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BIOSÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE NUCLEÓTIDOS
  Los nucleótidos son substituyentes ubicuos en
la naturaleza que participan casi en todos los
procesos bioquímicos. 1.- Forman las unidades
monoméricas de los ácidos nucleicos, que son
sintetizados directamente de nucleósidos
trifosfatados, la forma activada de los
nucleótidos.     2.- De los nucleósidos
trifosfatados el que participa como donador de
energía química en un mayor número de procesos,
es el adenosín trifosfato (ATP) que además es el
producto final de la gran mayoría de los procesos
metabólicos. Muchos intermediarios activados como
la UDP-glucosa en la síntesis de glucógeno,
contienen nucleótidos.     3.- muchas vías
metabólicas están reguladas al menos en parte por
los niveles de ATP, ADP o AMP. De manera
semejante, muchas señales hormonales como
aquellas que controlan al metabolismo del
glucógeno, son mediadas intracelularmente por las
moléculas cíclicas del AMP o GMP (cAMP o
cGMP).     4.- Los nucleótidos de adenina son
componentes de las coenzimas NAD, NADP, FMN,
FAD y CoA.   La importancia de los nucleótidos
en el metabolismo celular es clara por que casi
todos las células pueden sintetizarlos de novo y
a partir de la degradación de los ácidos
nucleicos.
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NUCLEÓTIDOS
  Son ésteres de fosfato de pentosas en las
cuales una base nitrogenada está unida al C1 de
una azúcar. En los ribonucleótidos la pentosa es
la D-ribosa, en los desoxiribonucleótidos (DNA,
desoxinucleótidos), el azúcar es
2-desoxi-D-ribosa (los números primos señalan
posiciones de átomos del azúcar, los no primos
corresponden a la base nitrogenada). El fosfato
puede estar en posición 3ó 5. Si no hay fosfato
en la molécula, el compuesto es un nucleósido.
    En general estos compuestos son ácidos
moderadamente fuertes.   Las bases nitrogenadas
son moléculas planas, aromáticas y heterocíclicas
que son derivados de la purina o pirimidina
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SÍNTESIS DE RIBONUCLEÓTIDOS DE PURINA
    En 1948, John Buchanan obtuvo las primeras
evidencias de las síntesis de novo de estos
compuestos al alimentar palomas con una variedad
de compuestos isotópicamente marcados. Determinó
químicamente las posiciones de los átomos
marcados en el producto de excreción, el ácido
úrico (una purina). Buchanan utilizó aves porque
excretan el nitrógeno casi enteramente como ácido
úrico, substancia insoluble, fácilmente de
aislar. Nótese que los C4, C5 y N7 provienen de
la glicina, mientras que cada uno de los otros
átomos, derivan de un precursor independiente. El
formato proviene del tetrahidro folato, en el
metabolismo de unidades de un carbono. El
procedimiento consta de 11 reacciones  
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                                    Figura
origen de los átomos de una purina
Vía de salvamento de las purinas
Muchas células tienen un recambio activo de
muchos de sus ácidos nucleicos (particularmente
de algunos tipos de ARNs). A partir de este
proceso, se liberan adenina, guanina e
hipoxantina (que a diferencia de la guanina,
carece del grupo amino en posición C2)
                    moléculas de guanina e
hipoxantina.
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Estas purinas libres, son recuperadas para formar
sus nucleótidos correspondientes a través de vías
de salvamento. A diferencia de la síntesis de
novo que es prácticamente idéntica en todas las
células, las vías de salvamento, son diversas. A
diferencia de la síntesis de novo que es Estas
purinas libres, son recuperadas para formar sus
nucleótidos prácticamente idéntica en todas las
células, las vías de salvamento, son diversas. En
los mamíferos, las purinas son salvadas
principalmente por medio de dos enzimas, la
adenina fosforibosiltransferasa (APRT), forma AMP
a través de la transferencia de adenina al
fosforibosil pirofosfato con la liberación de
PPi     Adenina PRPP ? AMP PPi     Y la
hipoxantina-guanina fosforibosiltransferasa
(HGPRT), que cataliza una reacción análoga tanto
para hipoxantina como para guanina     Hipoxantin
a IMP PPi o PRPP ?
Guanina GMP Ppi
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Síndrome de Lesh-Nyhan
Resultado de la deficiencia de la
hipoxantina-guanina fosforibosiltransferasa en el
metabolismo de nucleótidos La deficiencia en
HGPRT es un defecto genético ligado al sexo
masculino. Resulta en la excesiva producción de
ácido úrico (producto de la degradación de las
purinas), lo cual causa anormalidades
neurológicas, retardo mental, comportamiento
autodestructivo y agresivo, además de
automutilación. La acumulación de PRPP incrementa
la síntesis de purinas, la degradación de este
exceso ocasiona el incremento de ácido úrico,
pero no es claro porque causa estos trastornos.
SÍNTESIS DE RIBONUCLEÓTIDOS DE PIRIMIDINA
El proceso de la biosíntesis de los
ribonucleótidos de pirimidina, es más sencilla
que la de purinas. Experimentos con moléculas
marcadas radiactivamente muestran que los átomos
N1, C4,5 y 6, provienen de aspartato, C2 del
HCO3- y N3 de la glutamina    
                          Figura origen de los
átomos de una purina  
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SÍNTESIS DE DESOXIRIBONUCLEÓTIDOS
    En vez de ser sintetizados de novo, a partir
de precursores que contengan desoxibases, los
desoxiribonucleótidos, son sintetizados a partir
de sus ribonucleótidos correspondientes mediante
la reducción de su C2. La reacción es catalizada
por la familia de las ribonucleótido reductasas,
que se clasifican en tres clases, todas ellas
remplazan el grupo hidroxilo de la posición 2de
la ribosa con H, vía un mecanismo de radical
libre. Todos los eucariontes, excepto algunas
especies unicelulares sintetizan ribonucleótido
reductasa tipo I.
DEGRADACIÓN DE NUCLEÓTIDOS
    Muchos de los alimentos tienen un origen
celular y por tanto contienen ácidos nucleicos,
estos ácidos nucleicos sobreviven al pH ácido del
estómago, por lo que son degradados a
nucleótidos, principalmente en el duodeno por
nucleasas pancreáticas y fosfodiesterasas
intestinales. Estos compuestos ionicos no pueden
atravesar las membranas, por tanto son
hidrolizados a nucleósidos por una variedad de
nucleotidasas específicas y fosfotransferasas no
específicas. Los nucleósidos son absorbidos por
la mucosa intestinal para su degradación a bases
nitrogenadas libres y ribosa o ribosa-1-fosfato
por la acción de nucleosidasas y nucleósido
fosforilasas.
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Muy poca cantidad las bases ingeridas, es
incorporada a los ácidos nucleicos, la mayoría
son degradados y excretados.   En humanos y otros
primates el producto final de la degradación de
purinas es el ácido úrico que es excretado en la
orina. Este proceso conserva agua (las aves,
reptiles y la mayoría de los insectos son
uricotélicos). La gota es una enfermedad que se
caracteriza por niveles elevados de ácido úrico
en los fluidos corporales    
La gota
  La gota es una enfermedad que se caracteriza
por niveles elevados de ácido úrico en los
fluidos corporales i.e. acumulación de ureato
sódico (ácido úrico). El ácido úrico puede
precipitar en riñones y uréteres en piedras
(cálculos), que obstaculizan y hacen daño renal
(esta enfermedad se presenta en 3 de cada 1000
personas, predominantemente hombres).   La gota
resulta a partir de muchas insuficiencias que aún
no están caracterizadas del todo. Una causa bien
entendida, es la deficiencia de HGPRT (enfermedad
de Lesch-Nyhan en casos severos), así
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como la deficiencia en glucosa-6-fosfatasa
(estimula la vía de las pentosas incrementando la
velocidad de producción de ribosa-5-fosfato y por
tanto de PRPP). La enfermedad puede ser tratada
con alopurinol, que es un análogo de la
hipoxantina con posiciones intercambiadas de N7 y
C8. La xantina oxidasa hidroliza este compuesto
al igual que a la xantina, únicamente que queda
unido fuertemente al sitio catalítico de la
enzima.    
                          Figura la molécula del
alopurinol  
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El 5-fosforibosil-a-pirofosfato (PRPP)
  El 5-fosforibosil-?-pirofosfato (PRPP)
interviene en     1.- Biosíntesis de Histidina,
cinco de los seis átomos de carbono del
aminoácido derivan del PRPP.     2.- Biosíntesis
de ribonucleótidos de purina. En el primer paso,
la ribosa fosfato pirofosfocinasa, activa a la
?-D-ribosa-5-fosfato con ATP para formar
PRPP.     3.- Biosíntesis de novo del UMP,
específicamente en el paso 5 en donde el orotato
reacciona con el PRPP para dar orotidina-5-monofo
sfato (OMP), reacción catalizada por la orotato
fosforibosil transferasa.     4.- Biosíntesis
de coenzimas nucleotídicas (NAD), la nicotinato
fosforibosil transferasa, que ocurre en la
mayoría de los tejidos de los mamíferos, cataliza
la formación de nicotinato mononucleótido a
partir de nicotinato y PRPP. El intermediario
también puede ser obtenido a partir del producto
de la degradación del triptofano, el quinolato,
la reacción es catalizada por la quinolato
fosforibosil transferasa, que está presente
principalmente en hígado y riñón.
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  Figura el papel metabólico del
5-fosforibosil-?-pirofosfato  
Biosíntesis de coenzimas nucleotídicas
  La unidad nicotinamida de las coenzimas de
nicotinamida (NAD, NADP), en los humanos deriva
de la nicotinamida, ácido nicotínico y triptofano
consumidos en la dieta.     Las coenzimas de
flavina, FAD, se sintetiza a partir de
riboflavina.  
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                            Figura
representación de la molécula de
riboflavina   Primero, el hidroxilo en posición
5 de cadena lateral ribitil de la riboflavina,
es fosforilado por la flavocinasa, dando flavin
mononucleótido (FMN), que no es un nucleótido
verdadero por que la cadena ribitil no es una
azúcar verdadera. El FAD se forma al acoplar al
FMN con en AMP en una unión pirofosfato, reacción
catalizada por la FAD pirofosforilasa. La
coenzima A (CoA), en los mamíferos, se sintetiza
a partir del pantotenato, una vitamina esencial,
que se fosforila por la pantotenato cinasa y
acoplada a la cisteina por la acción de la
fosfopantotenoilcisteina sintasa. Después de la
descarboxilación realizada por la
fosfopantotenoilcisteina descarboxilasa, el
4-fosfopantetieno es acoplado al AMP por medio
de un enlace pirofosfato por la defosfo-CoA
pirofosforilasa finalmente, esta molécula es
fosforilada en el hidroxilo de la posición 3 por
la defosfo-CoA cinasa formando CoA. Las dos
últimas reacciones ocurren en la misma proteína.