guanosin er nucleosidet i purinbasen guanin og dannes ved tilsætning af den enkle sukkerribose. Hvis deoxyribose tilsættes snarere end ribose, er det deoxyguanosin.
Guanosine er en del af RNA's helices og dobbelthelices. Det analoge deoxyguanosin er en del af DNA. Som guanosintriphosphat (GTP) med tre bundne phosphatgrupper er guanosin en vigtig energilager og donor af fosfatgrupper inden for citratcyklussen i cellens mitokondrier.
Hvad er guanosin?
Guanosin er nukleosidet i purinbasen guanin. Det dannes ved tilsætning af en ribosegruppe via en N-glycosidbinding. I tilfælde af den analoge deoxyguanosin består den vedhæftede pentose af deoxyribosegruppen.
Guanosin og deoxyguanosin er bestanddele af de enkelte og dobbelte helixer af RNA og DNA. Den komplementære base danner pyrimidinbase-cytosin eller dets nucleosid-cytidin og deoxycytidin, hvortil guanosin er bundet som et basepar med en tredobbelt hydrogenbinding. Med yderligere bundne phosphatgrupper udgør guanosin en vigtig funktionel del af den såkaldte citronsyrecyklus inden i åndedræts-kæden som guanosindiphosphat (BNP) og som guanosintriphosphat (GTP).
Det er en kæde af katalytisk kontrollerede processer inden for energimetabolismen, der finder sted i cellens mitokondrier. GTP fungerer som en energilager og en donor af fosfatgrupper. Under virkningen af et vist enzym kan GTP omdannes til cyklisk guanosinmonophosphat ved at opdele to phosphatgrupper, som har en særlig rolle i transmission af signaler i cellen. I en let modificeret form påtager GTP transportopgaverne af det, der er kendt som Ran-GTP, til den nødvendige transport af stoffer mellem cellekernen og cytosol og overvinder cellemembranen.
Funktion, effekt og opgaver
Dobbelt- og enkelthelixerne af det genetiske materiale DNA og RNA består af en kæde på kun fire forskellige nukleobaser, hvorfra guanin- og adenin-baserne er baseret på purin-skelet, der består af en fem- og en seks-leddet ring.
De to baser cytosin og thymin omfatter pyrimidinbaser med en aromatisk seks-leddet ring. Nukleobase-uracilen skal ses som en undtagelse, der er næsten identisk med thymin og indtager stedet for thymin i RNA. Imidlertid består helikaternes lange kæder ikke af uændrede nukleinsyrer, men af deres nukleotider. Nukleobaserne omdannes til riboser eller deoxyriboser ved tilsætning af en ribosegruppe (RNA) eller en deoxyribosegruppe (DNA), og det tilsvarende nukleotid transformeres ved tilsætning af en eller flere phosphatgrupper. I tilfælde af guanin er det guanosin-monophosphat eller deoxyguanosin-monophosphat, der er inkorporeret som et led i langkædede helixer af RNA og DNA.
Som en bestanddel af DNA og RNA har guanosin - ligesom de andre nukleotider - ikke en aktiv rolle, men koder i stedet for de tilsvarende proteiner, der syntetiseres i cellen via kopier af DNA-strengen. Guanosine spiller en aktiv rolle i form af GTP og BNP i citronsyrecyklussen inden for luftvejskæden som en fosfatgruppedonor. I den modificerede form af guanosinmonophosphat tager nucleotidet også en aktiv rolle og fungerer som et messenger-stof til intracellulær signaltransport, hvilket er især vigtigt for de anabolske processer i proteinsyntese. I form af Ran-GTP fungerer nucleotidet som et specialiseret transportmiddel til transport af stoffer fra cellekernen gennem kernemembranen ind i cytosol.
Uddannelse, forekomst, egenskaber & optimale værdier
Den kemiske formel for guanosin er C10H13N5O5 og viser, at nukleosidet udelukkende består af kulstof, brint, nitrogen og ilt. Det er molekyler, der findes i praktisk taget ubegrænsede mængder på jorden. Sjældne sporstoffer eller mineraler er ikke en del af guanosin.
Guanosin forekommer - for det meste i form af nukleotidet med samme navn - med nogle få undtagelser i alle humane celler som en komponent af DNA og RNA såvel som i mitochondria og i cytosolen i cellerne. Kroppen er i stand til at syntetisere guanosin i purinmetabolismen i en meget kompleks proces. Ekstraktion af guanosin via redningsvejsprocessen foretrækkes imidlertid. Forbindelser med højere værdi, der indeholder nukleobaser eller nukleotider, nedbrydes enzymatisk og katalytisk på en sådan måde, at nukleosider, såsom guanosin, kan genanvendes.
For kroppen har dette den fordel, at de biokemiske nedbrydningsprocesser er mindre komplekse og derfor mindre tilbøjelige til fejl, og at mindre energi, dvs. mindre ATP og mindre GTP-forbrug, finder sted. Kompleksiteten og hastigheden, hvormed guanosin og dets mono-, di- og triphosphater er involveret i katalytiske reaktioner tillader ikke nogen direkte udsagn om en optimal koncentration i blodserumet.
Sygdomme og lidelser
De flere metabolske processer, hvor guanosin er involveret sammen med andre nukleosider og især i den fosforylerede form som et nukleotid, betyder, at funktionelle forstyrrelser kan forekomme på nogle punkter i metabolismen.
Frem for alt er det genetiske defekter, der kan føre til, at visse enzymer ikke er til stede, eller at deres bioaktivitet hæmmes. En kendt X-bundet genetisk defekt fører til Lesch-Nyhan syndrom. Syndromet forårsager en funktionsfejl i redningsvejen af purinmetabolismen, så kroppen i stigende grad skal gå den anabolske rute for ny syntese. Den genetiske defekt, der kan nedarves på en recessiv måde, fører til en funktionel svigt af hypoxanthin-guanin-phosphoribosyltransferase (HGPRT).
På trods af øget ny syntese er der en mangel på guanosin og dets bioaktive derivater. Dette hænger sammen med overdreven urinsyreproduktion, hvilket forårsager ledsagende symptomer, såsom dannelse af urin- og nyresten. Det permanent øgede urinsyreniveau kan føre til udfældning af urinsyrekrystaller i vævet og forårsage smertefulde gigtangreb. De neurologiske lidelser, herunder tilbøjeligheden til selvmutilering, er endnu mere alvorlige.
