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Nutrientes. Bioquímica || Acidos nucleicos y nucleótidos
Los nucleótidos purínicos y pirimidínicos son metabolitos extremadamente importantes que participan en muchas funciones celulares. Estas funciones comprenden su actuación como precursores de los ácidos nucleicos, como almacenes de energía, afectores, agentes de transferencia de grupos, así como mediadores de las acciones hormonal y neurotransmisora.

Conceptos previos
Acidos nucléicos. Son moléculas complejas de alto peso molecular que contienen bases nitrogenadas (purinas y pirimidinas), azúcares de cinco carbonos (ribosa y deoxiribosa) y fosfato.

Base. Puede definirse como una sustancia que se combina con ácidos para formar sales neutras. También, como una sustancia que aumenta la concentración de iones hidroxilo.o por el contrario que disminuye la concentración de iones hidrógeno cuando se disuelve en agua.

Purinas
Son bases nitrogenadas: adenina, guanina e hipoxantina Tienen una estructura en doble anillo que consta de uno de seis carbonos y de otro anillo de cinco carbonos.
Nucleósidos
Las purinas pueden existir como bases libres o con un azúcar pentosa, habitualmente ribosa o deoxiribosa, unidos por la posición N9 para formar un nucleósido. Por ejemplo, adenina es la base libre y adenosina, el nucleósido, guanina es la base libre y guanosina, el nucleósido. El nucleósido de la hipoxantina se llama inosina.
La fosforilización del azúcar en posición C5 da lugar a la formación de mono-, di-, y trinucleótidos.
Los grupos fosfato hacen que estas moléculas estén cargadas negativamente.

Pirimidinas
Son compuestos que contienen estructuras anulares heterocíclicas nitrogenadas. Son pirimidinas: timina, citosina y uracilo.
En las pirimidinas, una molécula de carbamoilfosfato en la que la glutamina es la donadora del grupo amimo, se une a una molécula de ácido aspártico. El ácido orótico, producto de estas reacciones, es transferido a una molécula de fosfo-ribosil pirofosfato para dar origen al ácido uridílico.
Nucleósidos. Las pirimidinas se hallan asociadas en su mayoría a azúcares de cinco carbonos unidos en N1 para formar nucleósidos

Nucleótidos
Moléculas compuestas de un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos (ribosa o deoxiribosa y una base nitrogenada (flavina, purina, pirimidina o piridina).
Ejemplos de nucleótidos son: flavina adenina dinucleótido, adenosina trifosfato, citosina trifosfato y nicotinamida adenina difosfosfato.

Nucleótidos. Síntesis
Los nucleótidos se forman de novo en la célula a partir de aminoácidos, ribosa, fosfato y CO2. La ruta de novo para la síntesis de los nucleótidos requiere un suministro relativamente elevado de energía. Para compensar esto, muchas células tienen rutas muy eficientes de recuperación mediante las que se reutilizan bases purínicas o pirimidínicas previamente formadas.

Debido a la forma en la que se sintetizan o recuperan los nucleótidos, las purinas y las pirimidinas se encuentran en la célula principalmente en forma de nucleótidos. En condiciones normales, las concentraciones de bases o nucleósidos libres son extremadamente pequeñas. Los niveles de nucleótidos en la célula están regulados mediante una serie de enzimas controlados alostéricamente en la ruta.

Funciones metabólicas de los nucleótidos

Todos los tipos de células contienen una gran variedad de nucleótidos y derivados. Sus principales funciones son las siguientes:

a) Participación en el metabolismo energético. El ATP (trifosfato de adenosina) se genera en las células mediante fosforilación, oxidativa y a nivel de sustrato. Se utiliza para activar las reacciones metabólicas, y está implicado en procesos tales como: contracción muscular, transporte activo y mantenimiento de la integridad de las membranas celulares. El ATP es un dador de fosfato para la generación de otros nucleósidos 5´-trifosfatos .
b) Presencia en unidades monoméricas de ácidos nucleicos. ADN y ARN, están compuestos por unidades de nucleótidos. En reacciones de síntesis de ácidos nucleicos, los nucleósidos 5´-trifosfatos son sustratos que se unen al polímero por enlaces fosfodiéster 3´-5´, liberando pirofosfato.
c) Mediadores fisiológicos de procesos metabólicos clave. AMPc (monofosfato de adenina cíclico) actúa como segundo mensajero en el control de los procesos glucógenolisis y glucogénesis, mediados por adrenalina y glucagón.
d) Componentes de coenzimas. NAD (dinucléotido de nicotinamida y adenina), FAD (dinucleótido de adenina y flavina) y CoA (Coenzima A) son constituyentes metabólicos implicados en gran número de rutas metabólicas.
e) Intermediarios activados, necesarios para diversas reacciones. UDP-glucosa es un intermediario clave en la síntesis de glucógeno y de glucoproteínas. GDP-manosa, GDP-fucosa, UDP-galactosa y CMP-ácido siálico son intermediarios clave de reacciones en las que azúcares son transferidos para la síntesis de glucoproteínas. CTP se utiliza para generar CDP-colina, CDP-etanolamina y CDP-diacilgliceroles, compuestos que intervienen en metabolismo de fosfolípidos.
f) Efectores alostéricos. Las concentraciones intracelulares de nucleótidos controlan los pasos regulados en las vías metabólicas.

Alteraciones en el metabolismo de las purinas

Las alteraciones en el metabolismo de las purinas puede dar lugar a una serie de enfermedades:

a) Síndrome de gota. Producido por acumulación de cristales de ácido úrico en articulaciones y riñón
b) Inmunodeficiencias originadas por ausencia de las actividades de adenosina desaminasa y nucleósido fosforilasa.
c) Síndrome de Lesch-Nyhan. Originado por ausencia de la enzima hipoxantina-guanina-fosforil transfera, de la vía catabólica de los nucleósidos purínicos.
d) Síndrome gotoso. Producido por deficiencias de glucosa-6-fosfatasa y dehidrogenasa del ácido glutámico, o por incremento de la actividad de la enzima.

Gota

Es un trastorno asociado con un error innato del metabolismo del ácido úrico que aumenta la producción o queinterfiere en la excreción. El exceso de ácido úrico se convierte en crsitales de urato sódico, que precipitan y se depositan en las articulaciones y en otros tejidos. Proceso extremadamente doloroso, y en ocasiones discapacitante

La gota puede ser primaria o secundaria
Gota primaria se debe a la ausencia de alguna actividad enzimática que origina sobreproducción de ácido úrico, o también a un déficit en su mecanismo de excreción
Gota secundaria es la consecuencia de una enfermedad adquirida en la que la artritis gotosa se desarrolla como una complicación por la hiperuricemia que acompaña a la enfermedad (leucemia, nefritis crónica, policitemia, etc.)

Alteraciones en el metabolismo de las pirimidinas

El catabolismo de las pirimidinas produce metil-malonil-CoA, que se catabolizan hasta bióxido de carbono. Entre las alteraciones del metabolismo de estos nucleótidos se encuentra la aciduria orótica

Referencias:
- BOWMAN B A, RUSELL R M, (eds): Presente Kowledge in Nutrition. (8ª ed),  Ed ILSI Press, , 2001
- BRODY T.: Nutritional Biochemistry. (2ª ed),  Academic Press, San Diego, 1999
- CHOW CHING KUANG: Fatty Acids in Foods and their Health Implications.  Dekker, Nueva York, 1992
- FLETA J.: Oligoelementos y Vitaminas en Alimentación Infantil.  Ed. Prensas Universitarias, Zaragoza, 1997
- HICKS L L.: Bioquímica.  MacGraw-Hill Interamericana, Méjico, 2001
- WILDMAN, REC. MEDEIROS, DM (eds): Advanced Human Nutrition.  CDC Press, , 2000
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