guanin

guanin je važna baza dušika i od središnjeg je značaja za metabolizam nukleinskih kiselina u organizmu. Može se sintetizirati u tijelu iz aminokiselina. Međutim, zbog velike potrošnje energije ove reakcije, ona se često obnavlja putem spašavanja.

Što je gvanin?

Guanin je jedna od pet baza dušika koje igraju ključnu ulogu u strukturi DNK i RNA. Također je osnovna komponenta drugih fiziološki važnih molekula poput guanisin trifosfata (GTP).

Guanin je purinska baza, čija se osnovna kemijska struktura sastoji od heterocikličkog aromatskog prstena sastavljenog od šest atoma i vezanog petočlanog prstena. U tijelu se obično javlja kao mononukleotid s ribozom ili deoksiribozom i fosfatnim ostatkom. Pored ATP-a, mononukleotidni GTP je skladište energije u kontekstu energetskog metabolizma. U dvostrukoj spirali DNK, gvanin je povezan s komplementarnom dušikovom baznom citozinom putem tri vodikove veze.

Budući da je stvaranje slobodnog gvanina vrlo energetski intenzivno, on se iz nukleinskih kiselina u tijelu oporavlja odvajanjem (put spašavanja) i ponovo se koristi u obliku mononukleotida za sintezu nukleinske kiseline. U tijelu se razgrađuje na mokraćnu kiselinu. Guanine je blago žućkasta krutina s talištem od 365 stupnjeva. Topi se raspadanjem. Netopiva je u vodi, ali može se otopiti u kiselinama i lužinama.

Funkcija, efekt i zadaće

Guanin je dio nukleinskih kiselina i raznih nukleotida i nukleozida. Kao važna nukleobaza, ona je jedna od središnjih molekula svih organizama.

On tvori genetski kod s ostale tri nukleobaze adenin, citozin i timin. Poput ovih, ona se glikozidno vezuje za šećernu deoksiribozu u DNK. Tri uzastopne nukleobaze kodiraju po jednu aminokiselinu kao takozvani kodon. Nekoliko kodona prema tome kodira protein kao lanac uzastopnih aminokiselina. Genetski kod pohranjen je u DNK. Unutar dvostruke spirale DNA postoji komplementarni lanac s pripadajućim komplementarnim nukleobazama. Povezan je s kodonogenim lancem vezanjem vodika i odgovoran je za stabilnost genetskih podataka.

Unutar RNK, gvanin, zajedno s ostalim nukleobazama, igra važnu ulogu u sintezi proteina. Nukleozidi guanisina i deoksiguanisina također su važni intermedijarni proizvodi u metabolizmu. Nadalje, nukleotidi guanisin monofosfat (GMP), guanisin difosfat (BDP) i gvanisin trifosfat (GTP) odgovorni su za energetski metabolizam, osim ATP i ADP. Nukleotidi DNA također se pojavljuju kao međuprodukti u metabolizmu.

Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti

Guanin je od središnjeg značaja u metabolizmu svih organizama. Budući da je dio nukleinskih kiselina, pojavljuje se i slobodno kao posredni produkt metabolizma. U ljudskom organizmu može se sintetizirati iz aminokiselina. Međutim, biosinteza je veoma energetski intenzivna.

Stoga se nukleinskim kiselinama oporavlja u obliku nukleotida spasilačkim putem. Na putu spašavanja slobodne baze purina poput adenina, gvanina i hipoksantina izrezuju se iz postojeće nukleinske kiseline i stvaraju se novi mononukleotidi. Ovaj je postupak mnogo energetski učinkovitiji od nove sinteze gvanina i njegovog mononukleotida. Mononukleotid se ponovo koristi za sintezu nukleinske kiseline. Put spašavanja tako predstavlja postupak recikliranja: Kad se guanin razgradi, mokraćna kiselina nastaje putem međuprodukta ksantina.

Raspad purina u tijelu je glavni izvor mokraćne kiseline. U ptica, gmazova i šišmiša, gvanin je važan produkt izlučivanja dušika, osim mokraćne kiseline. Budući da ovaj pastozni proizvod sadrži malo vode i može se slabo iskoristiti za proizvodnju energije, izlučuje ga izravno ptice i šišmiši. Budući da se ukupna masa smanjuje kada se izlučuje, poboljšava se sposobnost ovih životinja da lete. Izlučeni gvanin tvori ono što je poznato kao gvano, posebno na tlima bogatim vapnom nakon vremenskih prilika. Guano je vrlo vrijedno gnojivo bogato fosforom i dušikom.

Ovdje možete pronaći svoje lijekove

Bolesti i poremećaji

Ako je metabolizam guanina poremećen, mogu se javiti zdravstveni problemi. Na primjer, ako je oštećen enzim hipoksantin gvanin fosforibozil-transferaza (HGPRT), put spašavanja je poremećen. Iz toga se razvija takozvani Lesch-Nyhan sindrom.

U ovoj bolesti, oporavak mononukleotida gvaninina iz nukleinskih kiselina nije dovoljan. Umjesto toga, povećava se kvar gvanina. U tijelu se stvaraju velike količine mokraćne kiseline. Zbog toga je ova bolest poznata i kao sindrom hiperuricemije. U teškim slučajevima dolazi do autoagresije, oštećenja kognitiva, pa čak i do strane agresije. Često se pacijenti ozlijede. Dječaci su uglavnom pogođeni jer je autosomno recesivna bolest uzrokovana mutacijom gena na X kromosomu.

U djevojčica bi mutacija trebala utjecati na oba X kromosoma, ali to se rijetko događa. Ako se Lesch-Nyhan sindrom ne liječi, djeca umiru u dojenačkoj dobi. Raspad gvanina može se suzbiti primjenom lijekova i posebne prehrane. Simptomi se mogu djelomično ublažiti. Nažalost, Lesch-Nyhan sindrom ne može se tretirati kauzalno. Hiperuricemija se može pojaviti i u vezi s drugim bolestima ili drugim genetskim oštećenjima. Primarna hiperuricemija je jedan posto genetske i 99 posto uzrokovana smanjenim izlučivanjem mokraćne kiseline putem bubrega.

Postoje i sekundarni oblici hiperuricemije. Na primjer, bolesti koje su povezane s povećanim propadanjem stanica, poput leukemije ili određenih krvnih bolesti, mogu proizvesti više purina, a time i mokraćne kiseline. Lijekovi ili alkoholizam mogu također dovesti do poremećaja metabolizma purina. Kao rezultat povećanih koncentracija mokraćne kiseline mogu se pojaviti napadi gihta zbog taloga mokraćne kiseline u zglobovima. Liječenje uključuje dijetu koja sadrži malo purina, a samim tim i gvanina.