Uracilo

Qué es el uracilo

Químicamente, el uracilo es una 2,4-dioxopirimidina: un anillo de seis átomos con dos grupos carbonilo, en las posiciones 2 y 4. Su fórmula molecular es C₄H₄N₂O₂. Frente a la citosina, lleva un oxígeno donde esta lleva un grupo amino. La diferencia con la timina es todavía más simple: a la timina solo le sobra un metilo en el carbono 5, el mismo que le da su otro nombre, 5-metiluracilo.

El nombre lo propuso el químico alemán Robert Behrend en 1885, al obtener la sustancia a partir de derivados del ácido barbitúrico. La acuñó como Uracil, fusión de Ur- (por el ácido úrico del que partió la síntesis) y -acil (por la cadena acílica del precursor). No tiene relación con el uraco, pese al parecido de las dos palabras: el uraco toma su nombre de una raíz griega que significa cola o extremo afilado, sin ningún vínculo con lo urinario ni con lo úrico.

Behrend había sintetizado la molécula, no la había encontrado en la naturaleza. Ese paso lo dio en 1900 el bioquímico italiano Alberto Ascoli, que aisló el uracilo del ARN de levadura. Un año después, Emil Fischer y Georg Roeder confirmaron la estructura mediante una síntesis independiente.

Por qué el ARN conserva el uracilo y el ADN opta por la timina

Convertir uracilo en timina exige metilar el carbono 5, una reacción que consume un derivado del folato. Para una molécula de ARN mensajero, que puede degradarse en minutos, ese gasto no compensa. El ADN, que debe mantenerse intacto durante toda la vida de la célula, sí lo rentabiliza, y no por ahorro energético sino por una ventaja de vigilancia: la citosina se desamina de forma espontánea con cierta frecuencia y, al perder ese grupo amino, se transforma exactamente en uracilo.

Si el ADN utilizara uracilo como base legítima, no habría manera de distinguir el uracilo correcto del que aparece por error. Al reservar la timina para esa posición, cualquier uracilo que surja en el ADN delata, sin ambigüedad, una citosina dañada. La enzima uracil-ADN-glicosilasa lo reconoce y lo retira antes de que la lesión se fije como mutación en la siguiente replicación. El fenómeno no es raro: se calcula que la desaminación espontánea de la citosina genera entre 100 y 500 uracilos por célula y día en el genoma humano.

En el código genético, el uracilo ocupa las mismas posiciones que la timina en las reglas de apareamiento. El codón AUG, que marca el inicio de la síntesis de proteínas, y los tres codones de parada (UAA, UAG, UGA) contienen uracilo en un lugar decisivo de su secuencia.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el nombre «uracilo»?

Del alemán Uracil, que Robert Behrend acuñó en 1885 combinando la raíz del ácido úrico con el sufijo químico -acilo. El castellano añadió después la vocal de apoyo habitual.

¿Por qué el ARN usa uracilo en lugar de timina?

Porque la metilación que distingue a la timina solo merece la pena en una molécula que vive lo suficiente como para necesitar un sistema de corrección de errores. El ARN se recambia demasiado deprisa para justificar ese coste.

¿Puede aparecer el uracilo en el ADN?

Sí, y cuando ocurre no es un componente normal sino una señal de alarma. Indica que una citosina se ha desaminado y ha dejado de ser lo que era. El sistema de reparación por escisión de bases lo detecta y lo sustituye.

¿Es lo mismo el uracilo que la uridina?

No. La uridina es el nucleósido resultante de unir el uracilo a una molécula de ribosa. El uracilo es solo la base; la uridina ya incluye el azúcar.

Referencias

1. MedlinePlus Genetics (Biblioteca Nacional de Medicina, NIH). ¿Qué es el ADN?
2. National Human Genome Research Institute (NHGRI). Par de bases. Glosario de genética
3. Manual MSD, versión para público general. Genes y cromosomas
4. Kavli D, Otterlei M, Slupphaug G, Krokan HE. Uracil in DNA. General mutagen, but normal intermediate in acquired immunity. DNA Repair (Amst). 2002.