Ácido adenílico

Qué es el ácido adenílico

En su acepción más estricta, el ácido adenílico es un nucleótido: una molécula formada por la unión de una base nitrogenada —en este caso adenina—, un azúcar pentosa —la ribosa— y un grupo fosfato unido a uno de los hidroxilos del azúcar. La unión de adenina y ribosa produce el nucleósido llamado adenosina; la adición del fosfato a la adenosina da lugar al nucleótido conocido como ácido adenílico, o, lo que es lo mismo, adenosín monofosfato.

El compuesto que la nomenclatura clásica designa con este nombre coincide, en condiciones fisiológicas, con el 5'-AMP. El número entre comillas se refiere al carbono de la ribosa al que se une el fosfato. Existen también isómeros, 3'-AMP y 2'-AMP, que aparecen en contextos químicos concretos y se describen más abajo. La forma cíclica, en la que un mismo grupo fosfato se une simultáneamente a los carbonos 3' y 5' del azúcar, se conoce como AMP cíclico (AMPc) y tiene entrada propia por su papel distinto como segundo mensajero.

Composición y estructura química

La fórmula molecular del ácido adenílico es C₁₀H₁₄N₅O₇P, con una masa molar próxima a 347 g/mol. Su número CAS, 61-19-8, lo identifica de manera unívoca en los registros químicos internacionales. Es un sólido cristalino blanco, soluble en agua, con varias constantes de disociación que reflejan los grupos ionizables del fosfato y de la propia adenina.

Tres piezas componen el nucleótido y se conectan mediante dos tipos de enlace distintos. El primero es un enlace N-glicosídico entre el nitrógeno 9 de la adenina y el carbono 1' de la ribosa, equivalente al que une cualquier base con su azúcar para formar un nucleósido. El segundo es un enlace éster fosfórico entre el carbono 5' de la ribosa y el grupo fosfato. La forma en que estos dos enlaces conectan tres piezas químicas distintas es el patrón que sigue todo nucleótido y, por extensión, el principio constructivo del ARN y del ADN.

Origen del nombre y descubrimiento histórico

La etimología del término «adenílico» remite, a través de «adenina», al griego ἀδήν (adēn), que significa «glándula». El nombre lo acuñó el fisiólogo y bioquímico alemán Albrecht Kossel en 1885, cuando aisló por primera vez la adenina a partir de páncreas de buey en el laboratorio del Instituto Fisiológico de Berlín. El tejido de origen —una glándula— dio la raíz, y el sufijo químico «-ina» completó el nombre. A partir de ahí, el adjetivo «adenílico» se construyó para designar al ácido derivado de la incorporación de fosfato a la adenosina.

Kossel siguió trabajando en los componentes del «nucleín» de Friedrich Miescher durante las décadas siguientes y aisló sucesivamente las cinco bases de los ácidos nucleicos: adenina (1885), guanina, timina y citosina entre 1893 y 1894, y uracilo poco después. Por este conjunto de hallazgos —que asentaron la composición química de los ácidos nucleicos antes de que se conociera su estructura— recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1910. La denominación «ácido adenílico» se consolidó a finales del siglo XIX y se mantuvo como término dominante en bioquímica hasta mediados del siglo XX, cuando la nomenclatura sistemática «adenosín monofosfato» y su sigla AMP la fueron sustituyendo en el uso cotidiano.

Un episodio menos conocido conecta el nombre con la primera intuición de su función biológica. En 1929, Alan Drury y Albert Szent-Györgyi describieron en The Journal of Physiology que un extracto de músculo cardíaco —que identificaron como «ácido adenílico»— ejercía efectos potentes sobre el corazón de los mamíferos. El trabajo fue uno de los primeros indicios de que las purinas adenílicas, lejos de ser meras piezas de los ácidos nucleicos, podían actuar como moléculas señalizadoras por derecho propio.

Variantes y nomenclatura: 5'-AMP, 3'-AMP y forma cíclica

El ácido adenílico no designa una única molécula sino una pequeña familia de isómeros que se diferencian en la posición del grupo fosfato sobre la ribosa. El 5'-AMP es la forma fisiológica habitual: la que interviene en el metabolismo energético, la que es interconvertible con ATP, y la que se incorpora a los ácidos nucleicos. Es también la forma que la IUPAC designa hoy como «5'-ácido adenílico» con preferencia sobre el nombre histórico.

El 3'-AMP y el 2'-AMP son los otros dos isómeros posibles. Aparecen, sobre todo, como productos de la hidrólisis alcalina del ARN: al romperse la cadena ribonucleotídica, el fosfato puede quedar unido al carbono 3' o al 2' del azúcar, dependiendo del mecanismo concreto. Históricamente, la distinción de estos isómeros tuvo importancia conceptual: el bioquímico Phoebus Levene observó a principios del siglo XX que el «ácido adenílico del músculo» y el «ácido adenílico del hígado» tenían propiedades distintas, lo que años después se interpretó como la diferencia entre 5'-AMP libre y los productos 2'/3'-AMP derivados del ARN.

Cuando el grupo fosfato se une al mismo tiempo a los carbonos 3' y 5' del azúcar, formando un anillo, el compuesto resultante se denomina adenosín monofosfato cíclico o AMPc. Es una molécula bien distinta del ácido adenílico en sentido estricto, descubierta por Earl Sutherland en 1957 y de papel central en la señalización intracelular.

El término «adenilato» se utiliza cuando el ácido adenílico aparece como residuo incorporado a un polímero —por ejemplo, en una cadena de ARN— o cuando se hace referencia a su forma desprotonada en solución. «Adenilil-» o «adenil-» son prefijos que designan al ácido adenílico cuando se transfiere a otra molécula, como ocurre en numerosas reacciones de modificación postraduccional.

Preguntas frecuentes

¿Ácido adenílico y AMP son lo mismo?

Sí. Son dos nombres del mismo compuesto químico. «Ácido adenílico» es la denominación clásica, acuñada a finales del siglo XIX; «adenosín monofosfato» o AMP es la denominación sistemática, generalizada desde mediados del siglo XX. La nomenclatura IUPAC vigente prefiere «5'-ácido adenílico» para distinguirlo de los isómeros 3' y 2'. En el resto del diccionario, las funciones biológicas y el papel metabólico del compuesto se desarrollan bajo la entrada de adenosín monofosfato.

¿De dónde viene el nombre «adenílico»?

Del griego ἀδήν (adēn), «glándula». Albrecht Kossel acuñó el nombre «adenina» en 1885 al aislar la base nitrogenada por primera vez a partir de páncreas de buey: un tejido glandular. El adjetivo «adenílico» se formó por derivación regular para designar al ácido que se obtiene al unir un grupo fosfato a la adenosina, el nucleósido correspondiente. La raíz griega es la misma que aparece en términos como «adenitis», «adenocarcinoma» o «adenopatía».

¿Por qué se distingue entre 5'-AMP y 3'-AMP?

Porque la posición del fosfato sobre la ribosa determina tanto el comportamiento químico de la molécula como su origen biológico. El 5'-AMP es la forma fisiológica del nucleótido libre, integrada en el metabolismo energético y en la síntesis del ARN. El 3'-AMP y el 2'-AMP suelen aparecer como productos de la hidrólisis del ARN en condiciones químicas concretas y no son intermediarios habituales del metabolismo. La distinción fue importante en la bioquímica de las primeras décadas del siglo XX y sigue siendo necesaria cuando se trabaja con nucleótidos en el laboratorio.

¿Qué relación tiene el ácido adenílico con el ARN?

El ácido adenílico es uno de los cuatro nucleótidos que forman el ARN, junto con los nucleótidos de guanina, citosina y uracilo. Cuando se incorpora a la cadena polinucleotídica, se denomina «residuo de adenilato». La unión entre residuos consecutivos se establece a través de enlaces fosfodiéster, que conectan el carbono 3' de un nucleótido con el carbono 5' del siguiente.

Referencias

1. Encyclopædia Britannica. Albrecht Kossel: German biochemist (1853-1927), Nobel laureate 1910.
2. National Center for Biotechnology Information (NIH/NLM). PubChem CID 6083: Adenosine 5'-monophosphate.
3. European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI). ChEBI CHEBI:16027: AMP, adenosine 5'-monophosphate.
4. Burnstock G. A historical perspective on the discovery of adenyl purines and the development of purinergic signalling. PubMed/NIH.