La biosíntesis de nucleótidos es el proceso metabólico mediante el cual las células construyen de novo (desde cero) o mediante rutas de salvamento (reciclaje) los nucleótidos, los bloques constructores del ADN y ARN. Estos nucleótidos se dividen en dos clases principales: purinas y pirimidinas.
La biosíntesis de nucleótidos purínicos (adenina y guanina) es un proceso complejo. Comienza con la ribosa-5-fosfato, proveniente de la vía de las pentosas fosfato. Luego, la enzima PRPP sintetasa convierte esta ribosa-5-fosfato en 5-fosforribosil-1-pirofosfato (PRPP), un compuesto activado esencial. El esqueleto purínico se construye átomo por átomo sobre la molécula de PRPP. El primer átomo de nitrógeno lo dona la glutamina. Otros átomos provienen del aspartato, glicina, tetrahidrofolato y dióxido de carbono. Finalmente, se forma el inosinato (IMP), un nucleótido purínico "padre" que se convierte luego en adenilato (AMP) o guanilato (GMP). Un ejemplo de regulación es la inhibición por retroalimentación del IMP, AMP y GMP sobre la PRPP sintetasa.
La biosíntesis de nucleótidos pirimidínicos (citosina, timina y uracilo) difiere. Primero se construye el anillo pirimidínico libre, y luego se une a la ribosa-5-fosfato. El carbamoil fosfato sintetasa II cataliza el primer paso, la formación de carbamoil fosfato a partir de glutamina, CO2 y ATP. Luego, el aspartato transcarbamilasa (ATCase) cataliza la condensación del carbamoil fosfato con el aspartato, formando el ácido orótico. Este ácido orótico se une al PRPP para formar orotidinato (OMP), el precursor del uridilato (UMP). Finalmente, el UMP puede convertirse en citidina (CTP). La timina (dTMP) se forma por modificación del dUMP (desoxiuridilato). Un ejemplo de regulación es la inhibición de la ATCase por CTP.
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La biosíntesis de nucleótidos es crucial para la replicación y transcripción del ADN. Un ejemplo práctico de su importancia es el desarrollo de fármacos antimetabolitos utilizados en quimioterapia. Estos fármacos, como el metotrexato, inhiben enzimas clave en la biosíntesis de nucleótidos, impidiendo la proliferación celular de las células cancerosas. Otro ejemplo es su relevancia en el desarrollo de inmunosupresores, fármacos que evitan el rechazo de trasplantes de órganos actuando sobre la biosíntesis de nucleótidos en linfocitos.
