Pseudouridine

På Pseudouridine det er et nukleosid som er en byggestein av RNA. Som sådan er det først og fremst en komponent i transfer RNA (tRNA) og er involvert i oversettelse.

Hva er pseudouridin?

Pseudouridin er et grunnleggende stoff i tRNA og består av to komponenter: nucleobase uracil og sukkeren β-D-ribofuranose. Biologi kaller det også Psi-uridin og forkortes den med den greske bokstaven Psi (Ψ) fra.

Pseudouridin er en isomer av nukleosidet uridin: Det har samme molekylmasse som uridin og består av nøyaktig de samme byggesteinene. Den eneste forskjellen mellom pseudouridin og uridin er deres forskjellige tredimensjonale struktur. Den romlige forskjellen mellom de to nukleosidene er nukleobase uracil. Når det gjelder uridin, består den sentrale ringen som uracilen danner av totalt fire karbonatomer, en NH-forbindelse og ett nitrogenatom.

Når det gjelder pseudouridin, består imidlertid den sentrale grunnstrukturen av en ring som består av fire individuelle karbonatomer og to NH-forbindelser. Biologi kaller derfor også pseudouridin for et naturlig modifisert nukleosid. Det ble først oppdaget på 1950-tallet, og har siden blitt identifisert som det mest modifiserte nukleosidet.

Funksjon, effekt og oppgaver

Som en RNA-nukleobase er pseudouridin en komponent i overførings-RNA (tRNA). TRNA vises i form av korte kjeder og fungerer som et verktøy i oversettelse. Biologi beskriver oversettelse som en prosess der informasjonen i genene blir oversatt til proteiner.

Hos mennesker lagres genetisk informasjon hovedsakelig i form av DNA. Menneskelig DNA ligger i kjernen til hver celle og forlater ikke den. Først når cellen deler seg og cellekjernen løses opp, beveger DNA seg i resten av cellelegemet. Slik at cellen fremdeles kan få tilgang til informasjonen som er lagret i DNA, lager den en kopi av den. Denne kopien er messenger RNA, eller mRNA for kort. Den eponyme forskjellen mellom DNA og RNA er oksygenet som fester seg til ribosen. Etter at mRNA har migrert ut av cellekjernen, kan translasjon begynne.

De to endene av tRNA kan binde seg til forskjellige molekyler. Den ene enden av tRNA er utformet på en slik måte at den nøyaktig stemmer overens med en triplett av mRNA, dvs. en gruppe på tre påfølgende baser. En egnet aminosyre legger til motsatt ende av tRNA. Totalt tjue aminosyrer som forekommer i naturen danner byggesteinene for alle eksisterende proteiner. En triplett koder unikt en spesifikk aminosyre. Et ribosom forbinder aminosyrene som er i den ene enden av tRNA, og skaper en lang kjede. Denne proteinkjeden brettes på grunn av dens fysiske egenskaper og får dermed en karakteristisk romlig struktur.

Både hormoner og nevrotransmittere så vel som byggesteiner for celler og ekstracellulære strukturer består av disse kjedene. Når ribosomet binder sammen to nærliggende aminosyrer, frigjøres tRNA igjen og kan ta opp en ny aminosyre og transportere den til mRNA. Pseudouridin vises i en sidesløyfe av tRNA. Uten pseudouridin ville tRNA ikke være funksjonell og organismen ville ikke være i stand til å utføre grunnleggende mikroprosesser.

Utdanning, forekomst, egenskaper og optimale verdier

Molekylformelen for pseudouridin er C9H12N2O6. Pseudouridin består av sukkerribosen og nucleobase uracil. Uracil erstatter basetymin i ribonukleinsyre (RNA), som bare finnes i deoksyribonukleinsyre (DNA). De tre andre basene av humane nukleinsyrer er adenin, guanin og cytosin; de forekommer i både DNA og RNA.

Sukker ribosen har en grunnleggende struktur som består av fem karbonatomer. Derfor kaller biologi det også en pentose. Ribose spiller ikke bare en rolle som en komponent i kromosomene; det forekommer også i energileverandøren ATP, og fungerer som et sekundært messenger-stoff i noen nevronale og hormonelle prosesser. Menneskekroppen bruker et enzym kalt pseudouridinsyntase for å syntetisere pseudouridin. Ved visse sykdommer kan denne prosessen forstyrres. Resultatet er sykdommer som typisk kan påvirke flere organsystemer.

Sykdommer og lidelser

I mitokondriene finnes også pseudouridin i tRNA. Mitokondrier er organeller som fungerer som små kraftverk i celler. De har sin egen genetiske sminke og blir sendt videre fra mødre til barna via eggcellen.

Ved myopati med melkesyreadose og sideroblastisk anemi er det en forstyrrelse av pseudoruridinsyntase. Denne sykdommen er en muskelsykdom som er ledsaget av anemi. Antagelig forhindrer en mutasjon riktig dannelse av pseudouridinsyntase. Som et resultat kan kroppen produsere feil tRNA som er forskjellig fra det sunne tRNA. I denne formen for metabolsk myopati forårsaker den unormale tRNA bevegelsesintoleranse hos barn og anemi i ungdomstiden. Imidlertid forekommer det veldig sjelden. Pseudouridin kan også være involvert i sykdommer i øyne, nyrer og andre organsystemer.

For eksempel indikerer nyere forskning at konsentrasjonen av pseudouridin er egnet som markør for nyrefunksjon. Så langt har leger hovedsakelig brukt kreatinivået som markør. Ulempen med denne metoden er imidlertid at kreatinnivået er veldig utsatt for feil: det avhenger også for eksempel av mengden muskelmasse. Pseudouridin og C-mannosyl-tryptofan er fri for denne påvirkningen og kan derfor erstatte kreatin som en markør for nyrefunksjon i fremtiden (Sekula et al., 2015).