guanosin

guanosin är nukleosiden i purinbasen guanin och bildas genom tillsats av den enkla sockerribosen. Om deoxyribos läggs till än ribos tillsätts, är det deoxyguanosin.

Guanosine är en del av RNA: s helices och dubbla helices. Det analoga deoxyguanosinet är en del av DNA. Som guanosintrifosfat (GTP) med tre bifogade fosfatgrupper är guanosin ett viktigt energilager och givare av fosfatgrupper inom citratcykeln i cellens mitokondrier.

Vad är guanosin?

Guanosine är nukleosiden i purinbasen guanin. Det skapas genom tillsats av en ribosgrupp via en N-glykosidbindning. När det gäller den analoga deoxyguanosinen består den bifogade pentos av deoxiribosgruppen.

Guanosine och deoxyguanosine är komponenter i de enda och dubbla helixerna av RNA och DNA. Den komplementära basen bildar pyrimidinbascytosin eller dess nukleosidcytidin och deoxicytidin, till vilken guanosin är kopplat som ett baspar med en trippel vätebindning. Med ytterligare fästa fosfatgrupper utgör guanosin en viktig funktionell del av den så kallade citronsyrecykeln inom andningskedjan som guanosindifosfat (BNP) och som guanosintrifosfat (GTP).

Det är en kedja av katalytiskt kontrollerade processer inom energimetabolismen som sker i mitokondrierna i cellerna. GTP fungerar som energilager och fosfatgruppsgivare. Under verkan av ett visst enzym kan GTP omvandlas till cykliskt guanosinmonofosfat genom att dela upp två fosfatgrupper, vilket har en speciell roll i överföringen av signaler i cellen. I en något modifierad form tar GTP transportuppgifterna på det som kallas Ran-GTP för den nödvändiga transporten av ämnen mellan cellkärnan och cytosol, och övervinner cellmembranet.

Funktion, effekt och uppgifter

De dubbla och enkla helikterna av det genetiska materialet DNA och RNA består av en kedja av endast fyra olika nukleobaser, av vilka guanin- och adeninbaserna är baserade på purinskelettet, som består av en fem- och en sex-ledad ring.

De två baserna cytosin och tymin innefattar pyrimidinbaser med en aromatisk sexledad ring. Nukleobas uracil måste ses som ett undantag, vilket är nästan identiskt med tymin och tar plats för tymin i RNA. De långa kedjorna hos helixerna består emellertid inte av oförändrade nukleinsyror, utan av deras nukleotider. Nukleobaserna omvandlas till riboser eller deoxiriboser genom tillsats av en ribosegrupp (RNA) eller en deoxiribosgrupp (DNA), och motsvarande nukleotid transformeras genom tillsats av en eller flera fosfatgrupper. När det gäller guanin är det guanosinmonofosfat eller deoxyguanosinmonofosfat, som är införlivat som en länk i långkedjiga spiraler av RNA och DNA.

Som en komponent av DNA och RNA har guanosin - som de andra nukleotiderna - inte en aktiv roll, utan kodar istället motsvarande proteiner som syntetiseras i cellen via kopior av DNA-strängen. Guanosine spelar en aktiv roll i form av GTP och BNP i citronsyrecykeln inom andningskedjan som en fosfatgruppgivare. I den modifierade formen av guanosinmonofosfat får nukleotiden också en aktiv roll och fungerar som ett budbärarämne för intracellulär signaltransport, vilket är särskilt viktigt för de anabola processerna i proteinsyntes. I form av Ran-GTP fungerar nukleotiden som ett specialiserat transportmedel för transport av ämnen från cellkärnan genom kärnmembranet in i cytosolen.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Den kemiska formeln för guanosin är C10H13N5O5 och visar att nukleosiden uteslutande består av kol, väte, kväve och syre. Det är molekyler som finns i praktiskt taget obegränsade mängder på jorden. Sällsynta spårelement eller mineraler ingår inte i guanosin.

Guanosine förekommer - mestadels i form av nukleotiden med samma namn - med några få undantag i alla mänskliga celler som en komponent av DNA och RNA såväl som i mitokondrierna och i cytosolen i cellerna. Kroppen kan syntetisera guanosin i purinmetabolismen i en mycket komplex process. Emellertid föredras extraktion av guanosin via räddningsvägsprocessen. Föreningar med högre värde innehållande nukleobaser eller nukleotider bryts ned enzymatiskt och katalytiskt på ett sådant sätt att nukleosider såsom guanosin kan återvinnas.

För kroppen har detta fördelen att de biokemiska nedbrytningsprocesserna är mindre komplexa och därför mindre benägna att göra fel och att mindre energi, dvs. mindre ATP och mindre GTP-förbrukning, äger rum. Komplexiteten och hastigheten med vilken guanosin och dess mono-, di- och trifosfater är involverade i katalytiska reaktioner tillåter inget direkt uttalande om en optimal koncentration i blodserumet.

Sjukdomar och störningar

De multipla metaboliska processerna där guanosin är involverad tillsammans med andra nukleosider och särskilt i den fosforylerade formen som en nukleotid innebär att funktionella störningar kan uppstå vid vissa punkter i metabolismen.

Framför allt är det genetiska defekter som kan leda till att vissa enzymer inte finns eller att deras bioaktivitet hämmas. En känd X-kopplad genetisk defekt leder till Lesch-Nyhan syndrom. Syndromet orsakar en funktionsfel i räddningsvägen för purinmetabolismen, så att kroppen i allt högre grad måste gå den anabola vägen för ny syntes. Den genetiska defekten, som kan ärftas på ett recessivt sätt, leder till en dysfunktion av hypoxantin guanin fosforibosyltransferas (HGPRT).

Trots ökad ny syntes finns det en brist på guanosin och dess bioaktiva derivat. Detta är kopplat till överdriven urinsyraproduktion, vilket orsakar åtföljande symtom som bildning av urin- och njursten. Den permanent ökade urinsyranivån kan leda till utfällning av urinsyrakristaller i vävnaden och orsaka smärtsamma giktattacker. De neurologiska störningarna, inklusive benägenheten för självmutulation, är ännu mer allvarliga.