Uracil

Uracil es una base nucleica que forma un par de bases con la adenina en el ARN y forma la contraparte de la timina estructurada de manera similar en el ADN.

El uracilo es un compuesto heterocíclico aromático con un anillo de seis miembros que consiste en un esqueleto de pirimidina modificado. En el ARN, el uracilo está presente en forma de uridina, es decir, como un nucleósido que está unido a una molécula de ribosa mediante un enlace n-glicosídico y, como la timina, forma dos enlaces de hidrógeno con la base complementaria adenina.

¿Qué es el uracilo?

El uracilo es una de las cuatro nucleobases que componen las cadenas de ARN del genoma. El uracilo reemplaza la nucleobase timina del ADN de composición similar.

El uracilo es un compuesto aromático heterocíclico con un anillo de pirimidina modificado de seis miembros como estructura básica. En el ARN, el uracilo está presente como nucleósido, llamado uridina. Como la timidina en el ADN, la uridina forma dos enlaces de hidrógeno con la base complementaria adenina. La fórmula química C4H4N2O2 muestra que la uridina se compone exclusivamente de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. No se requieren minerales raros ni oligoelementos para la biosíntesis.

Al igual que con las otras nucleobases que componen el genoma, el cuerpo es capaz de sintetizar uracilo, pero prefiere obtener uracilo de los procesos de reciclaje y de la descomposición de ciertas proteínas llamadas uracilo en su forma pura o contenida en la forma nucleosídica como uridina o incluso en la forma fosforilada de uridina. La uridina se puede fosforilar con uno a tres grupos fosfato para formar uridina mono- (UMP), uridina di (UDP) o uridina trifosfato (UTP). En el cuerpo, la uridina se presenta principalmente como un componente del ARN o en la forma fosforilada de uridina.

Función, efecto y tareas

La función principal del uracilo es ocupar su posición respectiva en las ubicaciones deseadas en las cadenas de bases del ARN y conectarse a la nucleobase complementaria adenina a través de un doble enlace de hidrógeno durante la fase de transcripción o traducción.

Este es uno de varios requisitos previos para que la cadena de base de ARN correspondiente se codifique correctamente y, después de la copia complementaria por el llamado ARN mensajero (ARNm), conduce a la síntesis de las proteínas genéticamente intencionadas con respecto a la selección y secuencia de los aminoácidos. Las proteínas consisten en una cadena de ciertos aminoácidos proteinogénicos que están unidos entre sí a través de enlaces peptídicos. Estructuralmente, estos son polipéptidos, que se denominan proteínas o proteínas de un número de 100 o más aminoácidos involucrados.

De hecho, esto significa que la tarea principal del uracilo o la uridina, así como la de las otras nucleobases, tiene un papel pasivo. Uracil no participa activamente en los procesos de conversión bioquímica. Se desconoce un posible papel de la uridina o de la uridina fosforilada con uno a tres grupos fosfato como componente de enzimas u hormonas.

Educación, ocurrencia, propiedades y valores óptimos

En principio, el cuerpo es capaz de sintetizar el uracilo por sí mismo. No se requieren sustancias básicas raras. Sin embargo, la síntesis es compleja y requiere mucha energía, por lo que el organismo prefiere obtener uracilo y uridina mediante catálisis, mediante la degradación y remodelación de otras sustancias que contienen un esqueleto de pirimidina.

Esta forma especial de obtener uracilo, que el cuerpo también prefiere para la producción bioactiva de otros ácidos nucleicos, se denomina vía de rescate. El término se puede traducir libremente como reciclaje y recuperación. Dado que la estructura básica del uracilo consiste en un anillo heterocíclico de seis miembros, son posibles seis tautómeros diferentes, que difieren en la disposición de las moléculas o grupos de moléculas en el anillo de seis miembros. En la forma dioxo con dos átomos de oxígeno sin un grupo OH, el uracilo forma un polvo blanco que solo se derrite a una temperatura de 341 grados Celsius. Se desconoce la importancia de los tautómeros individuales en el metabolismo.

La nucleobase no se presenta en forma libre en el cuerpo, sino solo en una forma fosforilada integrada o como un componente del ARN. No existe una concentración óptima de uracilo o uridina o un valor de referencia para la definición de un rango normal. Dado que el uracilo se compone exclusivamente de carbono, oxígeno e hidrógeno, el cuerpo puede descomponer completamente el compuesto en dióxido de carbono, iones de amonio y ácido oxopropanoico y eliminarlo sin dejar ningún residuo, o utilizar los grupos moleculares liberados para formar otras sustancias.

Enfermedades y trastornos

Uno de los principales peligros que surgen en relación con el uracilo como componente integrado del ARN radica en realizar copias incorrectas de las cadenas de ADN o ARN, lo que en los pasos posteriores conduce a una síntesis incorrecta de las proteínas deseadas.

Las secuencias de repetición incorrectas de ciertos tripletes de ácidos nucleicos, omisiones u otros errores dan como resultado que aminoácidos no deseados y / o aminoácidos en la secuencia incorrecta se unan mediante enlaces peptídicos. Si el cuerpo no puede solucionar la falla con sus propias opciones de reparación, entonces se crean proteínas bioquímicamente inactivas o compuestos inestables que son descompuestos y metabolizados nuevamente por el cuerpo. Sin embargo, tales errores no se deben a la intervención activa de las nucleobases. El uracilo es importante como materia prima para una combinación de fármacos con tegafur, un agente citostático para el tratamiento del cáncer de colon.

Uracil apoya el efecto del agente citostático porque inhibe su degradación y, por lo tanto, prolonga el tiempo que el agente citostático hace efecto. En otras combinaciones de fármacos, los derivados del uracilo como el 5-fluoro-uracilo y la desoxiuridina se utilizan como inhibidores del metabolismo del ácido fólico en el cáncer colorrectal avanzado. Los citostáticos inhiben el crecimiento y la multiplicación de las células, pero no solo la multiplicación de ciertas células cancerosas, sino también las células del tejido sano, por lo que los efectos secundarios indeseables suponen un desafío cuando se utilizan.