Γουανοσίνη

Γουανοσίνη είναι ο νουκλεοζίτης της γουανίνης βάσης πουρίνης και σχηματίζεται με την προσθήκη της απλής ριβόζης σακχάρου. Εάν προστεθεί δεοξυριβόζη και όχι ριβόζη, αυτή είναι δεοξυγουανοσίνη.

Η γουανοσίνη είναι μέρος των ελίκων και των διπλών ελίκων του RNA. Το ανάλογο δεοξυγουανοσίνη είναι μέρος του DNA. Ως τριφωσφορική γουανοσίνη (GTP) με τρεις συνδεδεμένες φωσφορικές ομάδες, η γουανοσίνη είναι ένα σημαντικό ενεργειακό απόθεμα και δότης φωσφορικών ομάδων στον κύκλο κιτρικών στα μιτοχόνδρια των κυττάρων.

Τι είναι η γουανοσίνη;

Η γουανοσίνη είναι ο νουκλεοζίτης της γουανίνης βάσης πουρίνης. Δημιουργείται με την προσθήκη μιας ριβόζης μέσω ενός Ν-γλυκοσιδικού δεσμού. Στην περίπτωση του αναλόγου δεοξυγουανουσίνης, η προσαρτημένη πεντόζη αποτελείται από την ομάδα δεοξυριβόζης.

Η γουανοσίνη και η δεοξυγουανουσίνη είναι συστατικά των μονών και διπλών ελίκων του RNA και του DNA. Η συμπληρωματική βάση σχηματίζει την κυτοσίνη βάσης πυριμιδίνης ή την νουκλεοσιδική κυτιδίνη και δεοξυκυτιδίνη, με την οποία η γουανοσίνη συνδέεται ως ζεύγος βάσεων με τριπλό δεσμό υδρογόνου. Με τις επιπλέον συνδεδεμένες ομάδες φωσφορικών, η γουανοσίνη αποτελεί ένα σημαντικό λειτουργικό μέρος του λεγόμενου κύκλου κιτρικού οξέος εντός της αναπνευστικής αλυσίδας ως διφωσφορική γουανοσίνη (GDP) και ως τριφωσφορική γουανοσίνη (GTP).

Είναι μια αλυσίδα καταλυτικά ελεγχόμενων διεργασιών εντός του ενεργειακού μεταβολισμού που λαμβάνει χώρα στα μιτοχόνδρια των κυττάρων. Το GTP χρησιμεύει ως αποθήκη ενέργειας και δότης φωσφορικών ομάδων. Κάτω από τη δράση ενός συγκεκριμένου ενζύμου, το GTP μπορεί να μετατραπεί σε κυκλική μονοφωσφορική γουανοσίνη διαχωρίζοντας δύο φωσφορικές ομάδες, οι οποίες έχουν ειδικό ρόλο στη μετάδοση σημάτων εντός του κυττάρου. Σε μια ελαφρώς τροποποιημένη μορφή, το GTP αναλαμβάνει τα καθήκοντα μεταφοράς αυτού που είναι γνωστό ως Ran-GTP για την απαραίτητη μεταφορά ουσιών μεταξύ του πυρήνα του κυττάρου και του κυτοσολίου, ξεπερνώντας την κυτταρική μεμβράνη.

Λειτουργία, εφέ & εργασίες

Οι διπλές και μονές έλικες του γενετικού υλικού DNA και RNA αποτελούνται από μια αλυσίδα μόνο τεσσάρων διαφορετικών νουκλεοβάσεων, εκ των οποίων οι βάσεις γουανίνης και αδενίνης βασίζονται στον σκελετό πουρίνης, ο οποίος αποτελείται από έναν πενταμελή και εξαμελή δακτύλιο.

Οι δύο βάσεις κυτοσίνη και θυμίνη ενσωματώνουν βάσεις πυριμιδίνης με αρωματικό εξαμελή δακτύλιο. Η νουκλεοβάση uracil πρέπει να θεωρηθεί ως εξαίρεση, η οποία είναι σχεδόν πανομοιότυπη με τη θυμίνη και αντικαθιστά τη θυμίνη στο RNA. Ωστόσο, οι μακριές αλυσίδες των ελίκων δεν αποτελούνται από αμετάβλητα νουκλεϊκά οξέα, αλλά από τα νουκλεοτίδια τους. Οι νουκλεοβάσεις μετατρέπονται σε ριβόζες ή δεοξυριβόζες προσθέτοντας μια ομάδα ριβόζης (RNA) ή μια ομάδα δεοξυριβόζης (DNA) και προσθέτοντας μία ή περισσότερες φωσφορικές ομάδες στο αντίστοιχο νουκλεοτίδιο. Στην περίπτωση της γουανίνης, είναι μονοφωσφορική γουανοσίνη ή μονοφωσφορική δεοξυγουανουσίνη, η οποία ενσωματώνεται ως σύνδεσμος στις ελικοειδείς έλικες RNA και DNA.

Ως συστατικό του DNA και του RNA, η γουανοσίνη - όπως και τα άλλα νουκλεοτίδια - δεν έχει ενεργό ρόλο, αλλά αντίθετα κωδικοποιεί τις αντίστοιχες πρωτεΐνες που συντίθενται στο κύτταρο μέσω αντιγράφων του κλώνου DNA. Η γουανοσίνη παίζει ενεργό ρόλο με τη μορφή GTP και GDP στον κύκλο κιτρικού οξέος εντός της αναπνευστικής αλυσίδας ως δότης φωσφορικών ομάδων. Στην τροποποιημένη μορφή μονοφωσφορικής γουανοσίνης, το νουκλεοτίδιο διαδραματίζει επίσης ενεργό ρόλο και δρα ως ουσία αγγελιοφόρου για ενδοκυτταρική μεταφορά σήματος, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική για τις αναβολικές διεργασίες στη σύνθεση πρωτεϊνών. Με τη μορφή Ran-GTP, το νουκλεοτίδιο δρα ως εξειδικευμένο όχημα μεταφοράς για τη μεταφορά ουσιών από τον πυρήνα των κυττάρων μέσω της πυρηνικής μεμβράνης στο κυτοσόλιο.

Εκπαίδευση, εμφάνιση, ιδιότητες και βέλτιστες τιμές

Ο χημικός τύπος της γουανοσίνης είναι C10H13N5O5 και δείχνει ότι το νουκλεοζίτη αποτελείται αποκλειστικά από άνθρακα, υδρογόνο, άζωτο και οξυγόνο. Είναι μόρια που διατίθενται σε σχεδόν απεριόριστες ποσότητες στη γη. Σπάνια ιχνοστοιχεία ή μέταλλα δεν αποτελούν μέρος της γουανοσίνης.

Η γουανοσίνη εμφανίζεται - ως επί το πλείστον με τη μορφή του νουκλεοτιδίου με το ίδιο όνομα - με μερικές εξαιρέσεις σε όλα τα ανθρώπινα κύτταρα ως συστατικό του DNA και του RNA, καθώς και στα μιτοχόνδρια και στο κυτοσόλιο των κυττάρων. Το σώμα είναι σε θέση να συνθέσει γουανοσίνη εντός του μεταβολισμού πουρίνης σε μια πολύ περίπλοκη διαδικασία. Ωστόσο, προτιμάται η εκχύλιση γουανοσίνης μέσω της διαδικασίας διάσωσης. Οι ενώσεις υψηλότερης αξίας που περιέχουν νουκλεοβάσεις ή νουκλεοτίδια αποικοδομούνται ενζυματικά και καταλυτικά με τέτοιο τρόπο ώστε νουκλεοζίτες όπως η γουανοσίνη να μπορούν να ανακυκλωθούν.

Για το σώμα, αυτό έχει το πλεονέκτημα ότι οι διαδικασίες βιοχημικής διάσπασης είναι λιγότερο πολύπλοκες και συνεπώς λιγότερο επιρρεπείς σε σφάλματα και ότι λαμβάνει χώρα λιγότερη ενέργεια, δηλαδή λιγότερη ATP και λιγότερη κατανάλωση GTP. Η πολυπλοκότητα και η ταχύτητα με την οποία η γουανοσίνη και τα μονο-, δι- και τριφωσφορικά της εμπλέκονται σε καταλυτικές αντιδράσεις δεν επιτρέπουν καμία άμεση δήλωση σχετικά με τη βέλτιστη συγκέντρωση στον ορό του αίματος.

Ασθένειες & Διαταραχές

Οι πολλαπλές μεταβολικές διεργασίες στις οποίες η γουανοσίνη εμπλέκεται μαζί με άλλους νουκλεοζίτες και ειδικά στη φωσφορυλιωμένη μορφή ως νουκλεοτίδιο σημαίνει ότι λειτουργικές διαταραχές μπορεί να εμφανιστούν σε κάποια σημεία του μεταβολισμού.

Πάνω απ 'όλα, είναι γενετικά ελαττώματα που μπορούν να οδηγήσουν στην απουσία ορισμένων ενζύμων ή στην αναστολή της βιοδραστικότητας τους. Ένα γνωστό γενετικό ελάττωμα που συνδέεται με Χ οδηγεί στο σύνδρομο Lesch-Nyhan. Το σύνδρομο προκαλεί δυσλειτουργία στην οδό διάσωσης του μεταβολισμού πουρίνης, έτσι ώστε το σώμα να πρέπει όλο και περισσότερο να ακολουθεί την αναβολική οδό της νέας σύνθεσης. Το γενετικό ελάττωμα, το οποίο μπορεί να κληρονομηθεί με υπολειπόμενο τρόπο, οδηγεί σε λειτουργική αποτυχία της υποξανθίνης-γουανίνης-φωσφοριβοσυλτρανσφεράσης (HGPRT).

Παρά την αυξημένη νέα σύνθεση, υπάρχει ανεπάρκεια στη γουανοσίνη και τα βιοδραστικά παράγωγά της. Αυτό συνδέεται με την υπερβολική παραγωγή ουρικού οξέος, η οποία προκαλεί συνοδευτικά συμπτώματα όπως ο σχηματισμός λίθων ούρων και νεφρών. Το μόνιμα αυξημένο επίπεδο ουρικού οξέος μπορεί να οδηγήσει σε καταβύθιση κρυστάλλων ουρικού οξέος στον ιστό και να προκαλέσει επώδυνες προσβολές ουρικής αρθρίτιδας. Οι νευρολογικές διαταραχές, συμπεριλαμβανομένης της τάσης για αυτο-ακρωτηριασμό, είναι ακόμη πιο σοβαρές.