SINTESIS DE ACIDOS NUCLEICOSMetabolismo de cidos nucleicos

NUCLEOSIDOS

NucletidosLos nucletidos son molculas orgnicas formadas por la unin covalente de una pentosa, una base nitrogenada y un grupo fosfato.

Cada nucletido es un ensamblado de tres componentes:

Bases nitrogenadas: derivan de los compuestos heterocclicos aromticos purina y pirimidina.Bases nitrogenadas purnicas: son la adenina (A) y la guanina (G). Ambas forman parte del ADN y del ARN.Bases nitrogenadas pirimidnicas: son la timina (T), la citosina (C) y el uracilo (U). La timina y la citosina intervienen en la formacin del ADN. En el ARN aparecen la citosina y el uracilo.

NUCLEOTIDOSPentosa: el azcar de cinco tomos de carbono; puede ser ribosa (ARN) o desoxirribosa (ADN). La diferencia entre ambos es que el ARN si posee un grupo OH en el segundo carbono.cido fosfrico H3PO4. Cada nucletido puede contener uno (nucletidos-monofosfato, como el AMP), dos (nucletidos-difosfato, como el ADP) o tres (nucletidos-trifosfato, como el ATP) grupos fosfato.

ACIDOS NUCLEICOS

cidos nucleicos.

Biosntesis de los nucletidos La biosntesis de los desoxirribonucleotidos y de los ribonucletidos constituye un proceso fundamental en todas las celulas , puesto que los nucletidos son los precursores directos del ADN y ARN , y muchos de ellos participan tambin en la biosntesis de los nucletidos lo constituye la ruta de formacin de sus bases, esto es las pirimidas y las purinas.Casi todos los organismos vivos, con excepcin de algunas bacterias, son capaces de sintetizar algunas bases a partir de precursores sencillos.

Biosntesis de los ribonucletidos purinicos

Las primeras claves importantes respecto al origen biosintetico de las bases purinicas surgieron a base los experimentos de J.M. Buchanas y colaboradores administraron aves de laboratorio vario precursores posibles, y determinaron las posiciones en que se incorporaban los tomos etiquetadas en el ncleo purinico. Para tales experimentos se escogieron aves, porque excretan nitrgeno en forma de acido rico, derivado de la purina que es fcilmente aislable al estado puro la degradacin qumica del acido rico revelo el origen de los tomos del anillo de la purina.

ANILLO DE PURINALos tomos de nitrgeno 3 y 9 procedan del grupo amida de la glutamina.El nitrgeno 1 del aspartato.El nitrgeno 7 de la glicina.Los tomos del 4 y 5 derivan de la glicina, indicando que el esqueleto de la glicina se incorpora directamente en el ncleo purinico.Los tomos de carbono 2 y 8 los proporciona el formiato.Y el carbono 6 el CO2.

La ruta biosintetica de los cidos adenilico y guanilico comienzan con la activacin de la -D-ribosa-5-fosfato por pirofosforilacion enzimtico a expensas de ATP para formar 5-fosfo- -D-ribosa-1- pirofosfato (PRPP) en esta reaccin el pirofosfato del ATP se transfiere intacto.

En la siguiente etapa el (PRPP) reacciona con la glutamina, el grupo amino de la amida de la glutamina desplaza al grupo pirofosfato de la posicin 1 de la pentosa para tomar 5-fosfo--D-ribosil-1-amina.El tomo de nitrgeno amidico de la glutamina es el primer tomo del ncleo purinico que se introduce y corresponde al nitrgeno 9 del ncleo purinico completado.

En la tercera etapa, el grupo carboxilo de la glicina reacciona con el grupo amino de la5-fosforribosil-amina formando un enlace amida entre la glicina y el amino azcar. Se requiere ATP el producto es la 5-fosfo--D-ribosil-1-glicinamida.

La etapa siguiente consiste en la adicin del grupo monocarbonado formilo al grupo -amino libre de la 5-fosforibosil-glicinamida, formando el que ser el carbono 8 de la purina.el grupo formilo es donado por el portador de los grupos formilo, N5N10-metenil-tetrahidrofolato, que deriva N5N10-metilen-tetrahidrofolato.

La siguiente etapa de biosntesis de nucletidos purinicos implica la introduccin del tomo de nitrgeno 3, el cual se procede del grupo amido de la glutamina, y conduce a la formacin de la 5-fosforribosil-N-formil-glicinamidina. La transferencia del grupo amino de la glutamina requiere un aporte de energa del ATP que se escinde en ADP y fosfato.

En la reaccin siguiente se cierra el anillo del imidazol por eliminacin de una molcula de agua formndose el 5-fosforibosil-5-amino-imidazol reaccin que tambin requiere ATP .

El tomo de carbono 6 que procede del CO2 es el que ahora se introduce en una reaccin de carboxilacion .

En este momento solo faltan por introducir un nitrgeno y un carbono. El tomo de nitrgeno es el primero en incorporarse de la que ser la posicin 1 del ncleo purinico; este nitrgeno procede del acido asprtico. Se incorpora la molcula del acido asprtico para formar 5-fosforibosil-4-N-succinocarboxamida5-aminoimidazol, del cual, a continuacin se elimina acido fumarico.

El carbono que falta en el anillo purinico el numero 2 se introduce ahora por transferencia del grupo formilo del N10- formil-tetrahidrofolato al grupo 5 amino del ribonucletido casi completo, el 5-fosforibosil-4-carboxamida-5-formamido-imidazol.

La porcin pirimidinica del ncleo purinico se cierra, entonces, por eliminacin de agua, formando el ribonucletido acido inosinico (IMP), que es el primer producto de esta ruta biosintetica con un ncleo purinico completo.

En conjunto, para la formacin del acido inosinico a partir de la D-ribosa-5-fosfato, se han utilizado 6 grupos fosfato de alta energa del ATP.

Rutas desde el acido inosinico a los cidos adenilico y guanilico

Acido adenilico.

El acido inosinico (IMP)es el precursor de los cidos adenilico y guanilico (AMP Y GMP). La conversin del acido inosinico en adenilico requiere tan solo la sustitucin del grupo hidroxilo en posicin 6 por un grupo amino .sin embargo este cambio se realiza mediante una reaccin de acido inosinico con el acido asprtico , que rinde acido adenilosuccinico, y que va acompaada de la escisin de GTP a GDP y Pi entonces se elimina acido fumarico y se produce el acido adenilico por la accin de la adenilosuccinato-liasa que es la misma enzima responsable de la eliminacin de acido fumarico del 5-fosforribosil-4-N-succinocarboxamida-5-aminoimidazol en la ruta que conduce al acido inosinico.Para formar acido adenilico apartir de la D-ribosa-5-fosfato se requiere de 7 fosfatos de elevada energa.

Formacin del acido guanilicoPara la formacin del acido guanilico , el acido inosinico es primeramente deshidrogenado a acido xantilico , que es un nucleotido de la base xantina en una reaccin en la que la glutamina actua como donador de amino y que requiere ATP. Dado que esta reaccion implica la escisin pirofosfatolitica del ATP .con hidrlisis final del pirofosfato para formar el acido inosinico en guanilico se sacrifican 2 grupos fosfato de alta energia del ATP .por tanto para transformar la D-ribosa-5-fosfato en acido guanilico se requieren en total ,8 grupos fosfatos de alta energa.

QU ES LA BIOSNTESIS?Es un proceso metablico encargada de la formacin de biomleculas ms complejas (nucletidos) a partir de otras ms sencillas, con requerimiento de energa [ anabolismo ]Las reservas celulares de nucletidos ( a excepcin del ATP ) son bastante pequeas (1% o menos)Las clulas con alta divisin celular y sntesis proteica gran necesidad de nucletidos.

2 rutas metablicas en la sntesis de nucletidos: -va de novo : a partir de precursores simples - va de recuperacin: procedentes de la dieta

1 PASO1 PASO:Sintesis de carbomil fosfato en el citosol Carbomil fosfato sintetasa II

2 PASO2 PASO: el grupo carbomil activado del carbomil fosfato se transfiere al aspartato para formar carbomil aspartato. Aspartato transcarbomilasaaspartatoPiCarbomil fosfato N-carbomilaspartato

3 PASO3 PASO: cierre del anillo de pirimidina formando dihidrorotato

dihidrorotasaH 2OcarbomilaspartatoL-dihidrorotatoDihidrorotato sintasa

4 PASO4 PASO : el dihidrorotato atraviesa la membrana mitocondrial externa y en la membrana interna se oxida a orotato Dihidrorotato deshidrogenasaQQH2L-dihidrorotatoorotato

5 PASO5 PASO: el orotato pasa al citosol donde se une a la ribosa 5-monofosfato procedente del PRPP formando orotidina 5-monofosfato(OMP)orotato fosforribosil transferasaPRPPPPi orotatoOrotidilato (OMP)

6 PASO6 PASO: el OMP se descarboxila a uridina 5-monofosfato(UMP)Orotidilato descarboxilasaH2OHCO3orotidilatouridilatoUMP sintasa

FORMACION DE CTP

UMP UDP UTP

UTP CTP

ATPADPATPADPNuclesido quinasaGlnGluCitidilato sintetasaATPADP

REGULACION DE LA BIOSINTESIS DE LOS NUCLEOTIDOS PIRIMIDINICOSREGULACION DE LA RUTA BIOSINTTICA DEL CTP POR LA INHIBICION DE PRODUCTO FINAL DE LA ASPARTATO-TRANSCARBAMILASA.EL EFECTO INIHIBIDOR DEL CTP ES ANULADO POR EL ATP.

FORMACIN DEL CIDO DESOXITIMIDILICOA continuacin se muestran las estructuras del dihidrofolato as como de los frmacos aminopterina y ametopterina, que inhiben la formacin de timidilato por su accin sobre la dihidrofolato-reductasa. Glu es el smbolo del resto de acido glutmico.

Biosntesis de los desoxirribonucleicosMECANISMOS DE CONTROL ALOSTERICO DE LA BIOSINTESIS DE LOS DESOXIRRIBONUCLEOSIDO-5-TRIFOSFATO .EL ATP,EL dGTP dTTP SON IMPORTANTES MODULADORES ESTIMULANTES,MIENTRAS QUE EL dATP ES INHIBIDOR GENERAL

Degradacin de purinas

Recuperacin de purinas:ADENINA+ 5`FOSFORRIBOSA-1-PIROFOSFATO ADP+PPiGUANINA+ 5FOSFORRIBOSA-1-PIROFOSFATO GMP+PPiOtra ruta de recuperacin:PURINA +RIBOSA-1-FOSFATO PURINO-NUCLEOSIDO+PiADENOSIONA +ATP AMP+ADP

Degradacin de bases pirimidicas

Ciclo de los nucletidos purinicos.

Biosntesis de coenzimas nucleosidicas

Rivoflavina + ATP RIVOFLAVINA-5- FOSFATO + ADP.

Entonces a partir del FMN se forma FAD por la accin de la FMN-adenil-transferasa:

RIVOFLAVINA-5- FOSFATO +ATP FLAVIN-ADENIN-DINUCLEOTIDO +PPi

Biosntesis de coenzimas nucleosidicas ( Biosntesis de la coenzima A )

BIBLIOGRAFIAPrincipio de bioqumica-Masson/M Jos Noriega BorgePrincipios de bioqumica-Lehninger/4edicin/David L. Nelson y Michael M.CoxBioqumica. La base molecular de la vida-McGraw Hill.interamericana/3 edicin/ Truddy Mckee y James R. Mckee.

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