13.2C: Inhibición de la síntesis de ácidos nucleicos

Los medicamentos antimicrobianos inhiben la síntesis de ácidos nucleicos a través de diferencias en enzimas procariotas y eucariotas.

Objetivos de aprendizaje

• Exponer las etapas en las que los inhibidores de la síntesis de ácidos nucleicos pueden ejercer su función

Puntos Clave

• Algunos fármacos antimicrobianos interfieren con el inicio, alargamiento o terminación de la transcripción del ARN.
• Algunos medicamentos antimicrobianos interfieren con diversos aspectos de la replicación del ADN.
• Las acciones antimicrobianas de estos fármacos son resultado de diferencias en las enzimas procariotas y eucariotas involucradas en la síntesis de ácidos nucleicos.

Términos Clave

• transcripción: La síntesis de ARN bajo la dirección del ADN.
• replicación: Proceso mediante el cual un objeto, persona, lugar o idea puede ser copiado imitado o reproducido.

Figura: Diagrama de transcripción: ARN polimerasa, una enzima que produce ARN, de T. aquaticus fotografiada durante la elongación. Porciones de la enzima se hicieron transparentes para hacer más clara la ruta del ARN y el ADN. El ion magnesio (amarillo) se localiza en el sitio activo de la enzima.

Los medicamentos antimicrobianos pueden apuntar a la síntesis de ácidos nucleicos (ya sea ARN o ADN). Las acciones antimicrobianas de estos agentes son resultado de diferencias en las enzimas procariotas y eucariotas involucradas en la síntesis de ácidos nucleicos.

La transcripción procariota es el proceso en el que se producen transcritos de ARN mensajero de material genético para su posterior traducción a proteínas. El proceso de transcripción incluye los siguientes pasos: iniciación, elongación y terminación. Se han desarrollado medicamentos antimicrobianos para apuntar a cada uno de estos pasos. Por ejemplo, la rifampina antimicrobiana se une a la ARN polimerasa dependiente de ADN, inhibiendo así el inicio de la transcripción del ARN.

Otros medicamentos antimicrobianos interfieren con la replicación del ADN, el proceso biológico que ocurre en todos los organismos vivos y copia su ADN y es la base de la herencia biológica. El proceso comienza cuando una molécula de ADN bicatenario produce dos copias idénticas de la molécula. En una célula, la replicación del ADN comienza en ubicaciones específicas del genoma, llamadas “orígenes”. El desenrollamiento del ADN en el origen, y la síntesis de nuevas cadenas, forma una bifurcación de replicación. Además de la ADN polimerasa, la enzima que sintetiza el nuevo ADN mediante la adición de nucleótidos emparejados a la cadena molde, varias otras proteínas se asocian con la horquilla y ayudan en la iniciación y continuación de la síntesis de ADN. La replicación del ADN, como todos los procesos de polimerización biológica, procede en tres etapas enzimáticamente catalizadas y coordinadas: iniciación, elongación y terminación. Cualquiera de los pasos en el proceso de replicación del ADN puede ser atacado por medicamentos antimicrobianos. Por ejemplo, las quinolonas inhiben la síntesis de ADN al interferir con el enrollamiento de las cadenas de ADN.

Figura: Replicación del ADN: La doble hélice se desenrolla y cada hebra actúa como molde para la siguiente hebra. Las bases se emparejan para sintetizar los nuevos hilos asociados.