Guanosiin

Guanosiin on puriinaluse guaniini nukleosiid ja moodustatakse lihtsa suhkru riboosi lisamisega. Kui lisatakse desoksüribosoos, mitte riboos, on see desoksüguanosiin.

Guanosiin on osa RNA heelikatest ja topeltheelikatest. Analoogne desoksüguanosiin on osa DNA-st. Kolme kinnitunud fosfaatrühmaga guanosiintrifosfaadina (GTP) on guanosiin rakkude mitokondrites tsitraattsükli oluliseks fosfaatrühmade energiavarudeks ja doonoriks.

Mis on guanosiin?

Guanosiin on puriinaluse guaniini nukleosiid. See luuakse riboosirühma lisamisega N-glükosiidsideme kaudu. Analoogse desoksüguanosiini puhul koosneb kinnitatud pentoos desoksüriboosrühmast.

Guanosiin ja desoksüguanosiin on RNA ja DNA ühe- ja kahekordse heeliksi komponendid. Komplementaarsed alused moodustavad pürimidiini aluse tsütosiini või selle nukleosiidi tsütidiini ja deoksütsütidiini, millega guanosiin on aluse paarina ühendatud vesiniku kolmiksidemega. Lisaks kinnitatud fosfaatrühmadega moodustab guanosiin hingamisahelas nn sidrunhappe tsükli olulise funktsionaalse osa guanosiindifosfaadina (GDP) ja guanosiintrifosfaadina (GTP).

See on rakkude mitokondrites toimuv katalüütiliselt kontrollitud protsesside ahel energia metabolismil. GTP on energialadu ja fosfaatrühma doonor. Teatud ensüümi toimel saab GTP muundada tsükliliseks guanosiinmonofosfaadiks, eraldades kaks fosfaatrühma, millel on eriline roll signaalide edastamisel rakus. Veidi modifitseeritud kujul võtab GTP enda kanda Ran-GTP-de transportimise ülesanded ainete vajalikuks transportimiseks raku tuuma ja tsütosooli vahel, ületades rakumembraani.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Geneetilise materjali DNA ja RNA topelt- ja üksikud heeliksid koosnevad ainult nelja erineva nukleobaasi ahelast, millest guaniini ja adeniini alused põhinevad puriini luustikul, mis koosneb viie- ja kuueliikmelisest ringist.

Kaks alust - tsütosiin ja tümiin - kehastavad aromaatse kuueliikmelise tsükliga pürimidiinaluseid. Nukleobaas-uratsiili tuleb vaadelda erandina, mis on peaaegu identne tümiiniga ja asendab RNA-s tümiini. Helikaalide pikad ahelad ei koosne aga muutmata nukleiinhapetest, vaid nende nukleotiididest. Nukleobaasid teisendatakse riboosideks või desoksübobosideks, lisades riboosirühma (RNA) või desoksüribroosirühma (DNA) ja lisades vastavale nukleotiidile ühe või mitu fosfaatrühma. Guaniini puhul on see guanosiinmonofosfaat või desoksüguanosiinmonofosfaat, mis on ühendatud lülikuna RNA ja DNA pika ahelaga heelikates.

DNA ja RNA komponendina ei oma guanosiin - nagu ka muud nukleotiidid - aktiivset rolli, vaid kodeerib selle asemel vastavaid valke, mis sünteesitakse rakus DNA ahela koopiate kaudu. Guanosiin mängib aktiivset rolli GTP ja SKP vormis sidrunhappe tsüklis hingamisahelas fosfaatrühma doonorina. Guanosiinmonofosfaadi modifitseeritud kujul võtab nukleotiid samuti aktiivse rolli ja toimib rakusisese signaali transportimise vahendajana, mis on eriti oluline valkude sünteesi anaboolsete protsesside jaoks. Ran-GTP kujul toimib nukleotiid spetsiaalse transpordivahendina ainete transportimiseks rakutuumast läbi tuumamembraani tsütosooli.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Guanosiini keemiline valem on C10H13N5O5 ja see näitab, et nukleosiid koosneb eranditult süsinikust, vesinikust, lämmastikust ja hapnikust. Need on molekulid, mida on maakeral saadaval praktiliselt piiramatus koguses. Haruldased mikroelemendid või mineraalid ei kuulu guanosiini.

Guanosiini esineb - enamasti samanimelise nukleotiidi kujul - väheste eranditega kõigis inimrakkudes DNA ja RNA komponendina, samuti mitokondrites ja rakkude tsütosoolis. Keha on võimeline sünteesima guanosiini puriini ainevahetuse käigus väga keerulises protsessis. Siiski on eelistatud guanosiini ekstraheerimine päästetee kaudu. Nukleobaase või nukleotiide sisaldavad kõrgema väärtusega ühendid lagunevad ensümaatiliselt ja katalüütiliselt selliselt, et nukleosiide nagu guanosiin saab taaskasutada.

Keha jaoks on selle eeliseks see, et biokeemilised lagunemisprotsessid on vähem keerukad ja seetõttu vähem veaohtlikud ning et toimub vähem energiat, st vähem ATP-d ja vähem GTP-d. Guanosiini ja selle mono-, di- ja trifosfaatide katalüütilistes reaktsioonides osalemise keerukus ja kiirus ei võimalda otsest hinnangut optimaalse kontsentratsiooni kohta vereseerumis.

Haigused ja häired

Mitmekordsed metaboolsed protsessid, milles guanosiin osaleb koos teiste nukleosiididega ja eriti fosforüleeritud vormis nukleotiidina, tähendavad, et funktsionaalsed häired võivad ainevahetuse teatud punktides tekkida.

Ennekõike võivad geneetilised vead põhjustada teatud ensüümide puudumist või nende bioaktiivsuse pärssimist. Teadaolev X-seotud geneetiline defekt põhjustab Lesch-Nyhani sündroomi. Sündroom põhjustab puriini metabolismi päästeraku talitlushäireid, nii et keha peab üha enam minema uue sünteesi anaboolsele teele. Geneetiline defekt, mida saab pärida retsessiivsel viisil, põhjustab hüpoksantiin-guaniini-fosforibosüültransferaasi (HGPRT) funktsionaalset ebaõnnestumist.

Vaatamata suurenenud uuele sünteesile on guanosiinil ja selle bioaktiivsetel derivaatidel puudus. See on seotud kusihappe liigse tootmisega, mis põhjustab kaasnevaid sümptomeid nagu kuse- ja neerukivide moodustumine. Pidevalt suurenenud kusihappe tase võib põhjustada kusihappe kristallide sadestumist koesse ja põhjustada valulikke podagrahooge. Neuroloogilised häired, sealhulgas enesemõistmise kalduvus, on veelgi tõsisemad.