Nucleótidos y sus funciones

Nucleótidos

• Son moléculas nitrogenadas complejas que juegan un papel crucial en el crecimiento y la diferenciación celular.
• Cada nucleótido tiene tres componentes:
  • Una pentosa (azúcar de cinco carbonos).
  • Una base nitrogenada (purina o pirimidina).
  • Uno o más grupos fosfato unidos.

Funciones de los Nucleótidos

• Forman los bloques de construcción de los ácidos nucleicos (ADN y ARN).
• Constituyen coenzimas.
• Actúan como donadores de grupos fosforilo (ATP y GTP).
• Actúan como donadores de azúcares (UDP y GDP).
• Actúan como donadores de lípidos (CDP-acetilgliceril).
• Son reguladores y segundos mensajeros (AMP cíclico y GMP cíclico).
• Participan en la fosforilación oxidativa como intermediarios (ADP).
• Regulan la actividad enzimática (ATP, AMP y CTP).

Bases Nitrogenadas

• Son anillos aromáticos heterocíclicos.
• Se dividen en dos clases principales:
  • Purinas (bicíclicas): Adenina y Guanina.
  • Pirimidinas (monocíclicas): Timina, Citosina y Uracilo.

Diferencias entre las Bases Nitrogenadas

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

Purinas y Pirimidinas Naturales

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

Componentes Metabólicos de Purinas

• Componentes del metabolismo de purinas: CO2, Glicina, Aspartato, N5,N10-metenil-tetrahidrofolato, N10-formil-tetrahidrofolato, Nitrógeno de amida de glutamina.

Componentes Metabólicos de Pirimidinas

• Componentes del metabolismo de pirimidinas: Carbamoil-fosfato, Nitrógeno de amida de la glutamina, Aspartato.

Tautomerización

• Cambio espontáneo de la posición de un hidrógeno y un doble enlace dentro de una base nitrogenada.
• Formas más estables y frecuentes: Amino y ceto.
• Formas menos frecuentes: Imino y enol.

Bases Nitrogenadas Poco Frecuentes

• 5-metilcitosina (presente en el ADN bacteriano y humano).
• 5-hidroxi-metilcitosina (presente en ácidos nucléicos bacterianos y virales).
  • Adenina y Guanina mono y dimetiladas (modificaciones del ARN mensajero en mamíferos).
  • Derivados de xantina (cafeína, teofilina, teobromina).

Nucleósidos

• Base nitrogenada unida a una pentosa (ribosa o desoxirribosa).
  • Enlace β-N-glucosídico.
• Ejemplos:
  • Adenosina (adenina + ribosa)
  • Desoxiadenosina (adenina + desoxirribosa)

Los Nucleósidos Contienen:

• Pueden ser Ribonucleósidos (contienen D-ribosa).
• Pueden ser Desoxirribonucleósidos (contienen 2-desoxi-D-ribosa).

Nucleótidos

• Nucleósido con uno o más grupos fosfato.
• Ejemplo:
  • AMP (adenosina monofosfato)
  • ADP (adenosina difosfato)
  • ATP (adenosina trifosfato)

Propiedades de los Nucleótidos

• Son ácidos polifuncionales.
• Absorben luz ultravioleta (específicamente a 260 nm).
• Poco solubles en agua a pH neutro.

Funciones Específicas de Nucleótidos

• ATP: principal portador de energía en la célula.
• AMPc: segundo mensajero en muchas rutas de señalización.
• 3'-fosfato-5'-fosfosulfato de adenosina: donador de sulfatos para proteoglucanos.
• GTP: fuente de energía para la síntesis de proteínas, regula función alostérica.
• GMPc: segundo mensajero en la respuesta al óxido nítrico.
• UDP: donador de azúcares.
• CTP: biosíntesis de lípidos (fosfoglicéridos y esfingomielinas)
• UDP-glucurónico: conjugación de bilirrubina.

Polinucleótidos

• Cadenas largas de nucleótidos unidos por enlaces 3'-5' fosfodiéster.
• Tienen direccionalidad (extremo 5' y 3').
• La secuencia de bases de los polinucleótidos transporta la información genética.

Carbonos de Enlace Nucleótidos

• El carbono 3' de un nucleótido se une al 5' del siguiente. Los elementos del enlace incluyen:
  • 1 grupo fosfato.
  • 2 enlaces éster que unen el fosfato a los carbonos 3' y 5'.