Nucleótidos no nucleicos

Tipos de nucleótidos no nucleicos

Algunos nucleótidos se encuentran libres en la naturaleza o formando parte de otras moléculas que no son ácidos nucleicos y que tienen funciones biológicas muy importantes ya que intervienen en el metabolismo y su regulación:

  • aportando energía química en las reacciones celulares (ATP, ADP y GTP)
  • activadores de enzimas (AMPc)
  • como coenzimas (FAD, FMN, NAD+, NADP+)
  • como intermediarios activos en la síntesis de biomoléculas (Coenzima A).

ATP y ADP

El adenosín-trifosfato o ATP es  una molécula  capaz de almacenar o ceder energía  debido a que posee dos enlaces éster-fosfóricos (~). Cada vez que se hidroliza (se rompe) un enlace éster-fosfórico se produce ADP (adenosín-difosfato), una molécula de ácido fosfórico (H3PO4 o Pi) y se liberan 7,3 kcal/mol.ATP

El ADP puede a su vez ser hidrolizado, rompiéndose el otro enlace éster-fosfórico produciéndose AMP (adenosín-monofosfato), una molécula de ácido fosfórico y liberándose otras 7,3 Kcal/mol.ADP

Ambas moléculas son transportadoras de energía. De hecho el ATP se considera una “moneda de intercambio energético” y todas las reacciones metabólicas en las que se necesita energía para la biosíntesis de moléculas se utiliza el ATP u otros nucleótidos trifosfato (GTP , UTP y CTP).

La síntesis de ATP puede realizarse por tres vías diferentes:

  • Por fosforilación a nivel de sustrato: al ADP se le une un fosfato transferido desde otra molécula orgánica.
  • Por fosforilación oxidativa: durante la respiración celular, acoplada a la cadena transportadora de electrones mitocondrial, hay ATP-sintetasas que unen un grupo fosfato al ADP.
  • Por fotofosforilación: durante la fotosíntesis, acoplada a la cadena transportadora de electrones tilacoidal, hay ATP-sintetasas que unen un grupo fosfato al ADP.

AMP cíclico: AMPc

En el AMP cíclico hay un segundo enlace éster entre el grupo fosfato  y la ribosa en posición 3’ que origina un puente intramolecular.

AMPc

EL AMPc se forma en las células a partir del ATP en una reacción catalizada por la enzima adenilato ciclasa situada en la membrana plasmática. La adenilato ciclasa se activa debido a moléculas extracelulares portadoras de información (hormonas, neurotransmisores, prostaglandinas,…), por lo que el AMPc actúa como “segundo mensajero” amplificando las señales que llegan a las células y activando algunas enzimas como quinasas.

NAD+ y NADP+

El NAD+ (nicotín-adenín-dinucleótido)  y el NADP+ (nicotín-adenín-dinucleótido fosfato) son coenzimas de las reacciones de óxido-reducción, concretamente de deshidrogenasas, y actúan como transportadores de electrones.

La fórmula química del NAD corresponde a un nucleótido de adenina unido por un enlace éster fosfato a un nucleótido de nicotina. El NADP+ es cómo la del NAD+ con un grupo fosfato unido al carbono 2 de la adenina en lugar del hidrógeno.NAD+

Las formas oxidadas (NAD+ o NADP+) son capaces de reducirse aceptando dos átomos de hidrógeno; realmente transportan un ión híbrido formado por un átomo de hidrógeno y un electrón, lo que equivale al transporte de dos átomos de hidrógenos, porque el electrón adicional es capaz de reaccionar con los H+ del medio formando el átomo de hidrógeno restante.NADH

El NAD interviene en procesos metabólicos como el ciclo de Krebs, la respiración mitocondrial,… y el NADP es importante en la  fotosíntesis o la fotorrespiración.

FAD

El FAD (flavín-adenín-dinucleótido) también es una coenzima de deshidrogenasas que actúa como transportadora de electrones. Su fórmula química corresponde a una unidad de riboflavina (vitamina B2) unida a una molécula de ADP.FAD

Su función es similar a la del NAD pero el FAD requiere menos energía para oxidarse por lo que las oxidorreductasas que lo utilizan como coenzima (denominadas flavoproteínas) catalizan reacciones que liberan menor cantidad de energía que las catalizadas por NAD, como la oxidación del succinato a fumarato en el ciclo de Krebs llevada a cabo por la succinato deshidrogenasa.FADH2

Una vez el FAD está en su forma oxidada (FADH2) puede liberar los electrones capturados (reoxidarse) en la cadena transportadora de electrones mitocondrial, lo que permite que se forme ATP por fosforilación oxidativa.

Coenzima A

La coenzima A es estructuralmente más compleja que los nucleótidos anteriores:  químicamente consta de un ADP unido a la vitamina B5 y ésta, a su vez, a una molécula de β-mercaptoetilamina. Es, en ésta última, donde se encuentra su grupo sulfhidrilo (-SH), por el que es capaz de unirse a otras moléculas.

La función de la coenzima A es enlazar otras moléculas, principalmente en la descarboxilación oxidativa del pirúvico para que pueda iniciarse el ciclo de Krebs de la respiración celular o en el transporte de grupos acilo (R-CO-) procedentes de la beta-oxidación de ácidos grasos.