Nucleótido esquema de sus tres componentes: fondo verde (arriba derecha) la base nitrogenada. fondo azul (abajo centro) el azúcar pentosa (en forma de pentágono). fondo rosa (abajo izquierda) el fosfato.
Los nucleótidos son los componentes estructurales básicos (monómeros) de losácidos nucleicos, en los cuales se ubican como los peldaños transversales de la forma desenrollada de escalera del ácido nucleico, pero también realizan funciones importantes como molécula libre (por ejemplo, elATP o elGTP).[2][3]
En 1919 elbioquímicoP. Levene identificó que un nucleótido estaba formado por una base nitrogenada, un azúcar y un fosfato.[4] Levene sugirió que elADN generaba una estructura con forma desolenoide (resorte), con unidades de nucleótidos unidos a través de los grupos fosfato.
Nucleótido esquema de sus tres componentes: fondo verde (arriba derecha) labase nitrogenada. fondo azul (abajo centro) laazúcar pentosa (en forma de pentágono). fondo rosa (abajo izquierda) el fosfato.
Losnucleótidos son moléculas pequeñas sintetizadas por todos losorganismos vivos, que están formadas por la unión de tres elementos: unabase nitrogenada, unazúcar simple y un grupo fosfato.Cada nucleótido es un ensamblado (mediante unióncovalente) de: unapentosa, unabase nitrogenada, uno o másgrupo fosfato. La parte del nucleótido formada solamente por la base nitrogenada y la pentosa es el llamadonucleósido.[5]
Pentosa: el azúcar de cinco átomos de carbono; puede serribosa (ARN) odesoxirribosa (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 elAMP), dos (nucleótidos-difosfato, como elADP) o tres (nucleótidos-trifosfato, como elATP) grupos fosfato.
Nucleótidos esquema de sus relaciones dentro de la macromolécula de ácido nucleico: .
Los nucleótidos sonbiomoléculas fundamentales que poseen la información genética para la replicación celular. Los nucleótidos también desempeñan varios papeles esenciales en la transferencia de energía, y regulan muchasvías metabólicas.
La secuencia de las bases nitrogenadas que conforman cada nucleótido, es la que crea elcódigo genético de la información contenida en el ADN. Los nucleótidos se disponen en dos largas cadenas que forman una espiral denominada "doble hélice".[8] Los genes que codifican proteínas están compuestos por unidades de tri-nucleótidos llamadascodones.[9][10]
Modelo tridimensional de la molécula deATP. Nucleótido ATP: base nitrogenada en el extremo derecho.)
Los nucleótidos son moléculas con muchaenergía acumulada en losenlaces de los grupos fosfato, por lo que son las 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 porhidrólisis, a liberar la energía que lo une al nucleótido.
Las células poseenenzimas 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, elATP (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. ElUTP (uracilo + tres fosfatos) yGTP (guanina y tres fosfatos) también satisfacen las demandas de energía de la célula en reacciones con azúcares y cambios de estructuras proteicas, respectivamente.
Los nucleótidos están formados de purina y pirimidina y se degradan y/o reciclan continuamente en la mayoría de los organismos vivos.[9] Durante la digestión, los ácidos nucleicos se hidrolizan aoligonucleótidos mediante enzimas denominadanucleasas, en continua, los oligonucleótidos son hidrolizados por varias fosfodiesterasas en un proceso que produce una mezcla de mononucleótidos.
Lasnucleotidasas eliminan los grupos fosfato de los nucleótidos, produciendo nucleósidos. Estas últimas moléculas son hidrolizadas por nucleosidasas a bases libres y ribosa o desoxirribosa, que luego son absorbidas.
Lasbases dietéticas de la purina y la pirimidina no se usan en cantidades para sintetizar ácidos nucleicos celulares. En cambio, se degradan dentro de los enterocitos. Las purinas se degradan a ácido úrico en humanos y aves. Las pirimidinas se degradan a β alanina o β ácido aminoisobutírico, así como a NH3 y CO2. A diferencia de los procesos catabólicos para otras clases principales de biomoléculas (p. ej., azúcares, ácidos grasos y aminoácidos), el catabolismo de la purina y la pirimidina no da como resultado la síntesis de ATP.
Las principales vías para la degradación de las bases de purina y pirimidina:
↑OMS,OPS,BIREME (ed.).«Nucleótidos».Descriptores en Ciencias de la Salud. Biblioteca Virtual en Salud.
↑«Nucleótido». National Human Genome Research Institute (NHGRI). 2022.
↑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.
↑National Library of Medicine Genetics Home Reference, ed. (2008). «Anexo: A Información genética básica».How can gene mutations affect health and development?. Genetic Alliance.
↑abTrudy McKee; James R. McKee (2014).«cap. 17: Ácidos nucleicos».Bioquímica. Las bases moleculares de la vida. (5.a edición).
