bases nitrogen ad as. estructura y metabolismo
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BIOLOGÍA MOLECULARBIOLOGÍA MOLECULAR
Estructura y metabolismo de nucleótidos.
Estructura de ácidos nucleicos y mutaciones.
Procesos de:
- Replicación.- Transcripción.- Código Genético y Traducción.
Estructura y metabolismo de nucleótidos.
Estructura de ácidos nucleicos y mutaciones.
Procesos de:
- Replicación.- Transcripción.- Código Genético y Traducción.
BIOSÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOSBIOSÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS
Existen dos vías de síntesis de nucleótidos:
de novo: a partir de L-aa, ribosa-5-fosfato, CO2 y NH3
reciclaje: reutilización de bases libres y nucleósidos liberados por rompimiento de ácidos nucleicos.
Existen dos vías de síntesis de nucleótidos:
de novo: a partir de L-aa, ribosa-5-fosfato, CO2 y NH3
reciclaje: reutilización de bases libres y nucleósidos liberados por rompimiento de ácidos nucleicos.
VÍA DE NOVOVÍA DE NOVO
Ocurre en la mayoría de organismos vivos, destacando el hecho que no se usan las bases libres (A,C,G,T,U) para unirlas a la ribosa, sino que se sintetizan los anillos purínicos y pirimidínicos por etapas.
Ocurre en la mayoría de organismos vivos, destacando el hecho que no se usan las bases libres (A,C,G,T,U) para unirlas a la ribosa, sino que se sintetizan los anillos purínicos y pirimidínicos por etapas.
I.- SÍNTESIS DE PURINASI.- SÍNTESIS DE PURINAS
Adenosina-5’-monofosfato (AMP)Guanosina-5’-monofosfato (GMP)Adenosina-5’-monofosfato (AMP)Guanosina-5’-monofosfato (GMP)
ORIGEN DE ÁTOMOS DE C y NORIGEN DE ÁTOMOS DE C y N
Se comienza a partir del precursor fosforibosil-pirofosfato (PRPP). Este PRPP es un importante intermediario de vías metabólicas (síntesis de Trp, His) y se sintetiza a partir de ribosa-5-fosfato (vía de las pentosas fosfato):
Se comienza a partir del precursor fosforibosil-pirofosfato (PRPP). Este PRPP es un importante intermediario de vías metabólicas (síntesis de Trp, His) y se sintetiza a partir de ribosa-5-fosfato (vía de las pentosas fosfato):
Ribosa-5-fosfato + ATPRibosa-5-fosfato + ATP
ETAPA 1: Incorporación de un grupo aminoETAPA 1: Incorporación de un grupo amino
SÍNTESIS DE PURINASSÍNTESIS DE PURINAS
Se transfiere un grupo amino de Gln al C-1 de PRPP, liberando Glu y PPi.
Enzima:
Glutamina-PRPP-amidotransferasa
Se transfiere un grupo amino de Gln al C-1 de PRPP, liberando Glu y PPi.
Enzima:
Glutamina-PRPP-amidotransferasa
ETAPA 2: Incorporación de tres átomos desde GlyETAPA 2: Incorporación de tres átomos desde Gly
SÍNTESIS DE PURINASSÍNTESIS DE PURINAS
Gly es activado con ATP para luego ser unido al grupo amino.
Enzima:
GAR sintetasa
Gly es activado con ATP para luego ser unido al grupo amino.
Enzima:
GAR sintetasa
ETAPA 3: Formilación del grupo amino.ETAPA 3: Formilación del grupo amino.
SÍNTESIS DE PURINASSÍNTESIS DE PURINAS
El grupo amino de glicina agregado es formilado por N10-formiltetrahidrofolato
Enzima:
GAR transformilasa
El grupo amino de glicina agregado es formilado por N10-formiltetrahidrofolato
Enzima:
GAR transformilasa
ETAPA 4: Adición de un N por Gln.ETAPA 4: Adición de un N por Gln.
SÍNTESIS DE PURINASSÍNTESIS DE PURINAS
Gln aporta un N
Enzima:
FGAR amidotransferasa
Gln aporta un N
Enzima:
FGAR amidotransferasa
ETAPA 5: Ciclación del anillo.ETAPA 5: Ciclación del anillo.
SÍNTESIS DE PURINASSÍNTESIS DE PURINAS
Se genera el anillo de imidazol de la purina, por deshidratación.
Enzima:
AIR sintetasa
Se genera el anillo de imidazol de la purina, por deshidratación.
Enzima:
AIR sintetasa
En este punto, ya hay tres de los seis átomos que se necesitan para el segundo anillo en la estructura de la purina En este punto, ya hay tres de los seis átomos que se necesitan para el segundo anillo en la estructura de la purina
C
CN
ETAPA 6: Adición de un grupo carboxiloETAPA 6: Adición de un grupo carboxilo
SÍNTESIS DE PURINASSÍNTESIS DE PURINAS
Bicarbonato aporta el grupo carboxilo
Enzima: AIR carboxilasa
ETAPA 7: Adición de un grupo aminoETAPA 7: Adición de un grupo amino
SÍNTESIS DE PURINASSÍNTESIS DE PURINAS
Asp dona su grupo amino al anillo imidazol, formando un enlace amida.
Enzima:
SAICAR sintetasa
Asp dona su grupo amino al anillo imidazol, formando un enlace amida.
Enzima:
SAICAR sintetasa
7
ETAPA 8: Eliminación de fumaratoETAPA 8: Eliminación de fumarato
SÍNTESIS DE PURINASSÍNTESIS DE PURINAS
El esqueleto carbonado del Asp se elimina como fumarato.
Enzima:
SAICAR liasa
El esqueleto carbonado del Asp se elimina como fumarato.
Enzima:
SAICAR liasa
8
ETAPA 9: Adición de otro CETAPA 9: Adición de otro C
SÍNTESIS DE PURINASSÍNTESIS DE PURINAS
Se agrega el último C para cerrar el ciclo desde N10-formiltetrahidrofolato.
Enzima:
AICAR transformilasa
Se agrega el último C para cerrar el ciclo desde N10-formiltetrahidrofolato.
Enzima:
AICAR transformilasa
9
10
ETAPA 9: Segunda ciclaciónETAPA 9: Segunda ciclación
SÍNTESIS DE PURINASSÍNTESIS DE PURINAS
Se cierra el segundo ciclo de la purina, formándose IMP (inosinato)
Enzima:
IMP sintasa
Se cierra el segundo ciclo de la purina, formándose IMP (inosinato)
Enzima:
IMP sintasa
Dadores de grupo en la formación de una purinaDadores de grupo en la formación de una purina
SÍNTESIS DE ADENILATO Y GUANILATOSÍNTESIS DE ADENILATO Y GUANILATO
De inosinato a adenilato:
De inosinato a guanilato:
II.- SÍNTESIS DE PIRIMIDINASII.- SÍNTESIS DE PIRIMIDINAS
Citidina-5’-monofosfato (CMP)Uridina-5’-monofosfato (UMP)Citidina-5’-monofosfato (CMP)Uridina-5’-monofosfato (UMP)
A partir de Asp y carbamoil fosfato, se generan precursores pirimidínicos como el orotato.
Al orotato se le une PRPP, se descarboxila y genera UMP.
Posteriormente, el UMP es fosforilado para formar UTP, y luego, se incorpora un grupo amino donado por Gln para formar CTP.
A partir de Asp y carbamoil fosfato, se generan precursores pirimidínicos como el orotato.
Al orotato se le une PRPP, se descarboxila y genera UMP.
Posteriormente, el UMP es fosforilado para formar UTP, y luego, se incorpora un grupo amino donado por Gln para formar CTP.
Vía de novo de pirimidinas
Generación de nucleósidos trifosfatoGeneración de nucleósidos trifosfato
Adenilato quinasa:
ATP + AMP 2 ADP ATP (glicólisis y/o fosforilación oxidativa)
Adenilato quinasa:
ATP + AMP 2 ADP ATP (glicólisis y/o fosforilación oxidativa)
Nucleósido monofosfato quinasa (específicas de base):
ATP + NMP ADP + NDP
Nucleósido monofosfato quinasa (específicas de base):
ATP + NMP ADP + NDP
Nucleósido disfosfato quinasa (inespecíficas de base y/o azúcar):
NTP (dador) + NDP (aceptor) NDP (dador) + NTP (aceptor)
Nucleósido disfosfato quinasa (inespecíficas de base y/o azúcar):
NTP (dador) + NDP (aceptor) NDP (dador) + NTP (aceptor)(ATP)(ATP)
LOS RIBONUCLEÓTIDOS SON PRECURSORES DELOS DESOXIRIBONUCLEÓTIDOS
LOS RIBONUCLEÓTIDOS SON PRECURSORES DELOS DESOXIRIBONUCLEÓTIDOS
A partir de los ribonucleósidos difosfato se generan los desoxiribonucleótidos, por reacciones de reducción del 2’-OH del azúcar. La enzima que cataliza estas reacciones es la ribonucleótido reductasa.
A partir de los ribonucleósidos difosfato se generan los desoxiribonucleótidos, por reacciones de reducción del 2’-OH del azúcar. La enzima que cataliza estas reacciones es la ribonucleótido reductasa.
ADP dADP + H2OADP dADP + H2O
GDP dGDP + H2OGDP dGDP + H2O
1) Formación de un radical libre en el 3’ del NDP.
2) Cesión de un H al grupo 2’-OH.
3) Eliminación de agua, formando un carbocatión.
4) Cesión de un H al carbocatión, con formación de un puente S-S en la enzima.
5) Reacción inversa al 1.
1) Formación de un radical libre en el 3’ del NDP.
2) Cesión de un H al grupo 2’-OH.
3) Eliminación de agua, formando un carbocatión.
4) Cesión de un H al carbocatión, con formación de un puente S-S en la enzima.
5) Reacción inversa al 1.
Formación de dTMPFormación de dTMP
Se origina desde dUMP por metilación de la base, catalizado por la timidilato sintasa. El grupo metilo es aportado por la coenzima N5, N10-metilentetrahidrofolato.
Posteriormente, el 7,8-dihidrofolato es reducido a tetrahidrofolato por la dihidrofolato reductasa.
Se origina desde dUMP por metilación de la base, catalizado por la timidilato sintasa. El grupo metilo es aportado por la coenzima N5, N10-metilentetrahidrofolato.
Posteriormente, el 7,8-dihidrofolato es reducido a tetrahidrofolato por la dihidrofolato reductasa.
DEGRADACIÓN DE PURINAS Y PRIMIDINASLas purinas son degradadas, perdiendo su grupo fosfato por una 5’-nucleotidasa.
AMP produce adenosina, que luego es desaminada a inosina. GMP forma guanosina.
Por hidrólisis, se elimina la ribosa. Inosina libera hipoxantina y guanosina libera guanina. Por oxidación de la hipoxantina y desaminación de guanosina se forma xantina.
Finalmente, la xantina se oxida formando ácido úrico, catalizada por la xantina oxidasa (XO)
5’-nucleotidasa
nucleosidasa
guanina deaminasa
5’-nucleotidasa
nucleosidasa
XO
XO
adenina deaminasa
SOBREPRODUCCIÓN DE ÁCIDO ÚRICO PRODUCE GOTASOBREPRODUCCIÓN DE ÁCIDO ÚRICO PRODUCE GOTA
Por defecto genético, que involucre a una o varias enzimas del metabolismo de las purinas, se genera un exceso de ácido úrico que se acumula en las articulaciones como urato sódico. Además, se afectan los riñones por depósito de los cristales de urato en los túbulos renales.
Tratamiento: dieta estricta, restringida en alimentos ricos en nucleótidos y ácidos nucleicos (hígado y glándulas) y con el empleo de alopurinol, análogo de hipoxantina e inhibidor competitivo de la xantina oxidasa.
Por defecto genético, que involucre a una o varias enzimas del metabolismo de las purinas, se genera un exceso de ácido úrico que se acumula en las articulaciones como urato sódico. Además, se afectan los riñones por depósito de los cristales de urato en los túbulos renales.
Tratamiento: dieta estricta, restringida en alimentos ricos en nucleótidos y ácidos nucleicos (hígado y glándulas) y con el empleo de alopurinol, análogo de hipoxantina e inhibidor competitivo de la xantina oxidasa.