Enlace fosfodiéster
El enlace fosfodiéster es un enlace covalente que se produce entre un grupo fosfato (H3PO4) y un grupo hidroxilo (–OH). Este tipo de enlace lo podemos encontrar en fosfolípidos que forman la membrana celular, y en nucleótidos, que forman los ácidos nucleicos ARN y ADN.
Un nucleótido está formando por una base nitrogenada, unida a un azúcar, y éste azúcar unida a un grupo fosfato. Las bases nitrogenadas son adenina, timina, guanina, citosina y uracilo. La timina sólo la encontramos en ADN y el uracilo únicamente en ARN.
El azúcar que forma parte del nucleótido es una pentosa, la ribosa en el caso del ácido ribonucleico (ARN) y la desoxirribosa en el caso del ácido desoxirribonucleico (ADN).
En la siguiente figura observamos cómo se enlazan la base nitrogenada, la pentosa y el grupo fosfato para formar un nucleótido:
Los carbonos de la pentosa se nombran con números del 1’ al 5’, siendo el número uno el que está unido a la base nitrogenada y número cinco el que está unido al grupo fosfato, como podemos observar en la figura de arriba.
En el enlace fosfodiéster, se enlazan covalentemente el grupo OH del carbono 3’ de la pentosa del primer nucleótido y el grupo fosfato del carbono 5’de la pentosa del siguiente nucleótido. En esta reacción se libera una molécula de agua y se forma un dinucleótido.
Los grupos fosfato están cargados negativamente a pH neutro, es por esta razón que se requiere de mucha energía para formar el enlace fosfodiéster. La energía necesaria para que el enlace ocurra proviene muchas veces de nucleótidos que tienen más de un grupo fosfato, especialmente la adenosina. La adenosina tri-fosfato (ATP) es una gran fuente de energía, se forma para aprovechar la energía de las reacciones exotérmicas y la almacena hasta que sea necesaria. Esta molécula es utilizada en distintos procesos celulares. Cuando se liberan los grupos fosfato del ATP, se libera la energía necesaria para cualquier proceso que lo requiera, por ejemplo para formar el enlace fosfodiéster.
Al unirse sucesivamente muchos nucleótidos mediante enlaces fosfodiéster, se forman largas cadenas de nucleótidos. Como las bases nitrogenadas no participan del enlace, en las cadenas se alternan pentosas y fosfatos, quedando las bases nitrogenadas a un lado de la misma. En estas cadenas existe un extremo llamado 3’, con su grupo OH libre, y otro extremo llamado 5’, con su grupo fosfato libre. De ésta manera se forman los ácidos nucleicos ARN y ADN.
ARN y ADN son moléculas fibrilares muy grandes, sin ramificaciones, que tienen una gran importancia biológica, contienen la información genética de los seres vivos.