Nucleótido

Los nucleótidos son moléculas orgánicas formadas por la unión covalente de un nucleósido (una pentosa y una base nitrogenada) y un grupo fosfato. El nucleósido es la parte del nucleótido formada únicamente por la base nitrogenada y la pentosa.

Esquema de una cadena de nucleótidos formando (ADN).

Son los monómeros de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) en los cuales forman cadenas lineales de miles o millones de nucleótidos, pero también realizan funciones importantes como molécula libre (por ejemplo, el ATP o el GTP).^[1]​

Estructura

 

Elementos estructurales de los nucleótidos más comunes.

Cada nucleótido es un ensamblado de tres componentes:^[2]​

• Bases nitrogenadas: derivan de los compuestos heterocíclicos aromáticos purina y pirimidina.
  • Bases nitrogenadas purínicas: son la adenina (A) y la guanina (G). Ambas forman parte del ADN y del ARN.
  • Bases nitrogenadas pirimidínicas: son la timina (T), la citosina (C) y el uracilo (U). La timina y la citosina intervienen en la formación del ADN. En el ARN aparecen la citosina y el uracilo.
  • Bases nitrogenadas isoaloxacínicas: la flavina (F). No forma parte del ADN o del ARN, pero sí de algunos compuestos importantes como el FAD.
• Pentosa: el azúcar de cinco átomos de carbono; puede ser ribosa (ARN) o desoxirribosa (ADN). La diferencia entre ambos es que el ARN sí posee un grupo OH en el segundo carbono.
• Ácido fosfórico: de fórmula H₃PO₄. Cada nucleótido puede contener uno (nucleótidos-monofosfato, como el AMP), dos (nucleótidos-difosfato, como el ADP) o tres (nucleótidos-trifosfato, como el ATP) grupos fosfato.

Nomenclatura

La posición de los átomos en un nucleótido se especifica en relación a los átomos de carbono en el azúcar de ribosa o desoxirribosa.

• La purina o pirimidina está localizada en el carbono 1 del azúcar.^[3]​
• El grupo fosfato está en el carbono 5.
• El grupo hidroxilo se encuentra enlazado al carbono 3 del azúcar. Puede ser liberado en forma de agua producto de la formación del enlace fosfodiester.
• Puede existir un grupo hidroxilo adicional enlazado al carbono 2, si la pentosa es una ribosa y un carbonilo.

Síntesis

La síntesis de los nucleótidos puede ocurrir de novo o de recuperación. La vía de novo usa fosforribosil pirofosfato (PRPP), al que se van sumando moléculas simples (CO₂, aminoácidos y tetrahidrofolato) componiendo finalmente los nucleótidos purínicos y pirimidínicos. ^[4]​

Transferencia de energía

 

Modelo tridimensional de la molécula de ATP.

Los nucleótidos son moléculas con mucha energía acumulada en los enlaces de los grupos fosfato, por lo que son muy utilizadas en todo tipo de células para la transferencia de energía en los procesos metabólicos.

Los nucleótidos se encuentran en un estado estable cuando poseen un solo grupo fosfato. Cada grupo de fosfato adicional que posea un nucleótido se encuentra en un estado más inestable y el enlace del fósforo y fosfato tiende, cuando se rompe por hidrólisis, a liberar la energía que lo une al nucleótido.

Las células poseen enzimas cuya función es precisamente hidrolizar nucleótidos para extraer el potencial energético almacenado en sus enlaces. Por tal razón, un nucleótido de trifosfato es la fuente más utilizada de energía en la célula. De ellos, el ATP (un nucleótido de adenina con tres grupos de fosfato ricos en energía) es el eje central en las reacciones celulares para la transferencia de la energía demandada. El UTP (uracilo + tres fosfatos) y GTP (guanina y tres fosfatos) también satisfacen las demandas de energía de la célula en reacciones con azúcares y cambios de estructuras proteicas, respectivamente.

Véase también

• Gen
• ADN
• Desoxirribonucleótido
• Ribonucleótido
• Fosforilación oxidativa
• Par de bases

Referencias

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K & Wlater P (2002). Molecular Biology of the Cell (4th ed.). Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1. pp. 120-121.
2. Coghill, Anne M.; Garson, Lorrin R., ed. (2006). The ACS style guide: effective communication of scientific information (3ª edición). Washington, D.C.: American Chemical Society. pp. 244. ISBN 978-0-8412-3999-9. 
3. «Nucleótido». www.quimica.es. Consultado el 27 de noviembre de 2019. 
4. Moffatta, Barbara A.; Ashihara, Hiroshi (abril de 2002). «Purine and Pyrimidine Nucleotide Synthesis and Metabolism» [Síntesis y metabolismo de los nucleótidos de purina y pirimidina]. Arabidopsis Book (en inglés) (American Society of Plant Biologists) 1: e0018. PMID 22303196. doi:10.1199/tab.0018. Consultado el 10 de octubre de 2017. 

Enlaces externos

•   Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Nucleótidos.
•   Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre nucleótido.

•   Datos: Q28745
•   Multimedia: Nucleotides