guanin

guanin er en viktig nitrogenbase og er av sentral betydning for nukleinsyremetabolismen i organismen. Det kan syntetiseres i kroppen fra aminosyrer. På grunn av den høye energiforbruket ved denne reaksjonen, blir den imidlertid ofte gjenvunnet via bergingsveien.

Hva er guanine?

Guanine er en av de fem nitrogenbaser som spiller en nøkkelrolle i strukturen til DNA og RNA. Det er også en grunnleggende komponent i andre fysiologisk viktige molekyler som guanisin trifosfat (GTP).

Guanine er en purinbase, hvis grunnleggende kjemiske struktur består av en heterocyklisk aromatisk ring som består av seks atomer og en festet fem-leddet ring. I kroppen forekommer det vanligvis som et mononukleotid med ribose eller deoksyribose og en fosfatrest. I tillegg til ATP er mononukleotid GTP et energilager i sammenheng med energimetabolisme. I den doble heliksen av DNA er guanin koblet til den komplementære nitrogenbase-cytosin via tre hydrogenbindinger.

Siden dannelsen av fri guanin er veldig energikrevende, utvinnes den fra nukleinsyrene i kroppen ved spaltning (bergingsvei) og brukes igjen i form av et mononukleotid for nukleinsyresyntese. Den brytes ned til urinsyre i kroppen. Guanine er et lett gulaktig fast stoff med et smeltepunkt på 365 grader. Det smelter med nedbrytning. Det er uoppløselig i vann, men kan oppløses i syrer og baser.

Funksjon, effekt og oppgaver

Guanin er en del av nukleinsyrer og forskjellige nukleotider og nukleosider. Som en viktig nukleobase er det en av de sentrale molekylene i alle organismer.

Den danner den genetiske koden med de tre andre nukleobasene adenin, cytosin og timin. Som disse er den glykosidisk bundet til sukkerdeoksyribosen i DNA. Tre påfølgende nukleobaser koder for en aminosyre hver som et såkalt kodon. Flere kodoner koder således et protein som en kjede av påfølgende aminosyrer. Den genetiske koden lagres i DNA. Innenfor den doble helixen av DNAet er det en komplementær kjede med de respektive komplementære nukleobaser. Den er koblet til den kodonogene kjeden ved hydrogenbinding og er ansvarlig for stabiliteten til den genetiske informasjonen.

Innenfor RNA spiller guanin, sammen med de andre nukleobaser, en viktig rolle i proteinsyntese. Nukleosidene guanisin og deoksyguanisin er også viktige mellomprodukter i metabolismen. Videre er nukleotidene guanisinmonofosfat (GMP), guanisindifosfat (BNP) og guanisintrifosfat (GTP) ansvarlige for energimetabolismen i tillegg til ATP og ADP. Nukleotidene av DNA forekommer også som mellomprodukter i metabolismen.

Utdanning, forekomst, egenskaper og optimale verdier

Guanin er av sentral betydning i metabolismen av alle organismer. Siden det er en del av nukleinsyrene, forekommer det også fritt som et mellomprodukt av stoffskiftet. I den menneskelige organismen kan den syntetiseres fra aminosyrer. Imidlertid er biosyntesen veldig energikrevende.

Det utvinnes derfor fra nukleinsyrene i form av et nukleotid via bergingsveien. I bergingsveien kuttes frie purinbaser som adenin, guanin og hypoksantin ut fra eksisterende nukleinsyre og nye mononukleotider dannes. Denne prosessen er mye mer energieffektiv enn den nye syntesen av guanin og dets mononukleotid. Mononukleotidet brukes igjen for nukleinsyresyntese. Bergingsveien representerer således en resirkuleringsprosess. Når guanin brytes ned, produseres urinsyre via mellomproduktet xanthine.

Nedbryting av puriner i kroppen er den viktigste kilden til urinsyre. Hos fugler, krypdyr og flaggermus er guanin et viktig utskillingsprodukt for nitrogen i tillegg til urinsyre. Siden dette pastarike produktet inneholder lite vann og bare kan brukes dårlig til energiproduksjon, skilles det ut direkte av fugler og flaggermus. Fordi den totale massen reduseres når den skilles ut, bedres evnen til å fly. Den utskilles guaninen danner det som er kjent som guano, spesielt på kalkholdig jord etter forvitring. Guano er en veldig verdifull gjødsel rik på fosfor og nitrogen.

Du finner medisinene dine her

Sykdommer og lidelser

Hvis guaninmetabolismen blir forstyrret, kan det oppstå helseproblemer. For eksempel, hvis enzymet hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase (HGPRT) er mangelfull, blir bergingsveien forstyrret. Det såkalte Lesch-Nyhan-syndromet utvikler seg fra dette.

I denne sykdommen er utvinningen av guaninsinmononukleotider fra nukleinsyrene utilstrekkelig. Snarere er det en økt fordeling av guanin. Store mengder urinsyre produseres i kroppen. Dette er grunnen til at denne sykdommen også er kjent som hyperuricemia syndrom. I alvorlige tilfeller forekommer autoaggresjon, kognitiv svikt og til og med fremmed aggresjon. Ofte skader pasientene seg selv. Gutter er mest berørt fordi den autosomale recessive sykdommen er forårsaket av en genmutasjon på X-kromosomet.

Hos jenter bør begge X-kromosomene påvirkes av mutasjonen, men dette skjer sjelden. Hvis Lesch-Nyhan syndrom blir ubehandlet, dør barn i spedbarn. Nedbryting av guanin kan hemmes ved bruk av medisiner og et spesielt kosthold. Symptomene kan dermed delvis lindres. Dessverre kan ikke Lesch-Nyhan-syndromet behandles kausalt. Hyperurikemi kan også oppstå i forbindelse med andre sykdommer eller andre genetiske defekter. Primær hyperurikemi er en prosent genetisk og 99 prosent forårsaket av redusert urinsyreutskillelse gjennom nyrene.

Det er også sekundære former for hyperurikemi. For eksempel kan sykdommer som er assosiert med økt celleforringelse som leukemi eller visse blodsykdommer produsere mer puriner og dermed urinsyre. Medisiner eller alkoholisme kan også føre til forstyrrelser i purinmetabolismen. Som et resultat av økte urinsyrekonsentrasjoner kan giktangrep oppstå på grunn av at urinsyre faller ut i leddene. Behandlingen inkluderer et kosthold med lite purin og derfor også lite guanin.