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segunda-feira, 18 de fevereiro de 2013 - 18:26

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Metabolismo dos ácidos nucleicos

por: Colunista Portal - Educação

Muitas vezes essa reação ocorre em uma única etapa
Muitas vezes essa reação ocorre em uma única etapa
A importância dos nucleotídeos: eles estão presentes em todas as células no DNA e no RNA, o ATP e o GTP transportam energia química, compõem os cofatores NAD (nicotinamida adenina dinucleotídeo), FAD (Hidrogeno flavina adenina dinucleotídeo), CoA, dentre outros, atuam como mensageiros celulares (ex.: cAMP) e, ainda, participam de vias biossintéticas como intermediários ativados (ex.: UDP-glicose). Dois tipos de vias são responsáveis pela formação das bases nitrogenadas: as vias “de novo” e as vias de “recuperação”.

A via “de novo” das purinas incluem como precursores o AMP (adenosina monofosfato)  e o GMP, que contém as bases purínicas adenina e guanina, respectivamente. Em uma primeira etapa, a glutamina doa um grupo amino a uma molécula de fosforribosilpirofosfato (PRPP), formando o anel purínico.

A segunda etapa consiste da adição de três átomos do aminoácido glicina (2 C e 1 N), através do consumo de uma molécula de ATP. Outro nitrogênio é doado por outra molécula de glicina em uma terceira etapa, seguido da desidratação e fechamento do anel de cinco membros da purina ocorrendo à liberação do 5-aminoimidazol ribonucleotídeo (etapas 4 e 5).

A sexta etapa é composta pela adição de um grupo carboxila pela enzima AIR carboxilase. As duas etapas seguintes resultam na transferência de um grupo amino do aspartato para o anel de imidazol. Então, o carbono final é fornecido através do N10-formiltetraidrofolato, fechando o segundo anel e liberando os dois anéis fundidos do núcleo purínico.

Para formação dos nucleotídeos pirimidínicos são utilizados o aspartato, o PRPP e o carbamoil fosfato. Neste caso, o anel de seis membros é produzido antes da ribose 5-fosfato. A primeira etapa envolve a reação do carbamoil fosfato com o aspartato por meio da enzima aspartato transcarbamoilase. Em seguida, a diidrorotase atua removendo uma molécula de água para fechar o anel pirimidínico.

A oxidação do composto formado leva à liberação do orotato, através da transferência de elétrons para o NAD+. Todas estas etapas iniciais envolvem enzimas que estão atuando em conexão através de complexos multienzimáticos. A cadeia lateral do nucleotídeo provém do PRPP e é ligada ao orotato formando orotidilato, que é descarboxilado e fosforilado, gerando o UTP. A enzima citidilato sintetase possui a capacidade de produzir o CTP através da UTP por um processo que consome ATP e glutamina.

A regulação destas vias se dá por inibição por meio de retroalimentação. Os nucleotídeos formados são então convertidos em nucleosídios trifosfato através das enzimas nucleosídio monofosfato quinases, em etapas que incluem a formação de nucleosídios monofosfato e difosfato. Após outras reações ocorre a formação dos desoxirribonucleotídeos, unidades estruturais do DNA, sendo que a formação de timina envolve apenas desoxirribonucleotídeos. O precursor desta reação é o dUMP e a enzima participante é a timidilato sintase.

As purinas e as pirimidinas são degradadas formando ácido úrico e ureia, respectivamente. O grupo fosfato é perdido através da 5´-nucleotidase. O adenilato forma adenosina, que por ação da adenosina desaminase forma inosina, que é hidrolisada liberando D-ribose e hipoxantina. A hipoxantina é oxidada para xantina e ácido úrico através da xantina oxidase. Um processo semelhante ocorre para o GMP. Já as pirimidinas são degradadas formando NH4+, e consequentemente a síntese de ureia é ativada.

Após a degradação as células podem aproveitar as purinas livres para produzir nucleotídeos através da “recuperação”. Muitas vezes essa reação ocorre em uma única etapa através da enzima adenosina fosforribosiltransferase (o mesmo processo vale para a guanina e a hipoxantina).
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