Timidina

Qué es la timidina

Un nucleósido es la unión de una base nitrogenada con un azúcar pentosa, sin grupo fosfato. La timidina es, en concreto, la que resulta de unir timina y desoxirribosa mediante un enlace N-glucosídico. En el ADN, la base timina de la timidina forma un par con la adenina de la hebra complementaria, mediante dos puentes de hidrógeno. Cuando una quinasa le añade uno, dos o tres grupos fosfato, la timidina se convierte en timidina monofosfato, difosfato o trifosfato (dTMP, dTDP, dTTP); esta última es el sillar que la ADN polimerasa incorpora directamente durante la replicación.

Por qué no lleva el prefijo «desoxi-»

La mayoría de los nucleósidos del ADN necesitan ese prefijo para distinguirse de su equivalente en el ARN: adenosina y desoxiadenosina, citidina y desoxicitidina. La timidina es la excepción. Como la timina apenas existe fuera del ADN, el nombre «timidina» se reserva por convención para la forma con desoxirribosa, sin necesidad de especificarlo. El nucleósido equivalente con ribosa, mucho más raro, recibe el nombre de ribotimidina (5-metiluridina) y aparece como base modificada en el ARN de transferencia, en la posición 54 del llamado bucle TΨC, al que da nombre junto con la pseudouridina y la citidina.

Síntesis: vía de novo y vía de recuperación

La célula fabrica timidina por dos rutas distintas. En la vía de recuperación, la enzima timidina quinasa fosforila directamente la timidina libre procedente del recambio de ácidos nucleicos. La vía de novo, en cambio, no parte de timidina como tal: la enzima timidilato sintasa metila el nucleótido dUMP, derivado del uracilo, usando como donante de metilo un compuesto derivado del folato, y genera directamente dTMP. Esta reacción, descrita en sus fundamentos bioquímicos a comienzos de los años sesenta, es también la diana de antimetabolitos como el 5-fluorouracilo, que la bloquean e interrumpen así la síntesis de ADN de las células que se dividen con rapidez.

Relevancia en investigación y en el diseño de fármacos

Por su papel en la fase de síntesis del ciclo celular, la timidina se emplea desde hace décadas como herramienta de laboratorio: un exceso de timidina en el medio de cultivo detiene las células justo antes de esa fase, y retirarlo las libera de forma sincronizada. Xeros describió el fenómeno en 1962, y Bootsma y su equipo lo sistematizaron en 1964 en la técnica hoy conocida como bloqueo doble de timidina. Su estructura sirve además de punto de partida para varios antirretrovirales y antineoplásicos: la zidovudina y la trifluridina modifican la molécula original de forma que, al incorporarse por error a una cadena de ADN en formación, interrumpen su síntesis.

Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo timidina que timina?

No. La timina es solo la base nitrogenada; la timidina es esa misma base ya unida a un azúcar, la desoxirribosa. Es la misma relación que hay entre la adenina y la adenosina.

¿De dónde viene el sufijo «-idina» del nombre?

Es la terminación habitual para los nucleósidos derivados de una pirimidina, como también ocurre en citidina o uridina; los derivados de una purina, en cambio, terminan en «-osina» (adenosina, guanosina). El nombre completo recuerda al de la timina, la base que la compone, aislada por primera vez de tejido de timo de ternera a finales del siglo XIX.

¿Qué relación tiene la timidina con el VIH y con el cáncer?

Ninguna directa, pero su estructura sí. La zidovudina, el primer antirretroviral aprobado contra el VIH, es un análogo de la timidina que la transcriptasa inversa del virus incorpora por error a la cadena de ADN viral en formación, deteniendo su crecimiento. La trifluridina, empleada en algunos tumores digestivos avanzados, actúa de forma parecida sobre el ADN de las células tumorales. Ninguno de los dos fármacos «contiene» timidina natural: son moléculas distintas, diseñadas para parecerse a ella lo suficiente como para engañar a la maquinaria de replicación.

¿Existe una versión de la timidina propia del ARN?

Sí, aunque es poco frecuente. Se llama ribotimidina y aparece como modificación puntual en el ARN de transferencia, nunca como componente habitual del ARN mensajero.

Referencias

1. Sigma-Aldrich (Merck). Timidina: ficha técnica.
2. IUBMB Enzyme Nomenclature. Metilación de U54 a ribotimidina en el ARN de transferencia.
3. Pedersen T, Robbins E. A method for improving synchrony in the G2 phase of the cell cycle. Journal of Cell Biology, 1971.
4. MedlinePlus (NIH). Zidovudine.