Pseudouridiin

Kell Pseudouridiin see on nukleosiid, mis on RNA ehitusplokk. Sellisena on see peamiselt siirde-RNA (tRNA) komponent ja osaleb translatsioonis.

Mis on pseudouridiin?

Pseudouridiin on tRNA põhiaine ja koosneb kahest komponendist: nukleobaas-uratsiilist ja suhkru β-D-ribofuranoosist. Bioloogia nimetab seda ka Psi-uridiin ja lühendab seda kreeka tähega Psi (Ψ) alates.

Pseudouridiin on nukleosiidi uridiini isomeer: ​​Selle molekulmass on sama kui uridiinil ja see koosneb täpselt samadest ehitusplokkidest. Ainus erinevus pseudouridiini ja uridiini vahel on nende erinev kolmemõõtmeline struktuur. Kahe nukleosiidi ruumiline erinevus on nukleobaas-uratsiil. Uridiini puhul koosneb keskne ring, mille uratsiil moodustab, kokku neljast süsinikuaatomist, ühest NH-ühendist ja ühest lämmastikuaatomist.

Pseudouridiini puhul koosneb keskne põhistruktuur aga ringist, mis koosneb neljast individuaalsest süsinikuaatomist ja kahest NH-ühendist. Seetõttu nimetab bioloogia pseudouridiini ka looduslikult modifitseeritud nukleosiidiks. Esmakordselt avastati see 1950-ndatel aastatel ja sellest ajast on tuvastatud kõige rikkalikum modifitseeritud nukleosiid.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

RNA nukleobaasina on pseudouridiin siirde-RNA (tRNA) komponent. TRNA ilmub lühikeste ahelatena ja toimib tõlkimisel. Bioloogia kirjeldab translatsiooni kui protsessi, mille käigus geenides olev teave muundatakse valkudeks.

Inimestel salvestatakse geneetiline teave peamiselt DNA kujul. Inimese DNA asub iga raku tuumas ega lahku sellest. Ainult siis, kui rakk jaguneb ja raku tuum lahustub, liigub DNA ülejäänud rakukehas. Et rakk pääseks ikkagi DNA-sse salvestatud teabele juurde, teeb ta sellest koopia. See koopia on Messenger RNA ehk lühidalt mRNA. DNA ja RNA samanimeline erinevus on riboosiga seotud hapnik. Pärast mRNA migreerumist rakutuumast võib alata translatsioon.

TRNA kaks otsa võivad seonduda erinevate molekulidega. TRNA üks ots on konstrueeritud nii, et see vastab täpselt mRNA kolmikule, st kolme järjestikuse aluse rühmale. Sobiv aminohape dokkib tRNA vastupidisesse otsa. Looduses esinevad kakskümmend aminohapet moodustavad kõigi olemasolevate valkude ehitusplokid. Kolmik kodeerib unikaalselt konkreetset aminohapet. Ribosoom ühendab aminohapped, mis asuvad tRNA ühes otsas, luues pika ahela. See valguahel voldib oma füüsikaliste omaduste tõttu kokku ja saab seega iseloomuliku ruumilise struktuuri.

Nendest ahelatest koosnevad nii hormoonid ja neurotransmitterid kui ka rakkude ja rakuväliste struktuuride ehitusplokid. Kui ribosoom seob kahte naabruses asuvat aminohapet, vabaneb tRNA uuesti ja see võib võtta uue aminohappe ning transportida selle mRNA-sse. Pseudouridiin ilmub tRNA külgsilmus. Ilma pseudouridiinita ei oleks tRNA funktsionaalne ja organism ei oleks võimeline põhilisi mikroprotsesse läbi viima.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Pseudouridiini molekulvalem on C9H12N2O6. Pseudouridiin koosneb suhkru riboosist ja nukleobaasist uratsiilist. Uratsiil asendab aluse tümiini ribonukleiinhappes (RNA), mida leidub ainult desoksüribonukleiinhappes (DNA). Inimese nukleiinhapete ülejäänud kolm alust on adeniin, guaniin ja tsütosiin; nad esinevad nii DNA-s kui RNA-s.

Suhkru riboosil on põhistruktuur, mis koosneb viiest süsiniku aatomist. Seetõttu nimetab bioloogia seda ka pentoosiks. Ribose ei mängi mitte ainult kromosoomide komponenti; see leiab aset ka näiteks energiatarnija ATP-s ja toimib sekundaarse messengerina mõnedes neuronaalsetes ja hormonaalsetes protsessides. Inimkeha kasutab pseudouridiini sünteesimiseks ensüümi, mida nimetatakse pseudouridiini süntaasiks. Teatud haiguste korral võib seda protsessi häirida. Tulemuseks on haigused, mis võivad tüüpiliselt mõjutada mitut elundisüsteemi.

Haigused ja häired

Mitokondrites leidub tRNA-s ka pseudouridiini. Mitokondrid on organellid, mis toimivad rakkudes pisikestena. Neil on oma geneetiline meik ja neid edastatakse emaraku kaudu munaraku kaudu lastele.

Laktatsidoosi ja sideroblastilise aneemia müopaatias on häiritud pseudoruridiini süntaas. See haigus on lihashaigus, millega kaasneb aneemia. Arvatavasti takistab mutatsioon pseudouridiini süntaasi korrektset moodustumist. Selle tagajärjel võib keha toota vigase tRNA, mis erineb tervislikust tRNA-st. Selles metaboolse müopaatia vormis põhjustab ebanormaalne tRNA lastel liikumishäireid ja noorukieas aneemiat. Kuid seda esineb väga harva. Pseudouridiin võib olla seotud ka silmade, neerude ja muude elundisüsteemide haigustega.

Näiteks näitavad hiljutised uuringud, et pseudouridiini kontsentratsioon sobib neerufunktsiooni markeriks. Siiani on arstid kasutanud markerina peamiselt kreatiini taset. Selle meetodi puuduseks on aga see, et kreatiinitase on vigu väga kalduv: see sõltub ka näiteks lihasmassi suurusest. Pseudouridiin ja C-mannosüül-trüptofaan on sellest mõjust vabad ja võivad seetõttu tulevikus asendada kreatiini kui neerufunktsiooni markerit (Sekula et al., 2015).