Pseudouridine

при Pseudouridine това е нуклеозид, който е градивен елемент на РНК. Като такъв, той е предимно компонент на трансферната РНК (tRNA) и участва в транслацията.

Какво е псевдоуридин?

Псевдоридинът е основно вещество на тРНК и се състои от два компонента: нуклеобазата урацил и захарта β-D-рибофураноза. Биологията също го нарича Psi-уридин и го съкращава с гръцката буква Psi (Ψ) от.

Псевдоридин е изомер на нуклеозид уридин: Той има същата молекулна маса като уридин и се състои от абсолютно същите градивни елементи. Единствената разлика между псевдоуридин и уридин е различната им триизмерна структура. Пространствената разлика между двата нуклеозида е нуклеобазата урацил. В случая на уридин централният пръстен, който образува урацилът, се състои от общо четири въглеродни атома, едно съединение NH и един азотен атом.

В случая на псевдоуридин централната основна структура се състои от пръстен, съставен от четири отделни въглеродни атома и две NH съединения. Следователно биологията също нарича псевдоуридин естествено модифициран нуклеозид. За първи път е открит през 50-те години на миналия век и оттогава е идентифициран като най-разпространеният модифициран нуклеозид.

Функция, ефект и задачи

Като нуклеобаза на РНК, псевдоуридинът е компонент на трансферната РНК (tRNA). TRNA се появява под формата на къси вериги и функционира като инструмент в превода. Биологията описва превода като процес, при който информацията в гените се превежда в протеини.

При хората генетичната информация се съхранява главно под формата на ДНК. Човешката ДНК пребивава в ядрото на всяка клетка и не я напуска. Само когато клетката се раздели и клетъчното ядро ​​се разтвори, ДНК се движи в останалата част на тялото на клетката. За да може клетката все още да има достъп до информацията, съхранявана в ДНК, тя прави копие от нея. Това копие е месинджърната РНК, или иРНК за кратко. Едноименната разлика между ДНК и РНК е кислородът, който се свързва с рибозата. След като иРНК мигрира от клетъчното ядро, транслацията може да започне.

Двата края на тРНК могат да се свързват с различни молекули. Единият край на тРНК е проектиран по такъв начин, че да съвпада точно с тройка от тРНК, т.е. група от три последователни бази. Подходяща аминокиселина се свързва към противоположния край на тРНК. Общо двадесет аминокиселини, които се срещат в природата, образуват градивните елементи за всички съществуващи протеини. Триплетът уникално кодира специфична аминокиселина. Рибозома свързва аминокиселините, които са в единия край на тРНК, създавайки дълга верига. Тази протеинова верига се сгъва поради физическите си свойства и по този начин получава характерна пространствена структура.

И двете хормони и невротрансмитери, както и градивни елементи за клетките и извънклетъчните структури се състоят от тези вериги. Когато рибозомата свързва две съседни аминокиселини, тРНК се освобождава отново и може да поеме нова аминокиселина и да я транспортира до иРНК. Псевдоридин се появява в страничен контур на тРНК. Без псевдоуридин, тРНК не би била функционална и организмът не би могъл да извърши основни микропроцеси.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

Молекулната формула за псевдоуридин е C9H12N2O6. Псевдоуридинът се състои от захарна рибоза и нуклеобазата урацил. Урацил замества основния тимин с рибонуклеинова киселина (РНК), която се намира само в дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК). Другите три основи на човешките нуклеинови киселини са аденин, гуанин и цитозин; те се срещат както в ДНК, така и в РНК.

Рибозата на захарта има основна структура, съставена от пет въглеродни атома. Ето защо биологията също го нарича пентоза. Рибозата играе не само роля като компонент на хромозомите; той се среща и в енергийния доставчик ATP, например, и действа като вторично вестително вещество при някои невронални и хормонални процеси. Човешкото тяло използва ензим, наречен псевдоридин синтаза, за да синтезира псевдоуридин. В случай на определени заболявания този процес може да бъде нарушен. Резултатът е заболявания, които обикновено могат да засегнат няколко органи на системата.

Болести и разстройства

В митохондриите псевдоуридин се намира и в тРНК. Митохондриите са органели, които действат като мънички сили в клетките. Те имат свой генетичен състав и се предават от майките на децата си чрез яйцеклетката.

При миопатия с лактатна ацидоза и сидеробластична анемия има нарушение на псевдоуридин синтаза. Това заболяване е мускулно заболяване, което е придружено от анемия. Вероятно мутация предотвратява правилното образуване на псевдоуридин синтаза. В резултат на това тялото може да произведе дефектна тРНК, която е различна от здравата тРНК. При тази форма на метаболитна миопатия анормалната тРНК причинява непоносимост към движение при деца и анемия в юношеска възраст. Тя обаче се среща много рядко. Псевдоуридинът може да участва и при заболявания на очите, бъбреците и други органи.

Например, последните изследвания показват, че концентрацията на псевдоуридин е подходяща като маркер за бъбречната функция. Досега лекарите са използвали основно нивото на креатина като маркер. Недостатъкът на този метод обаче е, че нивото на креатина е много предразположено към грешки: това зависи например от количеството на мускулната маса. Псевдоридин и С-манозил-триптофан са свободни от това влияние и следователно могат да заменят креатина като маркер за бъбречната функция в бъдеще (Sekula et al., 2015).