Metabolismo de los nucleótidos

Los nucleótidos son los componentes básicos de los ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico, o ADN, y el ácido ribonucleico, o ARN.

La estructura más básica del nucleótido puede descomponerse en tres subunidades: un azúcar de cinco carbonos, un grupo fosfato y una base nitrogenada, también conocida como nucleobase.

El azúcar de cinco carbonos puede ser la desoxirribosa o la ribosa, y dependiendo de cuál se utilice, el producto final es el ácido desoxirribonucleico o el ácido ribonucleico.

Las nucleobases pueden ser de pirimidinas o de purinas.

Existen 3 bases de pirimidina, y todas ellas están formadas por un único anillo heterocíclico: la citosina, o C, la timina, o T, que es específica del ADN, y el uracilo, o U, que es específico del ARN.

Hay dos bases de purina: la adenina, o A, y la guanina, o G, y están formadas por dos anillos.

Si se une solo el azúcar y la nucleobase, se forma un nucleósido.

Cuando se añade un grupo fosfato al 5º carbono del azúcar de un nucleósido, se crea un nucleótido.

Los nucleósidos tienen nombres ligeramente diferentes: en el ARN, la ribosa más adenina da lugar a la adenosina, más guanina a la guanosina, más citosina a la citidina y más uracilo a la uridina.

Si se añade un fosfato, el "nombre completo" de los nucleótidos de ARN sería en realidad monofosfato de adenosina, o AMP, monofosfato de guanosina, o GMP, monofosfato de citidina, o CMP y monofosfato de uridina, o UMP.

En el caso del ADN, se utiliza la desoxirribosa en lugar de la ribosa, por lo que los nucleósidos serían la desoxiadenosina, la desoxiguanosina, la desoxicitidina y la desoxitimidina, y del mismo modo, después de la adición del grupo fosfato, el nucleótido se llamaría, por ejemplo, monofosfato de desoxiguanosina, o dGMP.

Todo esto suena complicado.

No dispare al mensajero.

Las células pueden fabricar nucleótidos de dos formas: una es hacerlo desde cero, también conocida como síntesis de nueva aparición, y la otra es la vía de rescate, en la que se reciclan nucleótidos que ya están semidegradados.

Comencemos con la síntesis de nucleótidos que contienen ribosa.

La síntesis de nueva aparición comienza con la ribosa-5-fosfato tanto para las bases de purina como de pirimidina.

La ribosa-5-fosfato procede de otra vía metabólica intracelular denominada vía de la pentosa fosfato.

Una enzima llamada ribosa fosfato pirofosfocinasa utiliza una molécula de adenosina trifosfato, o ATP, le quita dos grupos fosfato y los une a la ribosa-5-fosfato, creando un fosforribosil pirofosfato, o PRPP.

Se utilizará más adelante.

El siguiente paso es sintetizar las pirimidinas.

Se necesita el aminoácido glutamina, bicarbonato, agua y ATP.

Una enzima llamada carbamoil fosfato sintetasa II creará entonces carbamoil fosfato que se une al aspartato mediante la enzima aspartato transcarbamoilasa, o ATCasa.

Juntos, forman una molécula anillada llamada ácido carbamoil aspártico, que es deshidratada por la dihidroorotasa para crear una molécula llamada orotato.

A continuación, la enzima orotato fosforribosiltransferasa mueve la unidad de fosforribosa de la PRPP al orotato y así se forma monofosfato de orotidina, u OMP.

Después, la enzima UMP sintasa convierte el monofosfato de orotidina en monofosfato de uridina, o UMP.

El UMP es fosforilado dos veces por la nucleósido difosfato cinasa y se convierte en uridina trifosfato, o UTP.

Por último, la enzima CTP sintasa, convierte el trifosfato de uridina en trifosfato de citidina, o CTP.

Y antes de que el CTP se utilice como ácido nucleico, sirve como fuente de energía en otras reacciones celulares y pierde dos fosfatos.

La síntesis de las purinas es un poco más compleja.

Comienza con los aminoácidos glutamina, aspartato y glicina, junto con dióxido de carbono y una forma especial de tetrahidrofolato, o THF, llamada 10-formil-THF.

Estos se someten a un proceso en 10 pasos con la ayuda de diversas enzimas, con nombres que te aseguran ganar en el juego del ahorcado.

El resultado es el monofosfato de inosina, o IMP, que es una especie de purina genérica.

El IMP se convierte en AMP en dos pasos.

En primer lugar, una enzima llamada adenilosuccinato sintasa utiliza la energía de una molécula de GTP para añadir aspartato al IMP y formar adenilosuccinato.

A continuación, otra enzima llamada adenilosuccinato liasa escinde el adenilosuccinato en AMP y una molécula de fumarato.

Como alternativa, el IMP puede convertirse en GMP.