Definición de nucleótido
Un nucleótido es un compuesto orgánico que está formado por una base nitrogenada, un azúcar y ácido fosfórico. Es posible dividir los nucleótidos en ribonucleótidos (cuando el azúcar es la ribosa) y desoxirribonucleótidos (si el azúcar es la desoxirribosa).
Los nucleótidos pueden actuar como monómeros en los ácidos nucleicos (el ADN o el ARN), formando cadenas lineales, o actuar como moléculas libres (como es el caso del ATP).
La base nitrogenada del nucleótido puede ser purínica (adenina o guanina), pirimidínica (timina, citosina o uracilo) o isoaloxacínica (flavina). El ADN se forma con la adenina, la guanina, la timina y la citosina, mientras en el ARN intervienen la adenina, la guanina, la citosina y el uracilo.
Los nucleótidos de base purínica o púrica se denominan adenosin (para la base adenina) o guanosin (base guanina). En cambio, los nucleótidos de base pirimidínica se conocen como timidin (base timina), citidin (base citosina) o uridin (base uracilo).
El azúcar del nucleótido, por su parte, pertenece al grupo de las pentosas ya que tiene cinco átomos de carbono. Puede tratarse de la ribosa o de la desoxirribosa.
Respecto al ácido fosfórico, por último, cada nucleótido puede contener uno (nucleótido-monofosfato), dos (nucleótido-difosfato) o tres (nucleótido-trifosfato). Estos grupos de fosfato le otorgan al nucleótido un enlace de alta energía, por lo que son tomados como fuentes para la transferencia energética por parte de las células.
Cuando el nucleótido posee un solo grupo fosfato, es correcto decir que se encuentra estable. En cambio, con cada grupo de fosfato adicional, el nucleótido se vuelve más inestable y el enlace del fósforo y fosfato libera energía al romperse por hidrólisis.
Nucleótidos no nucleicos
Los nucleótidos no nucleicos son muy importantes para la biología, así como los que forman parte de ácidos nucleicos. Habitan libremente en las células y participan de su metabolismo y, como activadores de enzimas, de su regulación, aportándoles energía química durante sus reacciones. Uno de ellos, el ATP, se menciona en párrafos anteriores.
+ Nucleótidos de adenina
El ATP y el ADP son nucleótidos importantes para la biología, ya que los enlaces que forman los grupos fosfatos son muy ricos en energía (de hecho son moléculas que se dedican al transporte de energía), la cual se acumula al momento de su unión y es liberada con facilidad cuando el enlace se rompe por hidrólisis.
Además de ser uno de los dos transportadores de energía más importantes, el ATP es un elemento muy versátil en diversos intercambios de energía: partiendo de ácido fosfórico y ADP (fosforilación) se forma ATP con la energía que se desprende durante las reacciones exergónicas (caracterizadas por presentar una variación negativa de la energía libre de Gibbs); cuando ocurre la defosforilación, o sea que el ATP se hidroliza (interactúa con agua y modifica su estructura) a ácido fosfórico y ADP, la energía que se libera de este proceso sirve para alimentar las reacciones endergónicas (la energía libre de Gibbs presenta una variación positiva).
+ Nucleótidos coenzimáticos
Se denomina coenzimas a las moléculas orgánicas de tipo no proteico que participan de las reacciones catalizadas enzimáticamente, durante las cuales suelen encargarse del transporte de electrones. Un gran número de estas coenzimas son nucleótidos, aunque también existen en otras clases. De manera opuesta a las enzimas, no dependen de un tipo de sustrato en particular para actuar en una reacción determinada.
Los nucleótidos de flavina, por ejemplo, que son el FMN (flavín-mononucleótido, en el cual se da una unión entre un grupo fosfato y la flavina) y el FAD (flavín-adenín-dinucleótido, el cual se forma por una molécula de FMN unida a través de enlace fosfodiéster a una de AMP), son coenzimas, y pueden hallarse en forma oxidada (con los nombres recién mencionados) o reducida (bajo los nombres FMNH2 y FADH2).