El dUTP es el nucleótido no canónico mayoritario en la célula. Su errónea incorporación en el ADN dispara los sistemas de reparación, los cuales pueden causar la muerte celular por una actuación ininterrumpida. Con el objetivo de prevenir esta situación, y conocida la incapacidad de las ADN polimerasas de distinguir entre el dTTP y el dUTP, las células poseen las proteínas dUTPasas (Duts), capaces de degradar este nucleótido no canónico y, en consecuencia, aumentar la ratio dTTP/dUTP en el pool de nucleótidos celular. A parte de la hidrólisis del dUTP, las Duts poseen otras funciones moonlighting, entre las cuales destaca la capacidad de Duts de fagos de Staphylococcus aureus de interaccionar con el principal represor de sus islas de patogenicidad (SaPIs, de sus siglas en inglés Staphylococcus aureus Patogenicity Islands), Stl, desreprimiendo la isla y permitiendo su transducción. En Tesis anteriores desarrolladas en el laboratorio donde se ha realizado ésta, se ha descifrado el mecanismo molecular de estas Duts, tanto diméricas como triméricas, en su interacción con el represor Stl de la SaPIbov1, el cual utiliza una estrategia de mimetización del sustrato de la Dut. En esta Tesis se ha confirmado la utilización de un mecanismo de interacción común de Stl a Duts triméricas de fago, Duts triméricas de procariotas, y Duts triméricas de eucariotas. Para ello se ha resuelto la estructura tridimensional de StlN-ter en complejo con Dut de Mycobacterium tuberculosis y con Dut humana. Además, se ha confirmado la interacción de Stl con la tercera familia de Duts, las monoméricas, de las cuales aún no se había descrito la interacción y con la cual se ratifica el carácter universal del Stl como inhibidor de Duts. Se propone, asimismo, un mecanismo de interacción muy similar al utilizado con las Duts de fago triméricas y en el que participarían residuos de los 5 motivos conservados. Por otro lado, la Dut de M. tuberculosis posee un loop especifico de género de 5 aminoácidos, cuya presencia determina la supervivencia de la bacteria. En esta Tesis se ha intentado identificar proteínas del propio organismo capaces de interaccionar con la Dut y el mecanismo molecular utilizado, con la finalidad de ampliar las funciones moonlighting descritas para las Duts y descifrar el posible papel de este loop en el proceso. Finalmente, junto a las Duts monomérica y triméricas, se ha hecho hincapié en una familia de proteínas íntimamente relacionadas, las MazG, propuestas como el ancestro de las Duts diméricas. En esta Tesis, se ha analizado el mecanismo molecular de la inhibición en presencia de diversos cationes divalentes sustituyentes al Mg2+, con el objetivo de descifrar si estas proteínas podrían poseer alguna función moonlighting.