אדנין

אדנין הוא תרכובת ארומטית הטרוביסיקלית בעלת עמוד שדרה פורין אשר, כבסיס גרעין אורגני, יחד עם שלושה בסיסים אחרים, מהווה אחד מאבני הבניין הבסיסיות של מידע גנטי ב- DNA ו- RNA.

בנוסף, אדנין בצורה של נוקלאוזיד או נוקלאוטיד ממלא תפקיד חשוב במטבוליזם כמו NAD, FADH2 או ATP, במיוחד במאזן האנרגיה של התאים, במיטוכונדריה.

מהו אדנין

אדנין עם הנוסחה המולקולרית הכימית C5N5H5 מורכב מטבעת ארומטית הטרוביסיקלית (מבנה בסיסי פורין) עם קבוצת אמינו צמודה (NH2). לפיכך נקרא גם אדנין אמינופורין יָעוּדִי. זהו מוצק בצבע צהוב חיוור העומד תחת סובלימציה של 220 מעלות צלזיוס, כלומר משתנה ישירות למצב הגזי והוא מסיס במשורה במים.

תוספת של מולקולת סוכר deoxyribose הופכת את האדרנין ל deoxyadenosine, אחד מארבע אבני הבניין המרכיבות את ה- DNA של הליל הכפול. Deoxythymidine, הנוצר מתימידין ומולקולת הדאוקסיריבוזה המחוברת, משמש כבסיס המשלים. במקרה של RNA, מדובר בתהליך מעט שונה. אדנין הופך לאדנוזין באמצעות תוספת של מולקולת D-ribose. אדנוזין לוקח את עמדת הדאוקסיאדנוזין ב- DNA ב- RNA. הבסיס המשלים אינו תימין, אלא אורציל בצורה של אורדין.

בנוסף, אדנוזין מהווה את המבנה הבסיסי של הנוקלאוטידים ATP, ADP ו- AMP, הממלאים תפקיד חשוב במאזן האנרגיה של התאים. אדנוזין מבצע גם תפקודים חשובים כקופקטור במספר אנזימים, הורמונים וכוחי עצבים כמו קו-אנזים A, NADPH ו- NADH.

פונקציה, אפקט ומשימות

כחלק מגדיל של הסליל הכפול של ה- DNA, אדנוזין יוצר את צמד בסיס האדנין-תימין (A-T) דרך שני גשרי מימן עם התימין הבסיס הגרעיני המשלים בצורה של deoxythymidine. ב- RNA החד-גדילתי לרוב, לאדנין יש תפקיד אנלוגי, אם כי האורציל אינו תימידין כבסיס המשלים בהיווצרות הגדיל המשלים, ה- mRNA (RNA messenger).

כמרכיב ב- DNA ו- RNA, אדנין אינו מעורב ישירות בתהליכים מטבוליים, אלא משמש בשילוב עם שאר הנוקלאובאזים לקידוד רצפי חומצות אמינו לסינתזה של החלבונים המתאימים. חלק ממטבוליזם האנרגיה של כמעט כל התאים, המכונה שרשרת הנשימה, מורכב למעשה מסדרה של תהליכי חמצון והפחתה, מה שנקרא תהליכי רדוקס. אדנוזין, המוזרף ליצירת אדנוזין טריפוספט (ATP), הוא בעל חשיבות מרכזית בשרשרת הנשימה. ATP משחרר קבוצת זרחן ובכך הופך לאד-אדו-פוספט (ADP) או אדנוזין מונופוספט (AMP). בסך הכל מדובר בתהליך אקזוטי שמשתמש בפירוק הפחמימות כדי לייצר אנרגיה לחילוף החומרים וכדומה. ב 'מספקת עבודת שרירים.

בפונקציה זו, אדנין או אדנוזין מעורבים ישירות בתגובות כימיות. מרכיב דינאמי חשוב בשרשרת תגובות הרדוקס הוא גם העברת האלקטרונים מאלקטרונים הנקשרים למימן (H) או נשאי אלקטרונים אחרים. גם כאן אדנין ואדנוזין הם רכיבים פונקציונליים של אנזימים או זרזים כמו דימודיד ניקוטין (NAD) ואחרים, אשר בסופו של דבר מפרקים את החמצון (בעירה) של מימן למים לשלבים פרטניים מבוקרים קטליטית ולכן הם זמינים למטבוליזם מבלי לגרום נזק לכוויות .

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

על פי הנוסחה הכימית C5N5H5, אדנין מורכב מאבני הבניין הבסיסיות פחמן, חנקן ומימן שכולם בשפע באופיים. יסודות קורט או מינרלים נדירים אינם נדרשים. בהתאם, אין צורך לחשוש ממחסור בחומרי גלם לסינתזה, אלא מבעיה בתהליך הייצור של הגוף עצמו.

מכיוון שהסינתזה גוזלת זמן ועתירת אנרגיה, כ- 90% מהזמן שהגוף משתמש במסלול אחר, הוא מסנתז אדנין באמצעות מיחזור. במהלך חילוף החומרים של הפורין מתקבל אדנין כתוצר פירוק מתרכובות מורכבות יותר. אדנין הופך ליעיל ביוכימית רק כגרעין באמצעות תוספת של מולקולה של דוקסיריבוזה. זה הופך אדנין לדאוקסיאדנוזין. עם תוספת נוספת של שאריות פוספט אחת לשלוש, הדוקסיאדנוזין הופך לנוקלאוטיד המכונה אדנוזין מונופוספט (AMP), אדנוזין מונופוספט (cAMP), דיפוספט אדנוזין (ADP) או אדנוזין טריפוספט (ATP).

בהתאם למשימות המגוונות של אדנין והופעותיו הביו-כימיות הפעילות בסביבה התואמת את הדרישות המשתנות באופן דינמי ואדנין חופשי אינו מתרחש במחזור הגוף, לא ניתן למדוד כל רמת אדנין. ניתן להסיק מסקנות עקיפות לגבי חילוף חומרים של פורין שלם על ידי התבוננות ומדידה של תהליכים מטבוליים מסוימים.

מחלות והפרעות

ההפרעה המטבולית הידועה ביותר - דה-פקטו אך נדירה) המופיעה בקשר לייצור האדנין של הגוף עצמו וצורותיו הביו-אקטיביות היא תסמונת Lesch-Nyhan. זהו פגם גנטי בכרומוזום ה- x. מוטציה בגן מובילה למחסור מוחלט בהיפוקסנטין גואנין פוספוריבוזיל טרנספרז (HGPRT).

היעדר HGPRT מוביל להפרעה בחילוף החומרים של הפורין, כך שמיחזור בסיסי הפורין הוא היפוקסנטין וגואנין, אשר בדרך כלל מתרחש, כבר לא נחוץ. במקום זאת, הגוף נאלץ לייצר רציף אדנין באמצעות ניאוסינתזה. זה מוביל לכמות מוגזמת של חומצת שתן ולמשקע גבישים של חומצת שתן, העלולים לגרום לגאוט או להיווצרות אבני שתן במפרקים. בנוסף, הילודים חווים בדרך כלל ליקויים בהתפתחות נפשית והגברת התוקפנות האוטומטית.

מחלה תורשתית נדירה נוספת היא מחלת הנטינגטון. יש פגם גנטי בכרומוזום 4. בדרך כלל נמצא שם רצף הבסיס ציטוזין-אדנין-גאנין עם 10 עד 30 חזרות בגן מסוים. אם יש יותר מ -36 מהחזרות כביכול של טריפלטים בגלל מוטציה בגן, המחלה התורשתית מחלת האנטינגטון מתרחשת. במהלך המחלה ישנן בעיות מוטוריות ונזק עצבי שלא ניתן לרפא.