guanin

guanin er en vigtig nitrogenbase og er af central betydning for nukleinsyremetabolismen i organismen. Det kan syntetiseres i kroppen fra aminosyrer. På grund af den høje energiudgift ved denne reaktion gendannes den imidlertid ofte via redningsvejen.

Hvad er guanine?

Guanine er en af ​​de fem nitrogenbaser, der spiller en nøglerolle i strukturen af ​​DNA og RNA. Det er også en basisk komponent i andre fysiologisk vigtige molekyler, såsom guanisin-triphosphat (GTP).

Guanine er en purinbase, hvis grundlæggende kemiske struktur består af en heterocyklisk aromatisk ring, der består af seks atomer og en fastgjort fem-leddet ring. I kroppen forekommer det normalt som et mononukleotid med ribose eller deoxyribose og en fosfatrest. Foruden ATP er mononukleotid GTP et energilager i sammenhæng med energimetabolisme. I den dobbelte helix af DNA er guanin bundet til den komplementære nitrogenbase-cytosin via tre hydrogenbindinger.

Da dannelsen af ​​den frie guanin er meget energikrævende, udvindes den fra nukleinsyrerne i kroppen ved at opdeles (redningsvej) og bruges igen i form af et mononukleotid til nukleinsyresyntese. Det nedbrydes til urinsyre i kroppen. Guanine er et let gulligt udseende fast stof med et smeltepunkt på 365 grader. Det smelter med nedbrydning. Det er uopløseligt i vand, men kan opløses i syrer og baser.

Funktion, effekt og opgaver

Guanin er en del af nukleinsyrer og forskellige nukleotider og nukleosider. Som en vigtig nukleobase er det en af ​​de centrale molekyler i alle organismer.

Den danner den genetiske kode med de andre tre nukleobaser adenin, cytosin og thymin. Som disse er det glycosidisk bundet til sukkerdeoxyribose i DNA. Tre på hinanden følgende nukleobaser koder for en aminosyre hver som et såkaldt kodon. Flere kodoner koder således et protein som en kæde af på hinanden følgende aminosyrer. Den genetiske kode gemmes i DNA'et. Inden i den dobbelte helix af DNA'et er der en komplementær kæde med de respektive komplementære nukleobaser. Det er knyttet til den kodonogene kæde ved hydrogenbinding og er ansvarlig for stabiliteten af ​​den genetiske information.

Inden for RNA spiller guanin sammen med de andre nukleobaser en vigtig rolle i proteinsyntesen. Nukleosiderne guanisin og deoxyguanisin er også vigtige mellemprodukter i metabolismen. Endvidere er nukleotiderne guanisinmonophosphat (GMP), guanisindiphosphat (BNP) og guanisintrifosfat (GTP) ansvarlige for energimetabolismen ud over ATP og ADP. Nukleotiderne af DNA forekommer også som mellemliggende forbindelser i metabolismen.

Uddannelse, forekomst, egenskaber & optimale værdier

Guanin er af central betydning i metabolismen af ​​alle organismer. Da det er en del af nukleinsyrerne, forekommer det også frit som et mellemprodukt i metabolismen. I den menneskelige organisme kan den syntetiseres ud fra aminosyrer. Imidlertid er biosyntesen meget energikrævende.

Det udvindes derfor fra nukleinsyrerne i form af et nukleotid via bjærgningsvejen. I redningsvejen udskæres frie purinbaser, såsom adenin, guanin og hypoxanthin, fra eksisterende nukleinsyre, og nye mononukleotider dannes. Denne proces er meget mere energieffektiv end den nye syntese af guanin og dets mononukleotid. Mononukleotidet bruges igen til nukleinsyresyntese. Bergingsvejen repræsenterer således en genvindingsproces. Når guanin nedbrydes, produceres urinsyre via mellemproduktet xanthine.

Nedbrydningen af ​​puriner i kroppen er den vigtigste kilde til urinsyre. Hos fugle, krybdyr og flagermus er guanin et vigtigt udskillelsesprodukt for nitrogen ud over urinsyre. Da dette pastaagtige produkt indeholder lidt vand og er vanskeligt at bruge til energiproduktion, udskilles det direkte af fugle og flagermus. Da den totale masse reduceres, når den udskilles, forbedres disse dyrs evne til at flyve. Den udskilles guanin danner det, der er kendt som guano, især på kalkrig jord efter forvitring. Guano er en meget værdifuld gødning rig på fosfor og nitrogen.

Du kan finde din medicin her

Sygdomme og lidelser

Hvis guaninmetabolismen forstyrres, kan der opstå sundhedsmæssige problemer. For eksempel, hvis enzymet hypoxanthin guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT) er defekt, forstyrres bjælkevejen. Det såkaldte Lesch-Nyhan-syndrom udvikler sig fra dette.

I denne sygdom er nyttiggørelsen af ​​guaninsinmononukleotider fra nukleinsyrerne utilstrækkelig. Der er snarere en øget fordeling af guanin. Store mængder urinsyre produceres i kroppen. Dette er grunden til, at denne sygdom også kaldes hyperuricemia-syndrom. I alvorlige tilfælde forekommer autoaggression, kognitiv svækkelse og endda fremmed aggression. Ofte skader patienterne sig selv. Drenge påvirkes for det meste, fordi den autosomale recessive sygdom er forårsaget af en genmutation på X-kromosomet.

Hos piger skal begge X-kromosomer påvirkes af mutationen, men dette sker sjældent. Hvis Lesch-Nyhan syndrom efterlades ubehandlet, dør børn i spædbarnet. Nedbrydningen af ​​guanin kan hæmmes ved brug af medicin og en speciel diæt. Symptomerne kan således delvist lindres. Desværre kan Lesch-Nyhan-syndromet ikke behandles kausalt. Hyperuricæmi kan også forekomme i forbindelse med andre sygdomme eller andre genetiske defekter. Primær hyperuricæmi er en procent genetisk og 99 procent forårsaget af nedsat urinsyreudskillelse gennem nyrerne.

Der er også sekundære former for hyperuricæmi. F.eks. Kan sygdomme, der er forbundet med forøget celleforringelse, såsom leukæmi eller visse blodsygdomme, producere mere puriner og dermed urinsyre. Medicin eller alkoholisme kan også føre til forstyrrelser i purinmetabolismen. Som et resultat af øgede urinsyrekoncentrationer kan gigtangreb forekomme på grund af udfældning af urinsyrer i leddene. Behandlingen inkluderer en diæt, der er lav i purin og derfor også lav i guanin.