גואנין

גואנין הוא בסיס חנקן חשוב ובעל חשיבות מרכזית למטבוליזם של חומצות גרעין באורגניזם. ניתן לסנתז אותו בגוף מחומצות אמינו. עם זאת, בגלל הוצאות האנרגיה הגבוהות של תגובה זו, היא בדרך כלל מתאוששת דרך מסלול ההצלה.

מה זה גואנין?

גואנין הוא אחד מחמשת בסיסי החנקן הממלאים תפקיד מפתח במבנה ה- DNA וה- RNA. זהו גם מרכיב בסיסי במולקולות חשובות פיזיולוגיות אחרות כגון גואניזין טריפוספט (GTP).

גואנין הוא בסיס פורין, שהמבנה הכימי הבסיסי שלו מורכב מטבעת ארומטית הטרוציקלית המורכבת משש אטומים וטבעת מחומשת מחוברת. בגוף זה מופיע בדרך כלל כמונונוקליאוטיד עם ריבוז או דוקסיריבוזה ושארית פוספט. בנוסף ל- ATP, ה- GTP המונונוקליאוטיד הוא מאגר אנרגיה בהקשר של חילוף חומרים אנרגטי. בסליל הכפול של ה- DNA, גואנין מקושר לציטוזין בסיס החנקן המשלים באמצעות שלושה קשרי מימן.

מכיוון שהיווצרות גואנין חופשי היא עתירת אנרגיה מאוד, היא מתאוששת בגוף מחומצות הגרעין על ידי התפצלות (מסלול הצלה) ומשמשת שוב בצורה של מונונוקליאוטיד לסינתזה של חומצת גרעין. היא מתפרקת לחומצת שתן בגוף. גואנין הוא מוצק מעט צהבהב למראה עם נקודת התכה של 365 מעלות. זה נמס עם פירוק. זה לא מסיס במים, אך ניתן להמיס אותו בחומצות ובאלקליות.

פונקציה, אפקט ומשימות

גואנין הוא חלק מחומצות גרעין ונוקלאוטידים שונים ונוקלאוזידים. כנוקלאובאז חשוב, זהו אחת המולקולות המרכזיות של כל האורגניזמים.

הוא יוצר את הקוד הגנטי עם שלושת הנוקלאובאזים האחרים אדנין, ציטוזין ותימין. כמו אלה, הוא קשור glycosidically לדוקסיריבוזה הסוכר ב- DNA. שלושה נוקלאובאזים רצופים מקודדים חומצה אמינית אחת כל אחד כנקרא קודון. מספר קודונים מכנים אפוא חלבון כשרשרת של חומצות אמינו רצופות. הקוד הגנטי מאוחסן ב- DNA. בתוך הסליל הכפול של ה- DNA יש שרשרת משלימה עם הגרעינים המשלימים בהתאמה. היא קשורה לשרשרת הקודונוגנית על ידי קשירת מימן ואחראית ליציבות המידע הגנטי.

בתוך ה- RNA, הגואנין, יחד עם שאר הגרעינים, ממלאים תפקיד חשוב בסינתזת החלבון. נוקלאוזידים גואניזין ודאוקסיגואואניזין הם גם תוצרי ביניים חשובים במטבוליזם. יתר על כן, נוקלאוטידים גואניזין מונופוספט (GMP), גואניזין דיפוספט (תוצר) וגואניזין טריפוספט (GTP) אחראים למטבוליזם האנרגיה בנוסף ל- ATP ו- ADP. נוקליאוטידים של DNA מופיעים גם כתרכובות ביניים בחילוף החומרים.

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

לגואנין חשיבות מרכזית במטבוליזם של כל האורגניזמים. מכיוון שהוא חלק מחומצות הגרעין, הוא מופיע גם בחופשיות כתוצר ביניים של חילוף החומרים. באורגניזם האנושי ניתן לסנתז מחומצות אמינו. עם זאת, הביוסינתזה מאוד עתירת אנרגיה.

לפיכך הוא מתאושש מחומצות הגרעין בצורה של נוקלאוטיד דרך מסלול ההצלה. במסלול ההצלה נחתכים בסיסי פורין חופשיים כמו אדנין, גואנין והיפוקסנטין מחומצה גרעינית קיימת ונוצרים מונונוקלאוטידים חדשים. תהליך זה הוא הרבה יותר יעיל באנרגיה מאשר הסינתזה החדשה של גואנין והמונונוקלאוטיד שלו. מונונוקלאוטיד משמש שוב לסינתזה של חומצות גרעין. מסלול ההצלה מייצג אפוא תהליך מיחזור, כאשר גואנין מתפרק, מופקת חומצת שתן דרך המוצר הבינוני קסנטין.

פירוק הפורינים בגוף הוא המקור העיקרי לחומצת שתן. אצל ציפורים, זוחלים ועטלפים, גואנין הוא מוצר הפרשה חשוב לחנקן בנוסף לחומצת שתן. מכיוון שמוצר דביק זה מכיל מעט מים וניתן להשתמש בו רק בצורה לא טובה לייצור אנרגיה, הוא מופרש ישירות על ידי ציפורים ועטלפים בפרט. מכיוון שהמסה הכוללת מצטמצמת כאשר היא מופרשת, יכולתם של בעלי חיים אלה לעוף משתפרת. הגואנין המופרש מהווה מה שמכונה גואנו, במיוחד על קרקעות עשירות סיד לאחר בליה. גואנו הוא דשן בעל ערך רב העשיר בזרחן וחנקן.

אתה יכול למצוא את התרופות שלך כאן

מחלות והפרעות

אם מטבוליזם הגואנין מופרע, עלולות להיווצר בעיות בריאותיות. לדוגמה, אם האנזים hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase (HGPRT) פגום, מסלול ההצלה מופרע. התסמונת Lesch-Nyhan מתפתחת מכך.

במחלה זו, אין די בהתאוששות מונונוקליאוטידים בגוונינין. במקום זאת, יש פירוט מוגבר של גואנין. כמויות גדולות של חומצת שתן מיוצרות בגוף. זו הסיבה שמחלה זו מכונה גם תסמונת היפר-אורכמיה. במקרים חמורים מתרחשת התפרצות אוטו-גרסית, ליקוי קוגניטיבי ואפילו תוקפנות זרה. לעתים קרובות המטופלים פוגעים בעצמם. בנים מושפעים בעיקר מכיוון שהמחלה הרססיבית האוטוסומלית נגרמת על ידי מוטציה בגן בכרומוזום ה- X.

אצל בנות, על כרומוזומי ה- X יש להשפיע על המוטציה, אך לעתים נדירות זה קורה. אם תסמונת Lesch-Nyhan לא נותרה מטופלת, ילדים מתים בינקותם. ניתן לעכב את פירוק הגנין באמצעות שימוש בתרופות ותזונה מיוחדת. לפיכך ניתן להקל חלקית על התסמינים. לרוע המזל, לא ניתן לטפל בתסמונת Lesch-Nyhan באופן סיבתי. היפרוריקמיה יכולה להופיע גם בקשר למחלות אחרות או למומים גנטיים אחרים. היפרוריקמיה ראשונית היא אחוז גנטי ו -99 אחוז נגרמת כתוצאה מירידה בהפרשת חומצת השתן דרך הכליות.

ישנן גם צורות משניות של hyperuricemia. לדוגמא, מחלות הקשורות בהידרדרות מוגברת של התאים כמו לוקמיה או מחלות דם מסוימות יכולות לייצר יותר פורינים וכך גם חומצת שתן. תרופות או אלכוהוליזם יכולים גם להוביל להפרעות בחילוף החומרים של הפורין. כתוצאה מעלייה בריכוז חומצת השתן, התקפות שיגדון יכולות להופיע בגלל המשקעים בחומצות השתן במפרקים. הטיפול כולל תזונה דלה בפורין ולכן גם דלה בגוונין.