1.2. Nucleótidos

¿Qué papel jugaba el fósforo que Miescher descubrió en la nucleína? En 1934, Levene mostró que los ácidos nucleicos podían dividirse en fragmentos formados por un nucleósido y un grupo fosforilo unido al carbono 5’ (léase cinco prima. Este signo sirve para diferenciar los átomos de la pentosa de los de la base nitrogenada) del azúcar. Llamó nucleótido a dicha combinación. El enlace que se forma entre el fósforo y el carbono recibe el nombre de enlace fosfoéster (véase la ilustración siguiente). Puesto que varios grupos fosforilo pueden unirse entre sí, se distinguirán tres tipos de nucleótidos: los monofosfatos de nucleósido, con un único grupo fosforilo; los difosfatos de nucleósido, esterificados a un grupo pirofosforilo (dos grupos fosforilo unidos), y los trifosfatos de nucleósido, con un tercer fosforilo. Su nombre se abrevia como NMP, NDP o NTP, respectivamente, donde N representa el símbolo del nucleósido correspondiente (con una d delante si procede).

Así pues, del mismo modo que una proteína está formada por aminoácidos, un ácido nucleico estará integrado por nucleótidos. Los nucleótidos se unen entre sí mediante un enlace fosfodiéster entre los carbonos 5’ y 3’ de dos nucleósidos, similar al de los glicerofosfolípidos [véase la Unidad 2]; como se advierte en la ilustración siguiente, dicho enlace permite la formación de polinucleótidos, es decir, polímeros de fosfatos y pentosas con bases nitrogenadas como grupos laterales:

Unión de nucleótidos mediante la formación de enlaces fosfodiéster para dar un polinucleótido. Obsérvese que la reacción procede en la dirección de 5’ a 3’, de modo que el extremo de la cadena que crece es el que contiene el –OH en 3’(fuente: ASH).

Cada polinucleótido tiene una orientación química: el extremo 5’ suele llevar un grupo fosforilo o trifosforilo, y el extremo 3’ tiene un grupo –OH libre. Esta direccionalidad motiva la convención de escribir la secuencia de un polinucleótido en la dirección 5’ → 3’, representando el enlace fosfodiéster mediante un guión que une el carbono 3’ a su izquierda con el carbono 5’ a su derecha. Así, el polinucleótido que se forma en la ilustración anterior se escribirá: pppdG-dC-dA-dT, o d(pppG-C-A-T), lo que indica que en el extremo 5’ hay un grupo trifosforilo unido al carbono 5’ de una desoxiguanosina.

Nucleótidos que no forman ácidos nucleicos

En las siguientes unidades se estudiará el papel de los ácidos nucleicos en el almacenamiento y transmisión de la información genética.

Pero los nucleótidos pueden desempeñar funciones distintas a la de ser los monómeros de los ácidos nucleicos. Como veremos, las enzimas requieren a menudo para su actividad moléculas llamadas coenzimas, muchas de las cuales son en realidad nucleótidos o dinucleótidos (dos nucleótidos unidos por un enlace fosfodiéster o pirofosfato), en los que, en lugar de bases nitrogenadas, hay moléculas como la nicotinamida o la riboflavina:

Algunos nucleótidos que no forman parte de los ácidos nucleicos (fuente: ASH).

Algunos nucleótidos, en particular el ATP y el GTP, juegan un papel clave en la transferencia de energía, como estudiaremos en la Unidad 8. Otros, como el AMP cíclico, actúan como mensajeros intracelulares.