ACIDOS NUCLEICOS

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son dos: el ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico), tienen como función de almacenar y transferir la información genética.

Los monómeros que forman estas macromoléculas son los nucleótidos.

Un nucleótido está formado por la unión de tres moléculas: una base nitrogenada, un monosacárido y un radical fosfórico. Los nucleótidos que forman tanto al ADN como al ARN son monofosfato. Un nucleósido es un nucleótido sin el radical o grupo fosfato que se unen mediante un enlace covalente.

Nucleótido= base nitrogenada + monosacárido + fosfato

Nucleósido= base nitrogenada + monosacárido

Para formar un nucleósido. La base nitrogenada se une al carbón 1’ de la pentosa mediante un enlace llamado N-glucosídico.

El monosacárido o azúcar puede ser ribosa o 2-desoxirribosa. La diferencia entre ambas reside en el carbono 2:

• Se pone OH para el ARN

• Se pone H para el ADN

Hay dos tipos de bases para los ácidos nucleicos:

• Pirimidina: Uracilo (U), Timina (T) y Citosina (C).

• Purina: Adenina (A) y Guanina (G).

Para formar un nucleótido, los grupos o radicales fosfatos (1,2 o 3) se unen al carbono 5’ de la pentosa mediante un enlace éster, denominándose respectivamente nucleótido mono, di o trifosfato.

La regla de Chargaff dice que el ADN de doble hélice o cadena, la cantidad de A es igual a la de T, y la de G a la de C.

• A y T forman dos puentes de hidrógenos

• G y C forman tres puentes de hidrogeno

Biosíntesis de los nucleótidos con base pùrica (adenina y guanina).

La purina deriva de cinco precursores: la glicina, los carbones del formato y del dióxido de carbono, los nitrógenos del ácido aspártico y de la glutamina.

El punto de partida es la formación del 5-fosforribosil-1-pirofosfato (PRPP) que se obtiene a partir del ATP y la ribosa-5-fosfato.

ATP + Ribosa-5-fosfato PRRP + AMP (ácido adenílico).

Una vez formado el PRPP, puede reaccionar con el grupo amida procedente de la glutamina, originado un azúcar aminado, en este caso, a la 5-fosforribosil-1-amina.

5-fosforribosil-1-amina + glicina + ATP Ribonucleótido de glicil-amida + ADP + H3PO4

Con el ácido formil-hidrofólico se forma el ribonucleótido de formil-glicil-amida, de esta manera se sintetiza un anillo amidazólico del núcleo de la purina.

Ribonucleótido de glicil-amida + Formiltetra-hidrófolico Ribonucleótido de formiglicil-amida + tetrahidrofólico

El compuesto (ribonucleótido de formil-glicil-amida) cierra su anillo por una reacción de deshidratación que requiere ATP, formando finalmente el anillo imidazólico a partir del CO2, la incorporación de un nitrógeno del aspártico y de un carbono del formil-tetra-hidrofólico. De esta manera se cicliza el anillo previa eliminación del agua. A partir de este compuesto (IMP) las células sintetizan los nucleótidos de purina necesarios para la biosíntesis del ARN.

A partir del ácido inosínico (IMP) es factible que las células de cualquier tipo puedan sintetizar AMP, lo que se necesita es transformar el grupo ceto del carbono 6 en grupo amino, para formar 6 amino purina-nucleótido o ácido adenílico (AMP); en esta reacción interviene el ácido aspártico y un donador de energía que es el GTP.

IMP + ácido aspártico + GTP AMP +ácido fumárico + GDP + H3PO4

Para la síntesis del GMP se introduce un átomo de oxígeno en el IMP (ácido inosínico), formándose primero ácido xantílico, el cual con el amino de la glutamina más el ATP forman el GMP (ácido guanílico).

IMP XMP

XMP + glutamina + ATP GMP + glutámico + AMP + P-P

Nucleótidos con base pirimídica (uracilo y citosina)

En este caso el anillo pirimídico se sintetiza a partir de tres percusores que son el CO2, NH3 de la glutamina y el ácido aspártico. Primero reacciona el carbamil-fosfato con el ácido aspártico y da como resultado el ácido N-carbamil-aspártico.

carbamil-fosfato + ácido aspártico ácido N-carbamil-aspártico + H3PO4

El N-carbamil-aspártico se cicliza y produce ácido dihidro-orótico.

Ácido N-carbamil-aspártico ácido dihidro-orótico + agua

El ácido dihidro-orótico, elimina dos átomos de hidrogeno y se forma el ácido orótico.

Ácido dihidro-orótico -2H ácido orótico

El ácido orótico reacciona con el fosforibosil-pirofosfato (PRPP) para así dar origen al ácido orotidílico, se descarboxila y forma UMP, que viene a ser el punto de partida para la síntesis de CTP.

Ácido orótico + PRPP ácido orotidílico UMP-CO2

La síntesis de estos nucleótidos se da como origen la formación de los di y trifosfato de uridina y después, como trifosfato, el UTP puede dar origen al trifosfato de citidina (CTP).

UMP UDP UTP glutamina + ATP CTP

En el caso de las bacterias se utiliza directamente el amoniaco para la síntesis del CTP y en las células animales se utiliza la glutamina.

Biosíntesis de los percusores del ADN

La célula es capaz de formar el ácido citidílico o CMP, lo puede elevar hasta difosfato y luego pasarlo a desoxicitidina-difosfato, se reduce la azúcar ribosa en desoxirribosa con la ayuda de TPNH, Mg, un cofactor conocido como tiorredoxina reducida y enzimas.

CMP CDP d-CDP + TPNH

La tiorredoxina (es una proteínica) que tiene dos grupos de sulfhidrilos y que al dar sus hidrógenos a la azúcar ribosa del CDP, y toma una forma oxidada de disulfufuro.

Para la formación del d-UMP y d-TMP se utiliza como compuesto al d-CDP. Este nucleótido primero pierde un fofato y origina d.CMP, ahora el d-UMP reacciona con el grupo metilo dedido por el ácido tetrahdofolico metilano, dando origen al d-TMP.

d-CDP H2PO4 d-CMP –NH2 d-UMP +CH3 d-TMP

La síntesis de desoxirribonucleótidos de adenina y guanina se efectúa a partir de los correspondientes nucleótidos (ADP Y GDP).

Por medio de transfosforilasas que catalizan la transferencia del fosfato terminal del ATP a los monofosfatos de tipo ribonucleótidos a desoxirribonucleótido es posible la síntesis de difosfatos o trifosfatos.

ATP + ZMP ADP + ZDP

ZDP + ATP ZTP + ADP

Z: es cualquier base (citosina,

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