guanosiini

guanosiini on puriiniemäs guaniinin nukleosidi ja muodostuu lisäämällä yksinkertaista sokeririboosia. Jos desoksibiroosia kuin riboosia lisätään, se on deoksiguanosiini.

Guanosiini on osa RNA: n helikaaleista ja kaksoispiirteistä. Analoginen deoksiguanosiini on osa DNA: ta. Guanosiinitrifosfaattina (GTP), jossa on kolme kiinnittynyttä fosfaattiryhmää, guanosiini on tärkeä energian varastoija ja fosfaattiryhmien luovuttaja sitraattijaksossa solujen mitokondrioissa.

Mikä on guanosiini?

Guanosiini on puriiniemäs guaniinin nukleosidi. Se luodaan lisäämällä riboosiryhmää N-glykosidisidoksen kautta. Analogisen deoksiguanosiinin tapauksessa kiinnittynyt pentoosi koostuu deoksiribosoryhmästä.

Guanosiini ja deoksiguanosiini ovat RNA: n ja DNA: n yksittäisten ja kaksoispallosien komponentteja. Komplementaarinen emäs muodostaa pyrimidiiniemäksen sytosiinin tai sen nukleosidisytidiinin ja deoksisytidiinin, johon guanosiini on kytketty emäsparina kolminkertaisen vedysidoksen kanssa. Lisäksi kiinnittyneillä fosfaattiryhmillä guanosiini muodostaa tärkeän funktionaalisen osan ns. Sitruunahapposyklistä hengitysketjussa guanosiinidifosfaattina (GDP) ja guanosiinitrifosfaattina (GTP).

Se on katalyyttisesti ohjattujen prosessien ketju energian aineenvaihdunnassa, joka tapahtuu solujen mitokondrioissa. GTP toimii energiavarastoina ja fosfaattiryhmien luovuttajina. Tietyn entsyymin vaikutuksesta GTP voidaan muuttaa sykliseksi guanosiinimonofosfaatiksi jakamalla kaksi fosfaattiryhmää, jolla on erityinen rooli signaalien siirrossa solussa. Hieman muunnetussa muodossa GTP ottaa vastaan ​​Ran-GTP-tekniikan mukaisten siirtotehtävien aineiden välttämättömäksi kuljettamiseksi solutuman ja sytosolin välillä ylittäen solukalvon.

Toiminto, vaikutukset ja tehtävät

Geneettisen materiaalin DNA: n ja RNA: n kaksois- ja yksiheelikset koostuvat vain neljästä erilaisesta nukleobaasista koostuvasta ketjusta, joista guaniini- ja adeniiniemäkset perustuvat puriinirunkoon, joka koostuu viiden ja kuuden jäsenisestä renkaasta.

Kaksi emästä, sytosiini ja tymiini, sisältävät pyrimidiiniemäkset aromataisella kuusijäsenisellä renkaalla. Nukleobaseuraurasiili on nähtävä poikkeuksena, joka on melkein identtinen tymiinin kanssa ja korvaa tymiinin sijaan RNA: ssa. Helikaalien pitkät ketjut eivät kuitenkaan koostu muuttumattomista nukleiinihapoista, vaan niiden nukleotideista. Nukleobasaatit muutetaan riboosiksi tai deoksiriboseiksi lisäämällä riboosiryhmää (RNA) tai deoksiribosoryhmää (DNA) ja lisäämällä yksi tai useampi fosfaattiryhmä vastaavaan nukleotidiin. Guaniinin tapauksessa se on guanosiinimonofosfaatti tai deoksiguanosiinimonofosfaatti, joka sisällytetään linkkinä RNA: n ja DNA: n pitkäketjuisiin heliksiin.

DNA: n ja RNA: n komponenttina guanosiinilla - kuten muilla nukleotideillä - ei ole aktiivista roolia, vaan se koodaa sen sijaan vastaavia proteiineja, jotka syntetisoidaan solussa DNA-juosteen kopioiden kautta. Guanosiinilla on aktiivinen rooli GTP: n ja BKT: n muodossa sitruunahapposyklissä hengitysketjussa fosfaattiryhmän luovuttajana. Guanosiinimonofosfaatin modifioidussa muodossa nukleotidi ottaa myös aktiivisen roolin ja toimii välittäjäaineena solunsisäisen signaalin kuljetuksessa, mikä on erityisen tärkeää proteiinien synteesin anabolisille prosesseille. Ran-GTP: n muodossa nukleotidi toimii erikoistuneena kuljetusvälineenä aineiden kuljettamiseksi solun ytimestä ydinkalvon läpi sytosoliin.

Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot

Guanosiinin kemiallinen kaava on C10H13N5O5 ja osoittaa, että nukleosidi koostuu yksinomaan hiilestä, vedystä, typestä ja hapesta. Ne ovat molekyylejä, joita on saatavana käytännössä rajoittamattomina määrinä maan päällä. Harvinaiset hivenaineet tai mineraalit eivät kuulu guanosiiniin.

Guanosiinia esiintyy - useimmiten saman nimen nukleotidin muodossa - muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta kaikissa ihmisen soluissa DNA: n ja RNA: n komponenttina sekä mitokondrioissa ja solujen sytosolissa. Keho pystyy syntetisoimaan guanosiinin puriinimetabolian sisällä erittäin monimutkaisessa prosessissa. Kuitenkin guanosiinin uuttaminen pelastusreittimenetelmän kautta on edullinen. Nukleobaaseja tai nukleotidejä sisältävät korkeamman arvon yhdisteet hajoavat entsymaattisesti ja katalyyttisesti siten, että nukleosidit, kuten guanosiini, voidaan kierrättää.

Keholle tällä on se etu, että biokemialliset hajoamisprosessit ovat vähemmän monimutkaisia ​​ja siten vähemmän virhealttiita ja että tapahtuu vähemmän energiaa, ts. Vähemmän ATP: tä ja vähemmän GTP-kulutusta. Monimutkaisuus ja nopeus, jolla guanosiini ja sen mono-, di- ja trifosfaatit osallistuvat katalyyttisiin reaktioihin, eivät anna mitään suoraa lausumaa optimaalisesta pitoisuudesta veriseerumissa.

Sairaudet ja häiriöt

Useat aineenvaihduntaprosessit, joissa guanosiini on mukana yhdessä muiden nukleosidien kanssa ja erityisesti fosforyloituneessa muodossa nukleotidina, tarkoittavat, että toiminnallisia häiriöitä voi esiintyä aineenvaihdunnan tietyissä kohdissa.

Ennen kaikkea geneettiset viat voivat johtaa siihen, että tiettyjä entsyymejä ei ole läsnä tai niiden bioaktiivisuus voidaan estää. Tunnettu X-kytketty geenivika johtaa Lesch-Nyhan-oireyhtymään. Oireyhtymä aiheuttaa toimintahäiriön puriinimetabolian pelastusreitillä, joten kehon on mentävä yhä enemmän uuden synteesin anaboliseen tielle. Geneettinen vika, joka voidaan periytyä taantuvalla tavalla, johtaa hypoksantiini-guaniini-fosforibosyylitransferaasin (HGPRT) toimintahäiriöön.

Lisääntyneestä uudesta synteesistä huolimatta guanosiinilla ja sen bioaktiivisilla johdannaisilla on puutteita. Tämä liittyy liialliseen virtsahapon tuotantoon, joka aiheuttaa oireita, kuten virtsa- ja munuaiskivien muodostumisen. Pysyvästi kohonnut virtsahappotaso voi johtaa virtsahappokiteiden saostumiseen kudokseen ja aiheuttaa kivuliaita kihtikohtauksia. Neurologiset häiriöt, mukaan lukien taipumus itsensä silpomiseen, ovat vielä vakavampia.