Nucleótidos y Funciones Celulares

Nucleótidos

• Moléculas nitrogenadas complejas cruciales para el crecimiento y diferenciación celular.
• Cada nucleótido tiene tres componentes:
  • Una pentosa (azúcar de cinco carbonos).
  • Una base nitrogenada (purina o pirimidina).
  • Grupos fosfato (1, 2, o 3 unidos).

Funciones de los Nucleótidos

• Bloques de construcción de ácidos nucleicos (ADN y ARN).
• Componentes de coenzimas.
• Donan grupos fosforilo (ATP, GTP).
• Donan azúcares (UDP, GDP).
• Donan lípidos (CDP-acetilgliceril).
• Actúan como reguladores y segundos mensajeros (AMP cíclico, GMP cíclico).
• Regulan la fosforilación oxidativa (mediante ADP).
• Regulan la actividad enzimática (ATP, AMP, CTP).
• Usos farmacológicos (análogos sintéticos para tratamientos de cáncer, SIDA e inmunosupresión).

Bases Nitrogenadas

• Anillos aromáticos heterocíclicos.
• Dos clases principales:
  • Purinas (bicíclicas): Adenina, Guanina.
  • Pirimidinas (monocíclicas): Timina, Citosina, Uracilo.

Diferencias entre las Bases Nitrogenadas

• Las bases purinas (adenina y guanina) se diferencian en sus cadenas laterales y la presencia de un doble enlace entre el N1 y el C6.
• Las bases pirimidinas (citosina, timina y uracilo) se diferencian en sus cadenas laterales.
  • Citosina: grupo amino (-NH2) en el carbono 4.
  • Timina: grupo metilo (-CH3) en el carbono 5.
  • Uracilo: grupo oxígeno (O) en el carbono 4.

Purinas y Pirimidinas naturales

• Purinas: Adenina, Guanina, Xantina, Hipoxantina.
• Pirimidinas: Timina, Citosina, Uracilo.

Metabolismo de las Bases

• Las purinas se construyen a partir de varias fuentes metabólicas como CO2, glicina, aspartato, y N5,N10-metenil-tetrahidrofolato/N10-formil-tetrahidrofolato y nitrógeno de amida de glutamina.
• Las pirimidinas se forman a partir de carbamoil-fosfato, nitrógeno de amida de glutamina, y aspartato.

Tautomerización de las Bases

• Cambio espontáneo en la posición de un hidrógeno y un doble enlace dentro de la base nitrogenada.
  • Formas estables y frecuentes: amino y ceto.
  • Formas menos frecuentes: imino y enol.
• Bases nitrogenadas poco frecuentes: 5-metil-citosina (ADN bacteriano y humano).
• Otras bases poco frecuentes: 5-hidroxi-metilcitosina (ácidos nucleicos bacterianos y virales).
• Modificaciones de adenina y guanina (metilación mono y di).
• Derivados de xantina (cafeína, teofilina, teobromina).

Nucleósidos

• Base nitrogenada unida a una pentosa (ribosa o desoxirribosa) mediante un enlace β-N-glucosídico.
• Tipos de azúcares: ribosa y desoxirribosa.
• Tipos de nucleósidos: ribonucleósidos y desoxirribonucleósidos.
  • Ribonucleósidos Ejemplos: Adenosina, Guanosina, Citidina, Uridina
  • Desoxirribonucleósidos Ejemplos: Desoxiadenosina, Desoxiguanosina, Desoxicitidina, Desoxiuridina.

Nucleótidos

• Nucleósido con uno o más grupos fosfato unidos.
  • Un nucleótido es un nucleósido fosforilado.
  • Tipos según el fosfato: AMP, ADP, ATP, etc.
  • Posición unida del fosfato: 5'
• Propiedades de los nucleótidos
  • Son ácidos polifuncionales que liberan protones de los grupos fosfato
  • Absorben luz ultravioleta, especialmente a una longitud de onda de 260 nm
  • Poco solubles en agua a pH neutro

Funciones Específicas de los Nucleótidos

• ATP: principal portador de energía celular.
• AMPc: segundo mensajero.
• 3'-fosfato-5'-fosfosulfato de adenosina: Donador de sulfatos para proteoglucanos.
• GTP: fuente de energía para síntesis de proteínas y regulador alostérico.
• GMPc: segundo mensajero en la respuesta al óxido nítrico.
• UDP: participa en la epimerización de azúcares, biosíntesis de glucógeno, y la formación de glucoproteínas y proteoglicanos.
• UDP-glucurónico: conjugación de bilirrubina.
• CTP: síntesis de lípidos (fosfoglicéridos y esfingomielinas).

Polinucleótidos

• Cadenas de nucleótidos unidos por enlaces 3'-5' fosfodiéster.
• Características:
  • Direccionalidad (extremo 5' y 3').
  • Individualidad (secuencia de bases determina información genética).