Un nucleótido es una molécula orgánica que se compone de una base de ácido nucleico (o base nitrogenada ), de una osa de cinco átomos de carbono, denominada pentosa , cuya asociación forma un nucleósido , y finalmente de uno a tres grupos fosfato .
El trifosfato de adenosina , llamado ATP , es un nucleótido cuya hidrólisis en forma de ADP y fosfato libera una cantidad de energía utilizada en la actividad de la célula animal ; más generalmente, en forma de dNTP ( ATP , GTP , CTP , UTP ), los nucleótidos juegan un papel central en el metabolismo . Los nucleótidos también participan en la señalización celular . Algunos son cofactores o coenzimas de reacciones bioquímicas .
Los nucleótidos son los componentes básicos de un ácido nucleico como el ADN o el ARN .
Un nucleótido se compone de tres partes:
Se llaman ribonucleótidos si el azúcar es ribosa, o desoxirribonucleótidos si el azúcar es desoxirribosa.
In vivo, los nucleótidos se pueden sintetizar de novo o reciclar mediante rutas de reciclaje. Los nucleótidos sufren degradación de modo que las partes útiles se pueden reutilizar en reacciones sintéticas para crear nuevos nucleótidos. El hígado es el órgano principal para la síntesis de novo de los cuatro nucleótidos.
Los componentes utilizados en la síntesis de nucleótidos de novo se derivan de precursores biosintéticos del metabolismo de carbohidratos y aminoácidos , así como amoníaco y dióxido de carbono . La síntesis de novo de pirimidinas y purinas sigue dos rutas diferentes.
Como referencia, la síntesis de nucleótidos de purina y pirimidina se lleva a cabo mediante varias enzimas en el citoplasma de la célula, y no dentro de un orgánulo específico.
Los nucleótidos son los componentes básicos de un ácido nucleico como el ADN o el ARN . Estos dos tipos se componen respectivamente uniformemente de desoxirribosa y ribosa , sin embargo, la base nitrogenada es variable.
El azúcar (o osa , más precisamente aquí una pentosa ) presente en el ADN es β- D -2'-desoxirribosa . El prefijo "desoxi" significa que hay un grupo hidroxilo (-OH) menos. De hecho, en la posición 2 de todos los azúcares componentes del ADN, el hidroxilo se reemplaza con un átomo de hidrógeno (H). Por el contrario, el hidroxilo permanece presente en el ARN, donde la osa es la ribosa .
Los nucleótidos están unidos entre sí por enlaces fosfodiéster . La enzima de unión es la ADN polimerasa en el caso del ADN, que duplica una hebra existente de ADN, y la ARN polimerasa para el ARN, que crea una hebra de ARN a partir de un modelo de ADN.
Dado que los fosfatos y los azúcares son siempre los mismos en un ácido nucleico dado, la naturaleza del nucleótido está determinada por la base nucleica que contiene. Por tanto, la secuencia de una cadena de ADN o ARN se puede resumir como la sucesión de bases nucleicas presentes. Los cinco nucleótidos principales se nombran de acuerdo con su base nucleica.
Hay cuatro bases nucleicas que se encuentran en el ARN: adenina, guanina, citosina y uracilo. El ADN está formado por cuatro desoxirribonucleótidos diferentes correspondientes a cuatro bases nucleicas diferentes:
Tienen la particularidad de unir dos a dos por complementariedad :
El ARN está formado por cuatro ribonucleótidos diferentes que corresponden a cuatro bases nucleicas diferentes:
La UMP se empareja con el monofosfato de adenosina (AMP).
La biología sintética crea nucleótidos artificiales que forman pares de bases antinaturales originalmente un código genético expandido (en) .
El trifosfato de adenosina, o ATP, es un nucleótido de almacenamiento de energía en las células vivas. Esta energía se libera por hidrólisis de los grupos fosfato.
Al igual que con los análogos de nucleósidos , algunas moléculas se han sintetizado como fármacos, que consisten en un nucleósido y uno o más grupos fosfato. Estas moléculas incluyen el sofosbuvir que se está probando para el tratamiento del VHC .
La IUPAC definió los siguientes códigos para representar los nucleótidos de los ácidos nucleicos y bloquear desoxirribonucleico:
| Código IUPAC | Base nucleica |
|---|---|
| A | Adenina |
| VS | Citosina |
| GRAMO | Guanina |
| T (o U ) | Timina (o uracilo ) |
| R | A o G |
| Y | C o T (U) |
| S | G o C |
| W | A o T (U) |
| K | G o T (U) |
| METRO | A o C |
| B | C o G o T (U) |
| D | A o G o T (U) |
| H | A o C o T (U) |
| V | A o C o G |
| NO | Cualquier base |
| . o - | vacío |