Guanine

Guanine е важна азотна основа и е от централно значение за метаболизма на нуклеиновите киселини в организма. Може да се синтезира в организма от аминокиселини. Въпреки това, поради високите енергийни разходи на тази реакция, тя често се възстановява по пътя на спасяването.

Какво е гуанин?

Гуанинът е една от петте азотни бази, които играят ключова роля в структурата на ДНК и РНК. Той е и основен компонент на други физиологично важни молекули като гуанизин трифосфат (GTP).

Гуанинът е пуринова основа, чиято основна химическа структура се състои от хетероцикличен ароматен пръстен, съставен от шест атома и прикрепен петчленен пръстен. В организма той обикновено се проявява като мононуклеотид с рибоза или дезоксирибоза и фосфатен остатък. В допълнение към ATP, мононуклеотидът GTP е запас на енергия в контекста на енергийния метаболизъм. В двойната спирала на ДНК гуанинът е свързан с комплементарния цитозин на азотната основа чрез три водородни връзки.

Тъй като образуването на свободен гуанин е много енергоемко, той се възстановява в организма от нуклеиновите киселини чрез разделяне (път на спасяване) и се използва отново под формата на мононуклеотид за синтеза на нуклеинова киселина. Разгражда се до пикочна киселина в организма. Гуанинът е леко жълтеникав вид на твърдо вещество с точка на топене 365 градуса. Топи се с разлагане. Той е неразтворим във вода, но може да бъде разтворен в киселини и основи.

Функция, ефект и задачи

Гуанинът е част от нуклеиновите киселини и различни нуклеотиди и нуклеозиди. Като важна нуклеобаза, тя е една от централните молекули на всички организми.

Той формира генетичния код с другите три нуклеобази аденин, цитозин и тимин. Подобно на тях, той е свързан гликозидно към захарната дезоксирибоза в ДНК. Три последователни нуклеобази кодират една аминокиселина всяка като така наречения кодон. По този начин няколко кодона кодират протеин като верига от последователни аминокиселини. Генетичният код се съхранява в ДНК. В рамките на двойната спирала на ДНК има комплементарна верига със съответните комплементарни нуклеобази. Той е свързан с кодоногенната верига чрез водородна връзка и е отговорен за стабилността на генетичната информация.

В рамките на РНК гуанинът, заедно с другите нуклеобази, играе важна роля в синтеза на протеини. Нуклеозидите гуанизин и дезоксигуанизин също са важни междинни продукти в метаболизма. Освен това нуклеотидите гуанизин монофосфат (GMP), гуанизин дифосфат (БВП) и гуанизин трифосфат (GTP) са отговорни за енергийния метаболизъм в допълнение към ATP и ADP. Нуклеотидите на ДНК също се срещат като междинни съединения в метаболизма.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

Гуанинът е от централно значение в метаболизма на всички организми. Тъй като е част от нуклеиновите киселини, той също се среща свободно като междинен продукт на метаболизма. В човешкия организъм той може да се синтезира от аминокиселини. Биосинтезата обаче е много енергоемка.

Следователно той се възстановява от нуклеиновите киселини под формата на нуклеотид по спасителния път. В пътя на спасяване свободните пуринови основи като аденин, гуанин и хипоксантин се изрязват от съществуващата нуклеинова киселина и се образуват нови мононуклеотиди. Този процес е много по-енергийно ефективен от новия синтез на гуанин и неговия мононуклеотид. Мононуклеотидът се използва отново за синтеза на нуклеинова киселина. По този начин пътят на спасяване представлява процес на рециклиране.Когато гуанинът се разгражда, пикочната киселина се получава чрез междинния продукт ксантин.

Разграждането на пурините в организма е основният източник на пикочна киселина. При птиците, влечугите и прилепите гуанинът е важен продукт за отделяне на азот в допълнение към пикочната киселина. Тъй като този пастообразен продукт съдържа малко вода и също така е труден за използване за производство на енергия, той се отделя директно от птици и по-специално прилепи. Тъй като общата маса се намалява, когато се отделя, способността на тези животни да летят се подобрява. Екскретираният гуанин образува това, което е известно като гуано, особено на богати на вар почви след атмосферни влияния. Гуано е много ценен тор, богат на фосфор и азот.

Можете да намерите лекарствата си тук

Болести и разстройства

Ако метаболизмът на гуанин е нарушен, могат да възникнат здравословни проблеми. Например, ако ензимът хипоксантин гуанин фосфорибозил трансфераза (HGPRT) е дефектен, пътят на спасяване се нарушава. От това се развива така нареченият синдром на Леш-Нихан.

При това заболяване възстановяването на мононуклеотиди на гуанизин от нуклеиновите киселини е недостатъчно. По-скоро има увеличен разпад на гуанина. В организма се произвеждат големи количества пикочна киселина. Ето защо това заболяване е известно още като синдром на хиперурикемия. В тежки случаи се появява автоагресия, когнитивно увреждане и дори чужда агресия. Често пациентите се нараняват. Момчетата са засегнати най-вече, защото автозомно-рецесивното заболяване се причинява от генна мутация на Х хромозомата.

При момичетата и двете Х хромозоми трябва да бъдат засегнати от мутацията, но това рядко се случва. Ако синдромът на Леш-Нихан не се лекува, децата умират в ранна детска възраст. Разграждането на гуанина може да се потисне чрез употребата на лекарства и специална диета. По този начин симптомите могат да бъдат частично облекчени. За съжаление, синдромът на Леш-Нихан не може да се лекува причинно. Хиперурикемията може да се появи и във връзка с други заболявания или други генетични дефекти. Първичната хиперурикемия е един процент генетична и 99 процента, причинена от намалена екскреция на пикочна киселина през бъбреците.

Съществуват и вторични форми на хиперурикемия. Например заболявания, които са свързани с повишено влошаване на клетките, като левкемия или някои кръвни заболявания, могат да произведат повече пурини и по този начин пикочна киселина. Лекарствата или алкохолизмът също могат да доведат до нарушения на метаболизма на пурина. В резултат на повишените концентрации на пикочна киселина могат да се появят пристъпи на подагра поради утайки на пикочна киселина в ставите. Лечението включва диета, която е с ниско съдържание на пурин и следователно също с ниско съдържание на гуанин.