Il metabolismo dei nucleotidi

I  nucleotidi sono sostanze biologicamente ubiquitarie che partecipano a quasi tutti i processi biologici: (1) essi costituiscono le unità monomeriche degli acidi nucleici; (2) i nucleosidi trifosfati, principalemente ATP, sono i prodotti terminali “ricchi di energia” della maggior parte delle vie di produzione di quell'energia la cui utilizzazione sostiene la maggior parte dei processi che richiedono energia; (3) la maggior parte delle vie metaboliche sono regolate, almeno in parte, dai livelli di nucleotidi come ATP, ADP e AMP; (4) i nucleotidi adeninici sono componenti dei coenzimi NAD+, NADP+, FMN, FAD e del coenzima A. L'importanza dei nucleotidi nel metabolismo cellulare è indicata dall'osservazione che quasi tutte le cellule possono sintetizzarli sia de novo che dai prodotti di degradazione degli acidi nucleici.
LA STRUTTURA CHIMICA DI NUCLEOTIDI, NUCLEOSIDI E BASI
I nucleotidi sono esteri fosfati di pentosi (zuccheri C5) in cui una base azotata è legata al C(1') dello zucchero. Nei ribonucleotidi il pentosio è un D-ribosio mentre nei deossiribonucleotidi, lo zucchero è il 2-deossi-D-ribosio (notare che i numeri contrassegnati da un apice “'” si riferiscono agli atomi del residuo di ribosio, mentre quelli non contrassegnati si riferiscono alla base azotata). I gruppi fosfati possono essere legati al C(3') o al C(5') di un ribosio generando rispettivamente il suo nucleotide 3' o 5'. Se il gruppo fosfato non c'è, il composto viene definito come nucleoside. Comunque in tutti i nucleotidi e nucleosidi presenti naturalmente il legame N-glicosidico che lega a base azotata all'atomo C(1') del pentosio ha la configurazione β. Le basi azotate, invece, sono molecole planari, aromatiche, eterocicliche che, per la maggior parte, sono derivati della purina o della pirimidina. I principali componenti purinici degli acidi nucleici sono i residui di adenina e di guanina; i principali residui pirimidinici sono quelli di citosina, uracile (presente nell'RNA) e timina (presente principalmente nel DNA). Le purine formano legami glicosidici col ribosio tramite i loro atomi N(9), mentre le pirimidine lo fanno tramite i loro atomi N(1).