2.4 Tautomería de las bases nitrogenadas

Se trata de una isomería de grupos funcionales que consiste, de forma general, en la migración del átomo de hidrógeno unido a un átomo de C, O o N hacia otro átomo adyacente. El tipo más frecuente es la tautomería ceto-enólica.

Dos tipos de tautomerías generales: Tautomería ceto–enólica
(la más frecuente)
Tautomería imina–amina primaria

Son muchos los compuestos orgánicos que existen como mezclas de 2 o más de estas formas tautoméricas, interconvertibles y en equilibrio. Entre los compuestos heterocíclicos son de especial importancia las tautomerías en las bases purínicas y pirimidínicas, en las cuales la migración del H tiene lugar desde un átomo de N nuclear hacia otro átomo extranuclear, y viceversa:

Dos tipos de tautomerías en las bases nitrogenadas: Tautomería lactama–lactima Tautomería imina–amina primaria
  En este caso, el grupo ceto forma parte de un enlace amida cíclica, o lactama. Al migrar el átomo de H desde el N nuclear al O del grupo ceto, se convierte en el tautómero lactima. Esta tautomería afecta a G, única purina oxo-sustituida, y a las 3 pirimidinas, C, U y T. El grupo exocíclico es una imina, que al recibir el átomo de H desde el N nuclear se convierte en un grupo amina primaria. Esta tautomería afecta a la única pirimidina amino-sustituida, C, y a las 2 purinas, A y G.

En consecuencia, las tautomerías de las bases nitrogenadas son las siguientes:

Una base (A) presenta una sola tautomería:

La tautomería de A es imina–amina primaria.

Los tautómeros imina se nombran poniendo un asterisco sobre la letra de la base.

Cuatro bases (T, U, G, C) presentan cada una dos tautomerías independientes:
T y U muestran tautomería doble lactama-lactima.

G y C muestran tautomerías imina-amina primaria y lactama-lactima.

Los tautómeros imina se nombran poniendo un asterisco sobre la letra de la base.

Desde el punto de vista químico, en las bases libres las formas tautoméricas lactima (enol) e imina son menos estables, y por ello son unas 10.000 veces menos abundantes que sus correspondientes tautómeros lactama (ceto) y amina, con lo que el equilibrio se encuentra desplazado hacia la izquierda.

La tautomería de las bases afecta, entre otras cosas, a la posibildad de formación de pares de bases en la estructura secundaria de los ácidos nucleicos.