxiribosa o Timina en el RNA. Habrá así nucleotídos de Adenina,
Guanina, Citosina o Uracilo.
Pentosa (Desoxibosa)
Púrica
(Adenina o
Base
Guanina)
nitrogenada
Pirimidinica
(Citosina o
Timina)
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Acido fosfórico
De igual manera, para el ácido desoxiribonucleico (DNA), la composición es Desoxiribosa, Adenina,
Guanina, Citosina o Timina y ácido fosfórico. No hay ribosa en estos nucleótidos y nunca encontraremos
Uracilo entre sus bases nitrogenadas.
Las pentosas:
Solo pueden aparecer un tipo de monosacáridos en los nucleótidos, y son siempre pentosas. La pentosa
constituyente de los ribonucleótidos es la Ribosa. El monosacárido consituyente de los
desxosirribonucleótidos es la Desoxirribosa. Esta última es igual a la Ribosa sólo que presenta un resto
hidroxilado en la posición 2'. La numeración de los ciclos comienza por 1' en la posición por donde se unen a
la base nitrogenada, y sigue en sentido de las agujas del reloj hasta 5', donde se unirá con el ácido fosfórico.
Las bases nitrogenadas:
Son compuestos heterocíclicos con naturaleza básica, que se dividen en dos clases:
C
Pirimidina
CITOSINA
(4−amino−2−oxopirimidina)
T
U
Purina
G
A
TIMINA (2,4 oxopirimidina)
URACILO
(5−metil−2,4−oxopirimidina)
GUANINA (6−aminopurina)
ADENINA
(2−amino−6−oxo−purina)
Las bases nitrogenadas tienen dobles enlaces conjugados, por lo que absorben luz a una longitud de onda
máxima de 260 nm. Esta longitud de onda está en el rango del UV, de modo que este tipo de radiacciones
pueden ser mutagénicas por afectar a las bases nitrogenadas que componen el DNA.
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Las bases nitrogenadas son hidrofóbicas y en medio acuoso tienden a apilarse unas encima de otras, puesto
que las bases nitrogenadas son casi planas y forman interacciones débiles hidrófobas y de Van der Waals.
Las bases nitrogenadas poseen átomos electronegativos (Nitrógeno, Oxígeno...) y forman por esta causa
puentes de hidrógeno entre ellas. Esta asociación es complementaria y así una base púrica se une con una base
pirimidinica. La asociación es A con T o U, y G con C.
A con T o U
G con C
2 puentes de H
3 puentes de H
1,11 nm
10.8 nm
Nomenclatura de nucleótidos y nucleósidos:
Los nucleósidos se nombran añadiendo la terminación −osina a las bases púricas e −idina sin son bases
pirimidíncas. Tendremos así los nucleósidos de Adenosina, Guanosina, Citidina, Uridina y Timidina.
Se les pone el prefijo desoxi− o ribosi− según la pentosa sea desoxirribosa o ribosa respectivamente.
Los nucleótidos tienen varias nomenclaturas. Se escriben así.
AMP
UMP
dTMP
CMP
Acido Adenílico Adenosín (5')`Monofosfato
Acido Uridílico Uridín (5')Monofosfato
Acido
Timidín (5')Monofosfato
Timidílico
Acido
Citidín (5`)Monofosfato
Citidínico
Ribosiadenosín Monofosfato
Ribosiuridín Monofosfato
Desoxitimidín Monofosfato
Ribosiadenosín Monofosfato
El (5') puede omitirse pues se supone que el ácido fosfórico está en la posición 5'.
Nucleótidos biológicamente significativos:
La función principal de los desoxirribonucleótidos es ser la unidad monomérica del DNA, y por ello es
infrecuente encontrar desoxirribonucleótidos libres en la célula.
Los ribonucleótidos además de ser las unidades monoméricas del RNA, tienen funciones celulares muy
importantes en el metabolismo celular, y en ellas nos referiremos cuando hablamos de las funciones
biológicas de los nucleótidos.
• Nucleótidos fosfatados: Los ribonucleótidos pueden presentar uno, dos o tres grupos fosfatos unidos
covalente al grupo 5' de la Ribosa. Se les conoce así como nucleótidos mono, di o trifosfato. La
función celular más importante es la de proporcionar la energía metabólica necesaria para llevar a
cabo las reacciones bioquímicas de la célula. La hidrólisis enzimática de los grupos fosfato se acopla
a reacciones endergónicas proporcionándoles la expontaneidad suficiente para llevarse a cabo. La
base nitrogenada unida a la correspondiente pentosa es la que sirve de sitio de reconocimiento al
enzima.La molécula más conocida en este sentido es el ATP, conocido como "moneda" energética
celular. Los demás ribonucleótidos están principalmente implicados en otras funciones metabólicas.
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Síntesis de Proteínas
GTP
Biosíntesis de Lípidos
CTP
Biosíntesis de Glúcidos
UTP
Reacciones metabólicas en general
ATP
• Nucleótidos cíclicos: El ácido fosfórico es capaz de formar ésteres con una misma molécula de
Ribosa en las posiciones 3' y 5'. Los nucleótidos así formados reciben el nombre de nucleótidos
cíclicos, como el AMPc o el GMPc. La función fisiológica de estos nucleótidos es la de servir de
segundos mensajeros celulares, transformando una señal hormonal o nerviosa externa, en una señal
intracelular. En general tienen funciones activadoras del metabolismo en general y de la biosíntesis
proteica, siendo estos efectos de acción a medio/largo plazo.
• Coenzimas (activadores orgánicos): Los coenzimas nucleótidos son agentes metabólicos muy
importantes, si están unidos covalentemente al apoenzima actuarán como grupo prostético, y si la
unión es débil actuarán como cofactores. Hay cofactores mononucleotídicos (como el FMN) o
dinucleotídicos (NADP, NAD, FAD). Todos ellos tienen una porción de AMP que servirá de sitio de
unión enzimático.
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