גואנוזין: פונקציה ומחלות

גואנוזין הוא הנוקלאוזיד של גואנין בסיס הפורין ונוצר על ידי תוספת של פשוטים סוכר ריבוז. אם deoxyribose, ולא ריבוז, מחובר, זה deoxyguanosine. גואנוזין הוא מרכיב של הסלילים והסלילים הכפולים של ה- RNA. הדאוקסיגואנוזין האנלוגי הוא חלק מה- DNA. גואנוזין, כגרינוזין טריפוספט (GTP) עם שלושה פוספט קבוצות מצורפות, הוא מאגר אנרגיה חשוב ותורם של קבוצות פוספט בתוך מחזור הציטראט בתא המיטוכונדריה.

מה זה גואנוזין?

גואנוזין הוא הנוקלאוזיד של גואנין בסיס הפורין. הוא נוצר על ידי תוספת של א ריבוז קבוצה באמצעות קשר N-glycosidic. בדאוקסיגואנוזין האנלוגי, הפנטוז המצורף מורכב מקבוצת הדאוקסיריבוז. גואנוזין ודאוקסיגואנוזין הם מרכיבים של הסלילים היחידים והכפולים של RNA ו- DNA. הבסיס המשלים נוצר בכל מקרה על ידי ציטוזין בסיס פירימידין או ציטידין הנוקלאוזיד שלו ודאוקסיציטיידין, שאליו מחובר גואנוזין כצמד בסיס עם משולש הידרוגנציה לְגַשֵׁר. עם תוספת פוספט בקבוצות המצורפות, גואנוזין מהווה חלק פונקציונאלי חשוב של מה שמכונה מחזור ציטראט בתוך שרשרת הנשימה כגואנוזין דיפוספט (תוצר) וכגואנוזין טריפוספט (GTP). זוהי שרשרת של תהליכים מבוקרים קטליטית בתוך ה- מטבוליזם אנרגיה המתרחש ב המיטוכונדריה של התאים. GTP משמש כאן כחנות אנרגיה ו פוספט תורם קבוצתי. תחת פעולה של אנזים ספציפי, ניתן להמיר GTP למונופוספט הגואנוזין המחזורי, הממלא תפקיד מיוחד בהעברת האות בתוך התא, על ידי פיצול שתי קבוצות פוספט. בצורה מעט שונה כמו מה שמכונה Ran-GTP, GTP מבצע משימות הובלה לצורך הובלה הדרושה של חומרים בין גרעין התא לציטוזול, תוך התגברות על קרום תא בכל מקרה.

פונקציה, פעולה ומשימות

הסלילים הכפולים והיחידים של החומר הגנטי DNA ו- RNA מורכבים משרשור של ארבעה גרעינים שונים בלבד בסיסים, שמתוכם הבסיסים גואנין ואדנין מבוססים על עמוד השדרה הפוריני, המורכב מטבעת חמשת ושש פרקים. השניים בסיסים ציטוזין ותימין מגלמים בסיסי פירימידין עם טבעת ארומטית עם שישה חברים. יש לראות את יוצא הדופן באוראסיל בסיס הגרעין, שהוא כמעט זהה לתימין ותופס את מיקום התימין ב- RNA. עם זאת, השרשראות הארוכות של הסלילים אינן מורכבות ללא שינוי חומצות גרעין, אבל של הנוקלאוטידים שלהם. הגרעין בסיסים הופכים לריבוזים או לדאוקסיריבוזים על ידי תוספת של קבוצת ריבוזים אחת (RNA) או קבוצת דאוקסיריבוזים אחת (DNA), בהתאמה, ולנוקלאוטיד המתאים על ידי תוספת של קבוצה אחת או יותר של פוספט. במקרה של גואנין, מדובר במונופוספט גואנוזין או מונו פוספט דה-דקסיגואנוזין, שמשולב כחוליה בסלילים הארוכים של ה- RNA וה- DNA. כמרכיב של DNA ו- RNA, לגואנוזין - כמו לשאר הנוקלאוטידים - אין תפקיד פעיל אלא הוא מקודד באמצעות עותקים של גדיל ה- DNA את המקביל חלבונים שמסונתזים בתא. תפקיד פעיל ממלא גואנוזין בצורה של GTP ותוצר במחזור הציטראטים בשרשרת הנשימה כתורם לקבוצת פוספט. בצורה שונה של מונואפוספט גואנוזין, הנוקלאוטיד גם מקבל תפקיד פעיל ומספק שליח להובלת אותות תאיים, וזה חשוב במיוחד לתהליכים אנבוליים בסינתזת החלבון. בצורה של Ran-GTP, הנוקלאוטיד מספק כלי תחבורה מיוחדים להובלת חומרים מהגרעין דרך הממברנה הגרעינית אל הציטוזול.

גיבוש, התרחשות, תכונות ורמות אופטימליות

הנוסחה המולקולרית הכימית של גואנוזין היא C10H13N5O5, מה שמצביע על כך שהנוקלאוזיד מורכב כולו מ פַּחמָן, הידרוגנציה, חנקן, ו חמצן. אלו הם מולקולות הזמינים בכמויות בלתי מוגבלות כמעט על פני כדור הארץ. נָדִיר יסודות קורט or מינרלים אינם חלק מגואנוזין. גואנוזין נמצא - בעיקר בצורה של נוקלאוטיד באותו שם - למעט יוצאים מן הכלל בכל התאים האנושיים כמרכיב של DNA ו- RNA, כמו גם המיטוכונדריה וציטוזול של התאים. הגוף מסוגל לסנתז גואנוזין בתוך חילוף החומרים של הפורין בתהליך מורכב מאוד. עם זאת, הדרך המועדפת להשיג גואנוזין היא באמצעות תהליך מסלול ההצלה. תרכובות בעלות ערך גבוה יותר המכילות בסיסי גרעין או נוקלאוטידים מושפלות אנזימטית-קטליטית באופן שניתן למחזר נוקלאוזידים כמו גואנוזין. לגוף יש לכך יתרון שתהליכי ההשפלה הביוכימיים מורכבים פחות ולכן נוטים פחות לטעות. וכי פחות אנרגיה, כלומר פחות ATP ופחות צריכת GTP, מתרחשת. המורכבות והקצב שבו גואנוזין ומונו, די וטרוספטים מעורבים בתגובות קטליטיות אינם מאפשרים הצהרה ישירה על אופטימלי ריכוז in דם נַסיוֹב.

מחלות והפרעות

התהליכים המטבוליים המרובים בהם מעורב גואנוזין, יחד עם נוקלאוזידים אחרים ובמיוחד בצורה הזרחנית כנוקלאוטיד, מכתיבים כי תפקוד לקוי עלול להתרחש בנקודות מסוימות בחילוף החומרים. בעיקר מדובר במומים גנטיים שעלולים לגרום להיעדר וודאות אנזימים או עיכוב הפעילות הביולוגית שלהם. פגם גנטי ידוע המקושר ל- X מוביל לתסמונת לש-ניהאן. התסמונת גורמת לתפקוד לקוי במסלול ההצלה של חילוף החומרים של הפורין, כך שהגוף צריך ללכת יותר ויותר במסלול האנבוליים של סינתזה חדשה. הפגם הגנטי התורש באופן רצסיבי מוביל לאובדן תפקוד של היפוקסנטין-גואנין פוספוריבוסילטרנספרז (HGPRT). למרות סינתזה חדשה מוגברת, מתפתח מחסור בגואנוזין או בנגזרות הביו-אקטיביות שלו. זה קשור למוגזם חומצת שתן ייצור, הגורם לתסמינים נלווים מקבילים כמו היווצרות אבנים בדרכי השתן והכליות. המוגבה לצמיתות חומצת שתן רמה יכולה עוֹפֶרֶת למשקעים של גבישי חומצת השתן ברקמה ולגרום להתקפות כואבות של שגדון. הפרעות נוירולוגיות יותר חמורות בהקשר זה, כולל נטייה למום עצמי.