פסאודורידין: פונקציה ומחלות

פסאודורידין הוא נוקלאוזיד המהווה אבן בניין של RNA. ככזה, הוא בעיקר מרכיב של העברת RNA (tRNA) והוא מעורב בתרגום.

מה זה פסאודורידין?

פסאודורידין הוא מרכיב בסיסי ב- tRNA ומורכב משני אבני בניין: בסיס הגרעין uracil ו- סוכר β-D-ribofuranose. ביולוגיה מתייחסת אליו גם כ- psi-uridine ומקצרת אותו באות היוונית Psi (Ψ). פסאודורידין הוא איזומר של נוקליאוזיד אורידין: יש לו אותו מולקולרי מסה כמו אורידין ומורכב מאותם אבני בניין בדיוק. ההבדל היחיד בין פסאודורידין לאורידין הוא המבנה התלת מימדי השונה שלהם. ההבדל המרחבי בין שני הנוקלאוזידים טמון בבסיס הגרעין אורציל. ב uridine, הטבעת המרכזית שנוצרה על ידי uracil מורכבת סך של ארבעה פַּחמָן אטומים, מתחם NH אחד ואחד חנקן אָטוֹם. אולם בפסאודורידין, המבנה המרכזי הבסיסי מורכב מטבעת של ארבעה אינדיבידואלים פַּחמָן אטומים ושתי תרכובות NH. לפיכך ביולוגיה מתייחסת לפסאודורידין כנוקלאוזיד בעל שינוי טבעי. הוא התגלה לראשונה בשנות החמישים ומאז זוהה כנוקלאוזיד שונה ביותר.

פונקציה, אפקטים ותפקידים

כבסיס גרעין של RNA, פסאודורידין הוא מרכיב של RNA העברה (tRNA). ה- tRNA מתרחש בצורה של שרשראות קצרות ומתפקד ככלי בתרגום. ביולוגיה מתארת ​​תרגום כתהליך בו מתורגם המידע של הגנים חלבונים. בבני אדם, מידע גנטי נשמר בעיקר בצורת DNA. ה- DNA האנושי ממוקם בגרעין של כל תא ואינו עוזב אותו. רק כאשר התא מתחלק והגרעין מתמוסס, ה- DNA מסתובב בשאר גוף התא. כדי שהתא עדיין יוכל לגשת למידע המאוחסן ב- DNA, הוא יוצר עותק ממנו. עותק זה הוא RNA שליח, או בקיצור mRNA. ההבדל בין שם ל- DNA ו- RNA הוא חמצן, שמתחבר ל ריבוז. לאחר ש- mRNA נדד מחוץ לגרעין, התרגום יכול להתחיל. שני הקצוות של ה- tRNA יכולים להיקשר כל אחד לשני מולקולות. קצה אחד של ה- tRNA הוא כזה שהוא מתאים בדיוק לשלישייה של ה- mRNA, כלומר לקבוצה של שלוש רצופות בסיסים. חומצת אמינו תואמת נוחתת על הקצה הנגדי של ה- tRNA. סך הכל עשרים חומצות אמינו המתרחשים בטבע מהווים את אבני הבניין לכל הקיימים חלבונים. כל שלישיות מקודדות באופן ייחודי עבור חומצת אמינו ספציפית. ריבוזום מחבר בין חומצות אמינו ממוקם בקצה אחד של ה- tRNA, וכך נוצר שרשרת ארוכה. שרשרת חלבונים זו מתקפלת בשל תכונותיה הפיזיקליות, ומעניקה לה מבנה מרחבי אופייני. שניהם הורמונים ומשדרים עצביים, כמו גם אבני בניין לתאים ומבנים חוץ-תאיים, מורכבים משרשראות אלה. כאשר הריבוזום מקשר בין שניים סמוכים חומצות אמינו, ה- tRNA משתחרר שוב ויכול ליטול חומצת אמינו חדשה ולהעביר אותה ל- mRNA. פסאודורידין מופיע בלולאה רוחבית של ה- tRNA. ללא פסאודורידין, ה- tRNA לא היה פונקציונלי והאורגניזם לא יוכל לבצע מיקרו-תהליכים בסיסיים.

גיבוש, התרחשות, תכונות ורמות אופטימליות

הנוסחה המולקולרית של פסאודורידין היא C9H12N2O6. פסאודורידין מורכב מה- סוכר ריבוז ואת בסיס הגרעין uracil. ב חומצה ריבונוקלאית (RNA), uracil מחליף את התימין הבסיסי, שנמצא רק ב חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA). שלושת האחרים בסיסים של אנושי חומצות גרעין הם אדנין, גואנין וציטוזין; הם מופיעים גם ב- DNA וגם ב- RNA. ה סוכר ריבוז בעל מבנה בסיסי של חמישה פַּחמָן אטומים. לכן הביולוגיה מכנה זאת גם פנטוזה. ריבוז ממלא תפקיד לא רק כאבן בניין של הכרומוזומים; זה קורה, למשל, אצל ספק האנרגיה ATP ופועל כשליח משני בכמה תהליכים עצביים והורמונליים. גוף האדם מסנתז פסאודורידין בעזרת אנזים, סינתאז פסאודורידין. במקרה של מחלות מסוימות, ניתן להפריע לתהליך זה. התוצאה היא מחלות שעלולות בדרך כלל לפגוע במערכות איברים מרובות.

מחלות והפרעות

In המיטוכונדריה, פסאודורידין נמצא גם ב- tRNA. מיטוכונדריה הם אברונים המתפקדים כתחנות כוח זעירות בתאים. יש להם חומר גנטי משלהם והם עוברים בתורשה מאמהות לילדיהם דרך תא הביצה. במיופתיה עם לקט חומצה ו sideroblastic אנמיה, יש הפרעה של סינתזה של פסאודורורידין. מחלה זו הינה מחלת שרירים המלווה ב אנמיה. ככל הנראה, מוטציה מונעת ייצור נכון של סינתאז פסאודורידין. כתוצאה מכך, הגוף עלול לייצר tRNA פגום השונה מ- tRNA בריא. זה סוג של מיופתיה מטבולית, אי סבילות לפעילות בקרב ילדים אנמיה בגיל ההתבגרות מתרחשים כתוצאה מ- tRNA הלא תקין. עם זאת, זה קורה לעתים רחוקות מאוד. Pseudouridine עשוי להיות מעורב גם במחלות של העיניים, הכליות ומערכות איברים אחרות. מחקרים אחרונים מצביעים, למשל, על כך שה- ריכוז של פסאודורידין יכול לשמש כסמן עבור כליה פוּנקצִיָה. עד כה, הרופאים השתמשו בעיקר קריאטין רמות כסמן. החיסרון בשיטה זו, לעומת זאת, הוא שה- קריאטין ערך רגיש מאוד לטעויות: למשל, זה תלוי גם במידת השריר מסה. פסאודורידין ו- C- מנוסיל טריפטופן נקיים מהשפעה זו ולכן עשויים להחליף קריאטין כסמן לתפקוד כלייתי בעתיד (Sekula et al., 2015).