אדנין: פונקציה ומחלות

אדנין הוא תרכובת ארומטית הטרוביציקלית עם עמוד שדרה של פורין המהווה כבסיס גרעין אורגני אחד מאבני הבסיס הבסיסיות של מידע גנטי ב- DNA ו- RNA יחד עם שלושה אחרים. בסיסים. בנוסף, אדנין בצורת נוקלאוזיד או נוקלאוטיד ממלא תפקיד חשוב בחילוף החומרים כמו NAD, FADH2 או ATP, במיוחד באנרגיה. לאזן של תאים, ב המיטוכונדריה.

מה זה אדנין?

אדנין, עם הנוסחה המולקולרית הכימית C5N5H5, מורכב מטבעת ארומטית הטרוביציקלית (עמוד השדרה הפוריני) עם קבוצת אמינו צמודה (NH2). אדנין מכונה לכן גם אמינופורין. זהו מוצק צהוב חיוור שמתאבק על 220 מעלות צלזיוס, כלומר עובר ישירות למצב הגזי, והוא מסיס רק בצורה גרועה מַיִם. באמצעות תוספת של דאוקסיריבוז סוכר מולקולה, deoxyadenosine נוצר מ adenine, אחד מ 4 אבני הבניין כי לפצות ה- DNA של הסליל הכפול. הבסיס המשלים הוא דאוקסיתימידין, שנוצר מטימידין וממולקולת הדאוקסיריבוז שגם היא מחוברת. במקרה של RNA, התהליך שונה מעט. אדנין הופכת אדנוזין על ידי הצמדת D-ריבוז סוכר מולקולה. ה אדנוזין לוקח את עמדת הדאוקסיאדנוזין של ה- DNA ב- RNA. הבסיס המשלים כיום אינו תימין, אלא אורציל בצורת אורידין. בנוסף, אדנוזין מהווה את עמוד השדרה של הנוקלאוטידים ATP, ADP ו- AMP, הנוטלים תפקיד חשוב באנרגיה לאזן של תאים. אדנוזין גם ממלא תפקידים חשובים כגורם גורם במספר אנזימים, הורמונים, ונוירומודולטורים כמו קואנזים A, NADPH ו- NADH.

פונקציה, אפקטים ותפקידים

כמרכיב בחוט אחד של סליל ה- DNA הכפול, אדנוזין יוצר את צמד הבסיס אדנין-תימין (AT) באמצעות שני הידרוגנציה נקשר עם תימין בסיס הגרעין המשלים בצורה של דאוקסייתמידין. ב- RNA, שהוא בדרך כלל חד-גדילי, יש לאדנין פונקציה אנלוגית, אך ביצירת החוט המשלים, ה- mRNA (RNA messenger), הבסיס המשלים אינו תימידין אלא אוראסיל. כמרכיב ב- DNA ו- RNA, אדנין אינו מעורב ישירות בתהליכים מטבוליים, אלא משמש רק בשילוב עם הגרעין האחר. בסיסים לקידוד רצפי חומצות אמינו לסינתזה של המקביל חלבונים. חלק מה- מטבוליזם אנרגיה כמעט של כל התאים, הנקראים שרשרת הנשימה, מורכבים למעשה מסדרה של תהליכי חמצון והפחתה, מה שמכונה תהליכי חיזור. בתוך שרשרת הנשימה, אדנוזין, שמזורז ל אדנוזין טריפוספט (ATP), ממלא תפקיד מרכזי. ATP משחררת א זרחן כך הופך לאדנסואינדיפוספט (ADP) או לאדנוזין מונופוספט (AMP). באופן כללי, זהו תהליך אקסותרמי המספק אנרגיה לחילוף חומרים, למשל, לעבודת שרירים באמצעות פירוק פחמימות. בפונקציה זו, אדנין או אדנוזין מעורבים ישירות בהמרות כימיות. מרכיב דינמי חשוב בשרשרת של תגובות חיזור כולל גם העברת אלקטרונים מאלקטרונים הקשורים ל הידרוגנציה (H) או מובילי אלקטרונים אחרים. שוב, אדנין ואדנוזין הם מרכיבים פונקציונליים של אנזימים או זרזים כגון דיאמיד ניקוטיני (NAD) ואחרים שבסופו של דבר מפרקים את החמצון (הבעירה) של הידרוגנציה ל מַיִם לשלבים פרטיים רבים מבוקרים קטליטית, ובכך להנגיש אותם לחילוף חומרים מבלי לגרום לנזק בעירה.

היווצרות, התרחשות, מאפיינים וערכים אופטימליים

על פי הנוסחה המולקולרית הכימית C5N5H5, אדנין מורכב אפוא מאבני הבסיס הבסיסיות פַּחמָן, חנקן ומימן, שכולם נמצאים בשפע בטבעם. נָדִיר יסודות קורט or מינרלים אינם נחוצים. בהתאם, אין צורך לחשוש ממחסור בחומרים בסיסיים לסינתזה, אלא לכל היותר בעיה בתהליך הייצור של הגוף עצמו. מכיוון שהסינתזה היא יקרה ועתירת אנרגיה, הגוף משתמש במסלול שונה במשך כ- 90% מייצורו; זה מסנתז אדנין על ידי מיחזור. במהלך חילוף החומרים של הפורין, אדנין מתקבל כתוצר השפלה מתרכובות מורכבות יותר. מבחינה ביוכימית, אדנין הופך להיות פעיל רק כנוקלאוזיד באמצעות תוספת של מולקולה של דאוקסיריבוז. אדנין הופך בכך לדאוקסיאדנוזין. עם תוספת נוספת של אחת לשלוש פוספט שאריות, הדאוקסיאדנוזין הופך לנוקלאוטיד הנקרא אדנוזין מונופוספט (AMP), אדנוזין מונופוספט מחזורי (cAMP), אדנוזין דיפוספט (ADP) או אדנוזין טריפוספט (ATP). בהתאם למשימות המגוונות של אדנין וביטויים פעילים ביוכימית בסביבה. המתאים לדרישות המשתנות באופן דינמי, ואדנין חופשי אינו מתרחש במערכת תפוצה, לא ניתן למדוד כל רמה של אדנין. מסקנות לגבי חילוף חומרים של purine שלמות ניתן להסיק בעקיפין רק על ידי התבוננות ומדידה של תהליכים מטבוליים מסוימים.

מחלות והפרעות

ההפרעה המטבולית הידועה ביותר - אך הנדירה בפועל - המתרחשת בקשר להיווצרות האנדוגני של אדנין וצורותיו הביו-אקטיביות היא תסמונת לש-ניהאן. זה גֵן פגם בכרומוזום x. ה גֵן המוטציה מביאה למחסור מוחלט של היפוקסנטין-גואנין פוספוריבוסילטרנספרז (HGPRT). היעדר HGPRT מוביל להפרעה בחילוף החומרים של הפורין, ומבטל את מיחזור הפורין בסיסים היפוקסנטין וגואנין המופיע בדרך כלל. במקום זאת, הגוף נאלץ לייצר אדנין ברציפות באמצעות ניאו-סינתזה. זה מוביל לכמויות מוגזמות של חומצת שתן ומשקעים של גבישי חומצת שתן, העלולים לגרום שגדון או היווצרות אבנים בדרכי השתן המפרקים. בנוסף, הילודים בדרך כלל חווים גירעונות התפתחותיים נפשיים ותוקפנות מוגברת. מחלה תורשתית נדירה נוספת היא מחלת הנטינגטון. כאן קיים פגם גנטי בכרומוזום 4. בדרך כלל, רצף הבסיס ציטוזין-אדנין-גואנין עם 10 עד 30 חזרות נמצא שם בספציפי גֵן. אם, בגלל מוטציה גנטית, יש יותר מ 36 מה שנקרא חזרות שלישיות אלה, המחלה התורשתית מחלת הנטינגטון מתרחשת. ככל שהמחלה מתקדמת, בעיות מוטוריות ו נזק עצבי להתרחש ואין תרופה.