Guaninas

Guaninas yra svarbi azoto bazė ir labai svarbi nukleorūgščių metabolizmui organizme. Jis gali būti sintetinamas organizme iš aminorūgščių. Tačiau dėl didelių šios reakcijos energijos sąnaudų ji dažnai atgaunama gelbėjimo keliu.

Kas yra guaninas?

Guaninas yra viena iš penkių azoto bazių, kurios vaidina pagrindinį vaidmenį DNR ir RNR struktūroje. Tai taip pat yra pagrindinis kitų fiziologiškai svarbių molekulių, tokių kaip guanietiškas trifosfatas (GTP), komponentas.

Guaninas yra purino bazė, kurios pagrindinę cheminę struktūrą sudaro heterociklinis aromatinis žiedas, sudarytas iš šešių atomų ir pridedamas penkių narių žiedas. Organizme jis dažniausiai atsiranda kaip mononukleotidas su riboze ar dezoksiriboze ir fosfato liekana. Be ATP, mononukleotidas GTP yra energijos kaupiklis energijos apykaitos kontekste. Dviguboje DNR spiralėje guaninas yra sujungtas su komplementuojančia azoto baze citozinu per tris vandenilio ryšius.

Kadangi laisvojo guanino susidarymas reikalauja daug energijos, jis išsiskiria iš organizme esančių nukleorūgščių, susiskaidydamas (išsigelbėjimo kelias) ir vėl naudojamas mononukleotido pavidalu, nukleorūgščių sintezei. Organizme jis suskaidomas į šlapimo rūgštį. Guaninas yra šiek tiek gelsvos spalvos kieta medžiaga, lydymosi temperatūra 365 laipsniai. Jis tirpsta suirdamas. Jis netirpsta vandenyje, bet gali būti ištirpinamas rūgštyse ir šarmuose.

Funkcija, poveikis ir užduotys

Guaninas yra nukleorūgščių ir įvairių nukleotidų bei nukleozidų dalis. Kaip svarbi branduolio bazė, ji yra viena iš centrinių visų organizmų molekulių.

Tai sudaro genetinį kodą su kitomis trimis branduolių bazėmis adeninu, citozinu ir timinu. Kaip ir šie, jis glikozidiškai prisijungia prie cukraus dezoksiribozės DNR. Trys vienas po kito einantys nukleobazės koduoja vieną aminorūgštį kaip vadinamąjį kodoną. Taigi keli kodonai koduoja baltymą kaip iš eilės einančių aminorūgščių grandinę. Genetinis kodas saugomas DNR. Dviguboje DNR spiralėje yra papildomoji grandinė su atitinkamomis komplementarinėmis nukleobazėmis. Jis yra sujungtas su kodonogenine grandine vandenilio ryšiu ir yra atsakingas už genetinės informacijos stabilumą.

RNR guaninas kartu su kitomis nukleobazėmis vaidina svarbų vaidmenį baltymų sintezėje. Nukleozidų guanas ir deoksiguanai taip pat yra svarbūs tarpiniai produktai metabolizme. Be to, nukleotidai: guanisijos monofosfatas (GMP), guanizido difosfatas (BVP) ir guaniko trifosfatas (GTP), be ATP ir ADP, yra atsakingi ir už energijos apykaitą. DNR nukleotidai taip pat vyksta kaip tarpiniai junginiai metabolizme.

Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės

Guaninas yra ypač svarbus visų organizmų metabolizmui. Kadangi tai yra nukleorūgščių dalis, ji taip pat laisvai atsiranda kaip tarpinis metabolizmo produktas. Žmogaus organizme jis gali būti sintetinamas iš aminorūgščių. Tačiau biosintezė reikalauja daug energijos.

Todėl jis yra išgaunamas iš nukleorūgščių nukleotido pavidalu per gelbėjimo kelią. Išgelbėjimo metu iš esamos nukleorūgšties išpjaustomos laisvos purino bazės, tokios kaip adeninas, guaninas ir hipoksantinas, ir susidaro nauji mononukleotidai. Šis procesas yra daug efektyvesnis energijai nei naujoji guanino ir jo mononukleotido sintezė. Mononukleotidas vėl naudojamas nukleorūgščių sintezei. Taigi gelbėjimo būdas atspindi perdirbimo procesą: Kai skaidomas guaninas, šlapimo rūgštis susidaro per tarpinį produktą ksantiną.

Purino skaidymasis organizme yra pagrindinis šlapimo rūgšties šaltinis. Paukščiams, ropliams ir šikšnosparniams guaninas, be šlapimo rūgšties, yra svarbus azoto išsiskyrimo produktas. Kadangi šiame pyrago gaminyje yra mažai vandens ir jis gali būti mažai naudojamas energijai gaminti, jį tiesiogiai išskiria paukščiai ir šikšnosparniai. Kadangi bendra masė sumažėja, kai ji išsiskiria, pagerėja šių gyvūnų sugebėjimas skristi. Išskirtas guaninas sudaro vadinamąjį guaną, ypač dirvožemiuose, kuriuose gausu kalkių, po oro sąlygų. „Guano“ yra labai vertinga trąša, kurioje gausu fosforo ir azoto.

Savo vaistus galite rasti čia

Ligos ir sutrikimai

Jei sutrikdomas guanino metabolizmas, gali kilti sveikatos problemų. Pvz., Jei fermento hipoksantino guanino fosforibozil-transferazė (HGPRT) yra sugedusi, gelbėjimo kelias sutrinka. Iš to išsivysto vadinamasis Lesch-Nyhan sindromas.

Sergant šia liga, guaninsino mononukleotidų atsistatymas iš nukleorūgščių yra nepakankamas. Atvirkščiai, padidėja guanino skilimas. Organizme gaminasi didelis kiekis šlapimo rūgšties. Štai kodėl ši liga dar vadinama hiperurikemijos sindromu. Sunkiais atvejais atsiranda autoagresija, pažinimo sutrikimai ir net užsienio agresija. Dažnai pacientai susižeidžia. Berniukai dažniausiai serga, nes autosominę recesyvinę ligą sukelia genų mutacija X chromosomoje.

Mergaitėms mutacija turėtų paveikti abi X chromosomas, tačiau taip nutinka retai. Jei Lescho-Nyhano sindromas negydomas, vaikai miršta kūdikystėje. Guanino skilimą gali slopinti vartojant vaistus ir laikantis specialios dietos. Taigi simptomus galima iš dalies palengvinti. Deja, Lesch-Nyhan sindromas negali būti gydomas priežastiniu ryšiu. Hiperurikemija taip pat gali atsirasti dėl kitų ligų ar kitų genetinių defektų. Pirminė hiperurikemija yra vieno procento genetinė, o 99 procentus sukelia sumažėjęs šlapimo rūgšties išsiskyrimas per inkstus.

Taip pat yra antrinių hiperurikemijos formų. Pavyzdžiui, ligos, susijusios su padidėjusiu ląstelių pablogėjimu, tokios kaip leukemija ar tam tikros kraujo ligos, gali sukelti daugiau purinų, taigi ir šlapimo rūgšties. Vaistai ar alkoholizmas taip pat gali sukelti purinų metabolizmo sutrikimus. Padidėjus šlapimo rūgšties koncentracijai, dėl šlapimo rūgšties nuosėdų sąnariuose gali atsirasti podagros priepuoliai. Gydymas apima dietą, kurioje mažai purino, todėl mažai guanino.