Características, estrutura e aplicações nucleosídeos

O nucleosídeos Eles são um amplo grupo de moléculas biológicas formadas por uma base de nitrogênio e um açúcar de cinco carbonas, juntou -se covalentemente. Em termos de estruturas, eles são muito diversos.

Eles são os precursores da síntese de ácidos nucleicos (DNA e RNA), um evento fundamental para o controle do metabolismo e crescimento de todos os seres vivos. Eles também participam de vários processos biológicos, modulando algumas atividades do sistema nervoso, muscular e cardiovascular, entre outros.

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Atualmente, os nucleosídeos modificados são usados ​​como terapia antiviral e anticâncer, graças à sua propriedade de bloquear a replicação do DNA.

É importante não confundir o termo nucleosídeo com nucleotídeo. Embora ambos os elementos pareçam estruturalmente, pois são formados por monômeros de ácido nucleico, os nucleotídeos têm um ou vários grupos de fosfato adicionais. Isto é, um nucleotídeo é um nucleosídeo com um grupo de fosfato.

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Caracteristicas

Nucleosídeos são moléculas formadas pelos blocos estruturais de ácidos nucleicos. Eles são de baixo peso molecular, estando em um intervalo entre 227,22 e 383.31 g/mol.

Graças à base de nitrogênio, essas estruturas reagem como bases com valores de PKA entre 3,3 e 9.8.

Estrutura

A estrutura de nucleosídeos compreende uma base unida de nitrogênio por meio de uma ligação covalente a um açúcar de carbono cinco. Em seguida, exploraremos esses componentes completos.

Base de nitrogênio

O primeiro componente - a base de nitrogênio, também chamada nucleobase - É uma molécula aromática plana que contém nitrogênio em sua estrutura e pode ser uma purina ou uma pirimidina.

Os primeiros são formados por dois anéis fundidos: um dos seis átomos e outro de cinco. As pirimidinas são menores e formadas por um único anel.

Pentosa

O segundo componente estrutural é uma pentose, que pode ser uma ribose ou uma desoxirribose. A ribose é um açúcar "normal", onde cada átomo de carbono está ligado a um de oxigênio. No caso da desoxirribose, o açúcar é modificado, pois não possui um átomo de oxigênio no carbono 2 '.

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Link

Em todos os nucleosídeos (e também em nucleotídeos), encontramos naturalmente a ligação entre ambas as moléculas é do tipo β-n-glicosídico e é resistente ao clivaje alcalino.

O carbono 1 'de açúcar está ligado ao nitrogênio 1 de pirimidina e nitrogênio 9 de purina. Como vemos, esses são os mesmos componentes que encontramos nos monômeros que formam ácidos nucleicos: nucleotídeos.

Nucleosídeos modificados

Até agora, descrevemos a estrutura geral dos nucleosídeos. No entanto, existem alguns com certas modificações químicas, sendo o mais comum a união de um grupo metila com a base de nitrogênio. Metilations na porção de carboidratos também podem ocorrer.

Outras modificações menos frequentes incluem isomerização, por exemplo, da pseudouridina uridina; perda de hidrogênios; acetilação; formilação; e hidroxilação.

Classificação e nomenclatura

Dependendo dos componentes estruturais do nucleosídeo, uma classificação em ribonucleossídeos e desoxinucleosídeos foi estabelecida. Na primeira categoria, encontramos nucleosídeos cuja purina ou pirimidina está ligada a um ribose. Além disso, as bases de nitrogênio que as formam são adenina, guanina, citosina e uracil.

Nos desoxinucleosídeos, a base nitrogenada está ancorada à desoxirribose. As bases que encontramos são as mesmas que nos ribonucleotídeos, com a exceção de que a pirimidina de uracil é substituída por um timin.

Dessa maneira, os ribonucleosídeos são nomeados, dependendo da base de nitrogênio contendo a molécula, estabelecendo a seguinte nomenclatura: adenosina, citidina, uridina e guanosina. Para identificar um desoxinucleossídeo, o prefixo DeSox- é adicionado, a saber: desoxiadenosina, dexixicicitidina, desoxiuridina e desoxigiganosina.

Como mencionado acima, a diferença fundamental entre um nucleotídeo e um nucleosídeo é que o primeiro possui um grupo de fosfato de carbono 3 '(3'-nucleotídeo) ou carbono 5' (5'-nucleotídeo). Assim, em termos de nomenclatura, podemos descobrir que um sinônimo para o primeiro caso é um nucleosídeo-5'-fosfato.

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Funções biológicas

Blocos estruturais

Os nucleosídeos de três fases (ou seja, com três fosfatos em sua estrutura) são a matéria -prima para a construção de ácidos nucleicos: DNA e RNA.

Armazenamento de energia

Graças aos links de alta energia que mantêm os grupos de fosfato juntos, são estruturas que armazenam facilmente a disponibilidade adequada de energia para a célula. O exemplo mais famoso é o ATP (Adenosín Trifosfato), mais conhecido como "moeda de energia celular".

Hormônios locais

Os nucleosídeos adequados (sem grupos fosfato em sua estrutura) não têm atividade biológica significativa. No entanto, em mamíferos, encontramos um destaque: a molécula de adenosina.

Nesses organismos, a adenosina assume o papel de motorida, o que significa que funciona como um hormônio local e também como um neuromodulador.

A circulação de adenosina na corrente sanguínea modula diferentes funções, como vasodilatação, freqüência cardíaca, contrações nos músculos lisos, a liberação de neurotransmissores, degradação lipídica, entre outros.

A adenosina é famosa por seu papel na regulamentação do sono. Quando a concentração desse nucleosídeo aumenta, produz cansaço e sono. É por isso que o consumo de cafeína (uma molécula semelhante à adenosina) nos mantém acordados, pois bloqueia as interações de adenosina e seus respectivos receptores no cérebro.

Nucleosídeos de dieta

Os nucleosídeos podem ser consumidos em alimentos e foi demonstrado que eles modulam vários processos fisiológicos, beneficiando certos aspectos do sistema imunológico, desenvolvimento e crescimento do trato gastrointestinal, metabolismo lipídico, funções hepáticas, entre outros.

São componentes abundantes em leite materno, chá, cerveja, carne e peixe, entre outros alimentos.

O suplemento exógeno de nucleosídeo (e nucleotídeo) é importante em pacientes que não têm a capacidade de sintetizar esses compostos de Novo.

Em relação à absorção, quase 90% dos nucleotídeos são absorvidos na forma de nucleosídeos e fosforilados novamente em células intestinais.

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Aplicações médicas: anti -câncer e antivirais

Certos nucleosídeos ou nucleotídeos modificados demonstraram atividade anti -câncer e antiviral, permitindo tratar condições de importância médica significativa, como HIV/AIDS, vírus do herpes, vírus da hepatite B e leucemia, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros, entre outros.

Essas moléculas são usadas para o tratamento dessas patologias, pois têm a capacidade de inibir a síntese de DNA. Estes são transportados ativamente para o interior da célula e, à medida que apresentam modificações químicas, impedem repetições futuras do genoma do vírus.

Os análogos usados ​​como tratamento são sintetizados por diferentes reações químicas. As modificações podem vir na parte da ribose ou na base de nitrogênio.

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