Formación de la forma activa
Por sí solo, el ácido fólico (folato) es un precursor. Para incorporarse a los procesos bioquímicos, debe transformarse en su forma activa: el tetrahidrofolato ($H_4$-folato).
Este proceso se lleva a cabo en el hígado y requiere la participación de enzimas específicas:
- Folato reductasas;
- Dihidrofolato reductasas.
Para llevar a cabo las reacciones de reducción, ambas enzimas requieren estrictamente de la coenzima NADPH, que actúa como donante de equivalentes de reducción. Como resultado de reacciones sucesivas, se forma el $H_4$-folato, listo para cumplir con sus funciones de transporte.
Transporte de grupos monocarbonados
El principal papel biológico del $H_4$-folato radica en que sirve como transportador intermediario de grupos monocarbonados.
Es importante comprender con precisión qué no es el $H_4$-folato en las reacciones bioquímicas. No es capaz de actuar como:
- Transportador de fragmentos acilo o dicarbonados;
- Donante de grupos fosfato;
- Aceptor final o transportador de grupos amino.
Su especialización está estrictamente limitada a la captura, retención y transferencia de fragmentos que contienen exactamente un átomo de carbono.
Formas de los fragmentos monocarbonados
Los radicales monocarbonados unidos al $H_4$-folato no son estáticos. El grupo metileno básico ($-CH_2-$) dentro de la molécula de metileno-$H_4$-folato es capaz de sufrir transformaciones redox, convirtiéndose en otras formas funcionales.
Entre las formas principales de grupos monocarbonados que transporta el folato se encuentran:
- Metileno ($-CH_2-$): forma inicial para muchas transformaciones.
- Metilo ($-CH_3$): el grupo más reducido.
- Metenilo ($-CH=$): forma con un doble enlace.
- Formilo ($-CHO$): el grupo más oxidado.
Esta plasticidad le permite al folato proporcionar a las diferentes vías bioquímicas los tipos necesarios de residuos de carbono.
Significado biológico
Todos los procesos de transporte e interconversión de fragmentos monocarbonados están dirigidos a asegurar los procesos sintéticos más importantes en la célula.
En primer lugar, los grupos monocarbonados se utilizan para la síntesis de nucleótidos, los bloques de construcción de los ácidos nucleicos. Sin el funcionamiento adecuado del sistema del tetrahidrofolato, la célula pierde la capacidad de formar nucleótidos completos y otros metabolitos vitales que dependen de la adición de un solo átomo de carbono.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿En la síntesis de qué nucleótidos específicos (púricos o pirimidínicos) participan los derivados del tetrahidrofolato?
Los derivados del tetrahidrofolato participan en la síntesis de nucleótidos tanto púricos como pirimidínicos.
- $N^5,N^{10}$-metileno-$H_4$-folato: asegura la síntesis de nucleótidos pirimidínicos (en particular, el ácido timidílico o TMP).
- $N^5,N^{10}$-metenil-$H_4$-folato: necesario para la síntesis de nucleótidos púricos (realiza la incorporación del átomo de carbono en la posición 8 del anillo de purina).
- $N^{10}$-formil-$H_4$-folato: también participa en la síntesis de nucleótidos púricos (incorpora el átomo de carbono en la posición 2 del anillo de purina).
¿En el metabolismo de qué aminoácidos participa el tetrahidrofolato?
El tetrahidrofolato participa en las interconversiones y el metabolismo de varios aminoácidos.
- Serina: cede un grupo monocarbonado al tetrahidrofolato, convirtiéndose en glicina.
- Glicina: se forma a partir de la serina con la participación del ácido tetrahidrofólico; su catabolismo también se produce con la participación del $H_4$-folato.
- Metionina: se regenera a partir de la homocisteína en el proceso de remetilación, donde el metil-$H_4$-folato sirve como el donante primario del grupo metilo.
- Homocisteína: utiliza el grupo metilo del $N^5$-metil-THF para convertirse de nuevo en metionina.
¿Qué fármacos son inhibidores competitivos de la dihidrofolato reductasa?
Los inhibidores competitivos de la dihidrofolato reductasa son fármacos que actúan como análogos del ácido fólico.
- Metotrexato: inhibe la dihidrofolato reductasa, altera la reducción del $H_2$-folato a $H_4$-folato activo y se utiliza en el tratamiento de tumores.
- Aminopterina: junto con el metotrexato, es un potente inhibidor de la proliferación celular que bloquea dicha enzima.
¿De qué componentes estructurales consta la molécula de ácido fólico?
La molécula de ácido fólico consta de tres componentes principales:
- Anillo de pteridina (pterina).
- Ácido para-aminobenzoico (PABA).
- Ácido glutámico.
La estructura básica del ácido fólico es el ácido pteroilmonoglutámico; otros ácidos fólicos se diferencian por el número de residuos de ácido glutámico unidos en forma de péptido γ-glutamílico.
Para recordar las formas de los grupos de carbono en el folato, utiliza la regla de las tres «M» y una «F»: Metileno, Metilo, Metenilo, Formilo.
Preguntas de clases y exámenes
¿Dónde se forma el H4-folato en el organismo?
El proceso de formación del tetrahidrofolato activo a partir del ácido fólico tiene lugar en el hígado.
¿Qué enzimas y coenzimas se necesitan para la activación del folato?
En la conversión participan las enzimas folato reductasa y dihidrofolato reductasa, y su coenzima es el NADPH.
¿Puede el H4-folato transportar grupos amino o fosfatos?
No, el tetrahidrofolato es estrictamente un transportador intermediario de fragmentos monocarbonados.
¿Para qué se utilizan los fragmentos de un carbono?
Principalmente son necesarios para la síntesis de nucleótidos y la construcción de varios otros compuestos celulares.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismo de acción de la dihidrofolato reductasa y la folato reductasa
- El papel del NADPH como coenzima en las reacciones de reducción
- Vías bioquímicas de la síntesis de nucleótidos con la participación del folato
- Mecanismos químicos de la interconversión de los grupos metileno, metilo, metenilo y formilo
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