PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN

Presentación del tema: "PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN"— Transcripción de la presentación:

1 PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN
LIC. Y PROF. CS BIOL – LIC. BIOTECNOLOGÍA QCA. BIOLÓGICA PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN Bolilla 9 METABOLISMO DE NUCLEÓTIDOS METABOLISMO DE NUCLEÓTIDOS DE PURINA Y PIRIMIDINA Biosíntesis de nucleótidos de purina. Síntesis de novo. Regulación. Biosíntesis de nucleótidos de pirimidina. Regulación. Biosíntesis de desoxirribonucleótidos. Recuperación de bases púricas y pirimidínicas. Degradación de los nucleótidos púricos y pirimidínicos. Productos, características. 

2 Metabolismo de Bases Púricas y Pirimidínicas
Adaptado, Química Biológica, A.Blanco y G. Blanco, Ed. El Ateneo, 9ª. Edic., 2012

3 ¿Qué son los nucleótidos? ¿Cuál es su importancia?
Repasemos…. MOLECULAS NITROGENADAS COMPLEJAS. CRECIMIENTO CELULAR DIFERENCIACION CELULAR UNIDAD ESTRUCTURAL DE LOS ACIDOS NUCLEICOS FUNCIONES COMO DADORES DE ENERGIA REGULAN VIAS METABOLICAS ACTUAN COMO SEGUNDOS MENSAJEROS

4 METABOLISMO DE NUCLEOTIDOS
BIOSINTEISIS NUCLEOTIDOS PURICOS NUCLEOTIDOS PIRIMIDINICOS DEGRADACION

5 NUCLEÓTIDOS Repasemos…. BASE NITROGENADA AZUCAR PENTOSA GRUPO FOSFATO

6 Estructura general de un Nucleótido
Repasemos…. Estructura general de un Nucleótido Anillo de origen de las Bases Púricas y Pirimidínicas

7 BASES PÚRICAS Guanina Adenina

8 BASES PIRIMIDÍNICAS RNA Uracilo Citosina DNA RNA Timina DNA

9 AZUCAR PENTOSA Repasemos…. RIBOSA (ARN) DESOXIRRIBOSA (ADN)

10 Repasemos…. NUCLEÓSIDOS NUCLEÓTIDOS AMP Adenosina Guanosina GMP

11 Repasemos…. NUCLEOSIDOS NUCLEOTIDOS CMP Citidina Uridina UMP

12 DEGRADACIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

13 Biosíntesis de Purinas y Pirimidinas Características generales
Las vías de síntesis de nuevas (de novo) Purinas y Pirimidinas son idénticas en casi todos los seres vivos. Las bases libres NO son intermediarios en las vías de síntesis de novo. El anillo de Purina se construye añadiendo algunos átomos a la Ribosa. El anillo de Pirimidina se sintetiza como Orotato unido a Ribosa-P. Las enzimas implicadas en estas síntesis forman “complejos multienzimáticos”. Las reservas celulares de nuclétidos son muy pequeñas, su síntesis puede limitar la síntesis de ácidos nucleicos.

14 Procedencia de los átomos del anillo de PURINA
GLICINA CO2 ASPARTATO FORMIATO FORMIATO GLUTAMINA

15 RESUMEN DE LA BIOSÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS PÚRICOS
SUSTRATO: a-D-ribosa-5-fosfato AMINOACIDOS: Glutamina, Glicina, Aspartato Productos secundarios: Fumarato y Glutamato Derivados de FH4: N10formil FH4 Dadores de Energía: ATP y GTP Ingresa una molécula de CO2 y se produce una de NADH

16 Biosíntesis de Nucleótidos de Purina
Dador de restos de 1C: Formas reducidas del folato Dihidrofolato Tetrahidrofolato Folato N5 –metil tetrahidrofolato CH3 N C O H N10 ó N5 -Formiltrahidrofolato N5,N10-Metilenotrahidrofolato N HC N5N10-Meteniltrahidrofolato

17 BIOSÍNTESIS DE NOVO NUCLEÓTIDOS DE PURINA
ATP PRPP sintetasa 5-Fosfo-a-D-Ribosil-1-pirofosfato ( PRPP ) a-D-Ribosa-5-fosfato AMP

18 Formación de 5-Fosfo-b-ribosilamina
Glutamina Glutamato Mg+ NH2 Amido fosforribosil transferasa 5-Fosfo-b-D-ribosilamina (PRA) PPi 5-Fosfo-a-D-Ribosil-1-pirofosfato ( PRPP ) H2O

19 Esquema de la Biosíntesis de Nucleótidos Púricos
a-D-ribosa-5-fosfato IMP Ribosa-5-fosfato pirofosfoquinasa Adenilosuccinato sintetasa IMP Des hidrogenasa PRPP Amido fosforribosil transferasa XMP Ac.Adenilsuccínico GMP AMP 5-Fosfo-b-D-ribosilamina (PRA) GDP ADP GTP ATP

20 Glicina: Esqueleto carbonado y NH2 (ATP)
IMP 5-PRA Glicina: Esqueleto carbonado y NH2 (ATP) N10 ó N5 –formilTHF transfiere una unidad de carbono. (C 8) Glutamina: El NH2 de posición 3 (ATP).Se libera Glu Cierre del anillo pentaatómico (imidazol) por deshidratación (ATP). CO3H-: Por reacción de carboxilación (C 6). Aspartato: : El NH2 de posición 1. Se libera fumarato. (ATP). N10 ó N5 –formilTHF: Ultimo C. 2° ciclación- anillo purínico.

21 de Nucleótidos Púricos Detalles de las reacciones
(5-PRA) Biosíntesis de novo de Nucleótidos Púricos Detalles de las reacciones desde PRPP hasta IMP (ídem Guía TP Aula) Lehninger A. L., 4ª Edic. 2007– Cap. 22

22 de Nucleótidos Púricos Detalles de las reacciones
Adenilosuccinato sintetasa IMP Biosíntesis de novo de Nucleótidos Púricos Detalles de las reacciones desde IMP hasta GMP y AMP IMP-Deshidrogenasa Ac. Xantílico (XMP) Ac.Adenilsuccínico GMP-Sintetasa Adenilosuccinato liasa GMP AMP

23 Esquema de la Biosíntesis de Nucleótidos Púricos
GMP AMP Inosinato (IMP) PRPP Aminoácidos Ribosa-5-P

24 REGULACION DE LA BIOSINTESIS DE Nucleótidos Púricos
a-D-ribosa-5-fosfato IMP GMP AMP IMP Ribosa-5-fosfato pirofosfoquinasa Adenilosuccinato sintetasa AMP IMP Des hidrogenasa GMP PRPP GMP AMP IMP Amido fosforribosil transferasa XMP Ac.Adenilsuccínico GMP AMP 5-Fosfo-b-D-ribosilamina (PRA) GDP ADP + GTP ATP

25 REGULACION DE LA BIOSINTESIS DE Nucleótidos Púricos
Lehninger A. L., 4ª Edic. 2007– Cap. 22

26 COSTO ENERGÉTICO de la SÍNTESIS DE NOVO
El gasto energético total de la síntesis de novo de Purinas a partir de ribosa-5-fosfato  7 ATP para la síntesis de cada uno de los nucleótidos monofosfato púricos (AMP o GMP), debiendo gastarse otros 2 ATP para la biosíntesis de los nucleótidos trifosfato (ATP o GTP). Esto da una pauta de la importancia de las vías de recuperación o salvamento que posee la célula a fin de economizar energía celular.

27 VÍAS DE RECUPERACIÓN DE BASES PÚRICAS
Las bases púricas libres se recuperan Hipoxantina + PRPP IMP + PPi Guanina + PRPP GMP + PPI Adenina + PRPP AMP + PPi Hipoxantian-guanina fosforribosil transferasa (HGPRT) Adenosina fosforribosil transferasa (APRT)

28 DEGRADACIÓN DE PURINAS- FORMACIÓN DE ÁCIDO ÚRICO
Hipoxantina AMP Xantina Oxidasa H2O + O2 H2O2 H2O Pi desaminasa Nucleotidasa Guanina Adenosina H2O NH3 Xantina desaminasa H2O + O2 H2O2 Xantina Oxidasa Guanosina H2O Ribosa GMP Hipoxantina Acido Urico

29 Derivados del Ácido Úrico
ACIDO URICO AC. ALANTOICO AC. GLIOXILICO ALANTOINA 2 UREA AC. ALANTOICO

30 Derivados del Ácido Úrico Excreción en diferentes especies
Lehninger A. L., 4ª Edic. 2007– Cap. 22

31 Productos nitrogenados primarios de excreción en algunas especies
Mamíferos y primates: Del metabolismos de purinas Invertebrados terrestres Aves Uricotélicos Lagartos y serpientes Insectos terrestres (algunos ac. Alantoico y Alantoína) ACIDO URICO Arañas Escorpiones Excretan GUANINA Alg. garrapatas PURINAS Cangrejos de tierra Insectos Almacenan Purinas Caracoles

32 ESQUEMA DEL METABOLISMO DE NUCLEÓTIDOS PÚRICOS
ADENINA Adenina fosforribosil transferasa Fosforribosil amina PRPP sintetasa PRPP amido transferasa HIPOXANTINA GUANINA

33 BIOSÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS PIRIMÍDINICOS
Primero se sintetiza el anillo de pirimidina. Requiere de Carbamil fosfato Utiliza dos aminoácidos: Glutamina y Aspartato Se sintetiza UTP y CTP Actúa una proteína trifuncional: CAD

34 PROCEDENCIA DE LOS ATOMOS DEL ANILLO PIRIMÍDINICO
Citosina ASPARTATO CARBAMIL-P

35 BIOÍINTESIS DE CARBAMILFOSFATO
+ HCO3 ATP Glutamina Carbamoil fosfato sintetasa II ADP O H2N-C-O-P + Glutamato Carbamil fosfato

36 Esquema de la síntesis de UTP y CTP
Carbamil-fosfato + Aspartato N-Carbamil-aspartato + Pi H2N  C  O ATP OROTATO 2 ATP PRPP ATP ATP Ribosa-P-P-P CTP CTP UMP UTP Glutm Glu

37 Diagrama de la biosíntesis de Nucleótidos Pirimidínicos
Carbamil fosfato Aminoácidos Ribosa-P

38 REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS DE PIRIMIDINA
Química Biológica, A.Blanco y G. Blanco, Ed. El Ateneo, 9ª. Edic., 2012

39 REGULACIÓN de la AspartatoTranscarbamilasa
Velocidad de reacción Aspartato (mM)

40 COSTO ENERGÉTICO de la SÍNTESIS DE NOVO de NUCLEÓTIDOS DE PIRIMIDINA
- La síntesis de Nucleótidos de Pirimidina es muy onerosa en términos de enlaces de alta energía, cada molécula de UMP requiere la inversión de 5 ATP. DIFERENCIAS PRINCIPALES entre LAS SÍNTESIS de NUCLEÓTIDOS - En la síntesis de Purinas el ensamble de fragmentos constituyentes se hace desde el comienzo en unión a Ribosil fosfato (PRPP). - En la síntesis de las Pirimidinas, el Ribosil fosfato es incorporado después que el anillo heterocíclico ha sido formado.

41 VÍAS DE RECUPERACIÓN DE PIRIMIDINAS
Uridina + ATP UMP + ADP Citidina + ATP CMP + ADP Timidina + ATP TMP + ADP Se recuperan desde los nucleósidos (no desde sus bases libres)

42 Biosíntesis de Desoxirribonucleótidos
Base Tiorredoxina (SH2) NADP+ Ribonucleótido reductasa OH Tiorredoxina reductasa Base NADPH Tiorredoxina (S-S) + H+ H

43 BIOSíNTESIS DE TMP CH3 Timidilato sintasa

44 Degradación de Bases Pirimidínicas
Se forman compuestos muy solubles que pueden ser eliminados fácilmente. Los productos de degradación son: CO2, NH4+, b-alanina y b-aminoisobutirato El b-aminoisobutirato puede degradarse a Succinil-CoA que puede ingresar al Ciclo de Krebs.

45 Degradación de Bases Pirimidínicas
Citidina Dihidrouracilo Acido b-ureidopropionico b-Alanina + NH3 + CO2 Uridina Citosina Ribosa-1-P Desoxiuridina Uracilo Desoxiribosa-1-P Dihidrouracilo

46 Bibliografia 1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007). 2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). 3- Docentes de Química Biológica, “QUIMICA BIOLOGICA Orientada a Ciencias de los Alimentos”, Nueva Editorial Universitaria de la Universidad Nacional de San Luis.