Guanozīns ir purīna bāzes guanīna nukleozīds, un to veido, pievienojot vienkāršo cukura ribozi. Ja pievieno dezoksiribozi, nevis ribozi, tas ir dezoksiguanozīns.
Guanozīns ir daļa no RNS spirāles un dubultās helices. Analogais dezoksiguanozīns ir daļa no DNS. Kā guanosīna trifosfāts (GTP) ar trim piestiprinātām fosfātu grupām, guanosīns ir svarīgs enerģijas krātuve un fosfātu grupu donors citrāta ciklā šūnu mitohondrijos.
Kas ir guanosīns?
Guanosīns ir purīna bāzes guanīna nukleozīds. Tas tiek izveidots, pievienojot ribozes grupu caur N-glikozīdisko saiti. Analogā dezoksiguanozīna gadījumā pievienotā pentoze sastāv no dezoksiribozes grupas.
Guanozīns un dezoksiguanozīns ir RNS un DNS vienotās un dubultās helices komponenti. Komplementārā bāze veido pirimidīna bāzes citozīnu vai tā nukleozīdu citidīnu un dezoksicididīnu, ar kuru guanosīns ir savienots kā bāzes pāris ar trīskāršu ūdeņraža saiti. Ar papildus piestiprinātām fosfātu grupām guanosīns veido svarīgu tā saucamā citronskābes cikla funkcionālo daļu elpošanas ķēdē kā guanosīna difosfāts (IKP) un kā guanozīna trifosfāts (GTP).
Tā ir katalītiski kontrolētu procesu ķēde enerģijas metabolisma ietvaros, kas notiek šūnu mitohondrijos. GTP kalpo kā enerģijas krātuve un fosfātu grupas donors. Noteikta fermenta ietekmē GTP var pārveidot par ciklisku guanosīna monofosfātu, sadalot divas fosfātu grupas, kurām ir īpaša loma signālu pārraidīšanā šūnā. Nedaudz pārveidotā formā GTP uzņemas tā dēvētā Ran-GTP transporta uzdevumus nepieciešamo vielu pārvadāšanai starp šūnas kodolu un citosolu, pārvarot šūnas membrānu.
Funkcija, efekts un uzdevumi
Ģenētiskā materiāla DNS un RNS dubultās un vienotās spirāles sastāv tikai no četrām dažādām nukleobāzes ķēdēm, no kurām guanīna un adenīna bāzes ir balstītas uz purīna skeletu, kas sastāv no piecu un sešu locekļu gredzena.
Abas bāzes citozīns un timīns iemieso pirimidīna bāzes ar aromātisku sešu locekļu gredzenu. Nukleobāzes uracils jāuzskata par izņēmumu, kas ir gandrīz identisks timīnam un aizvieto timīna vietu RNS. Tomēr heliku garās ķēdes nesastāv no nemainītām nukleīnskābēm, bet no to nukleotīdiem. Nukleobāzes tiek pārveidotas par ribozēm vai dezoksiribozēm, pievienojot ribozes grupu (RNS) vai dezoksiribozes grupu (DNS) un attiecīgajam nukleotīdam pievienojot vienu vai vairākas fosfātu grupas. Guanīna gadījumā tas ir guanosīna monofosfāts vai dezoksiguanozīna monofosfāts, kas ir iekļauts kā saite RNS un DNS garo ķēžu helikās.
Kā DNS un RNS sastāvdaļai guanosīnam - tāpat kā pārējiem nukleotīdiem - nav aktīvas lomas, bet tā vietā tiek kodēti atbilstošie proteīni, kas šūnā tiek sintezēti caur DNS virknes kopijām. Guanozīnam kā fosfātu grupas donoram ir aktīva loma GTP un IKP veidā citronskābes ciklā elpošanas ķēdē. Gvanosīna monofosfāta modificētajā formā nukleotīds arī uzņemas aktīvu lomu un darbojas kā kurienes viela intracelulārā signāla transportēšanai, kas ir īpaši svarīgi anaboliskajos procesos olbaltumvielu sintēzē. Ran-GTP formā nukleotīds darbojas kā specializēts transporta līdzeklis vielu pārvadāšanai no šūnas kodola caur kodolenerģijas membrānu citosolā.
Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Guanozīna ķīmiskā formula ir C10H13N5O5 un parāda, ka nukleozīds sastāv tikai no oglekļa, ūdeņraža, slāpekļa un skābekļa. Tās ir molekulas, kuras uz zemes ir pieejamas praktiski neierobežotā daudzumā. Retie mikroelementi vai minerāli nav guanozīna sastāvdaļa.
Guanozīns rodas - galvenokārt tāda paša nosaukuma nukleotīda formā - ar dažiem izņēmumiem visās cilvēka šūnās kā DNS un RNS sastāvdaļa, kā arī mitohondrijos un šūnu citosolā. Ķermenis spēj sintezēt guanozīnu purīna metabolisma procesā ļoti sarežģītā procesā. Tomēr priekšroka dodama guanozīna ekstrakcijai, izmantojot glābšanas ceļu. Augstākas vērtības savienojumi, kas satur nukleobāzes vai nukleotīdus, tiek fermentatīvi un katalītiski sadalīti tādā veidā, ka nukleozīdus, piemēram, guanozīnu, var pārstrādāt.
Ķermenim ir tāda priekšrocība, ka bioķīmiskie sadalīšanās procesi ir mazāk sarežģīti un tāpēc mazāk pakļauti kļūdām un ka notiek mazāk enerģijas, t.i., mazāk ATP un mazāks GTP patēriņš. Gvanosīna un tā mono-, di- un trifosfātu iesaistīšanās katalītiskajās reakcijās sarežģītība un ātrums neļauj tieši pateikt par optimālu koncentrāciju asins serumā.
Slimības un traucējumi
Daudzkārtējie metabolisma procesi, kuros guanosīns ir iesaistīts kopā ar citiem nukleozīdiem un it īpaši fosforilētā formā kā nukleotīds, nozīmē, ka funkcionālie traucējumi var rasties dažos metabolisma punktos.
Pirmkārt, ģenētiski defekti var izraisīt noteiktu enzīmu neesamību vai to bioaktivitātes kavēšanu. Zināms ar X saistīts ģenētiskais defekts noved pie Leša-Nīhana sindroma. Sindroms izraisa nepareizu darbību purīna metabolisma glābšanas ceļā, tāpēc organismam arvien vairāk ir jāiet anaboliski jaunas sintēzes ceļā. Ģenētiskais defekts, ko var mantot recesīvi, noved pie hipoksantīna-guanīna-fosforibosiltiltransferāzes (HGPRT) funkcionālās mazspējas.
Neskatoties uz palielinātu jauno sintēzi, pastāv guanosīna un tā bioaktīvo atvasinājumu deficīts. Tas ir saistīts ar pārmērīgu urīnskābes ražošanu, kas izraisa papildu simptomus, piemēram, urīna un nieru akmeņu veidošanos. Pastāvīgi paaugstināts urīnskābes līmenis var izraisīt urīnskābes kristālu izgulsnēšanos audos un izraisīt sāpīgus podagras uzbrukumus. Neiroloģiski traucējumi, tostarp tieksme uz pašsakropļošanos, ir vēl nopietnāki.
