Pseudouridīns

Plkst Pseudouridīns tas ir nukleozīds, kas ir RNS sastāvdaļa. Kā tāds tas galvenokārt ir pārsūtīšanas RNS (tRNS) komponents un ir iesaistīts tulkošanā.

Kas ir pseudouridīns?

Pseudouridīns ir tRNS pamatviela un sastāv no diviem komponentiem: nukleobāzes uracila un cukura β-D-ribofuranozes. Arī bioloģijā to sauc Psi-uridīns un saīsina to ar grieķu burtu Psi (Ψ) no plkst.

Pseudouridīns ir nukleozīda uridīna izomērs: Tam ir tāda pati molekulārā masa kā uridīnam, un tas sastāv no tieši tādiem pašiem celtniecības blokiem. Vienīgā atšķirība starp pseudouridīnu un uridīnu ir to atšķirīgā trīsdimensiju struktūra. Telpiskā atšķirība starp abiem nukleozīdiem ir nukleobāzes uracils. Uridīna gadījumā centrālais gredzens, ko veido uracils, sastāv no kopumā četriem oglekļa atomiem, viena NH savienojuma un viena slāpekļa atoma.

Pseudouridīna gadījumā centrālo pamatstruktūru veido gredzens, ko veido četri atsevišķi oglekļa atomi un divi NH savienojumi. Tāpēc arī bioloģijā pseudouridīnu sauc par dabiski modificētu nukleozīdu. Pirmoreiz to atklāja piecdesmitajos gados, un kopš tā laika tas tiek identificēts kā visbagātīgākais modificētais nukleozīds.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Kā RNS nukleobāze pseudouridīns ir pārvietojošās RNS (tRNS) sastāvdaļa. TRNS parādās īsu ķēžu formā un darbojas kā tulkošanas līdzeklis. Bioloģija tulkošanu raksturo kā procesu, kurā gēnos esošā informācija tiek pārveidota olbaltumvielās.

Cilvēkiem ģenētiskā informācija galvenokārt tiek glabāta DNS formā. Cilvēka DNS atrodas katras šūnas kodolā un neatstāj to. Tikai tad, kad šūna dalās un šūnas kodols izšķīst, DNS pārvietojas pārējā šūnas ķermenī. Lai šūna joprojām varētu piekļūt informācijai, kas glabājas DNS, tā izveido tās kopiju. Šī kopija ir kurjera RNS jeb īsi - mRNA. DNS un RNS vienādojuma atšķirība ir skābeklis, kas piesaistās ribozei. Pēc tam, kad mRNS ir migrējusi no šūnas kodola, var sākties translācija.

TRNS abi gali var saistīties ar dažādām molekulām. Viens tRNS gals ir konstruēts tādā veidā, lai tas precīzi sakristu ar mRNS trīskāršojumu, t.i., trīs secīgu bāzu grupai. Piemērota aminoskābe piestāj tRNS pretējā galā. Kopumā divdesmit aminoskābes, kas rodas dabā, veido visu esošo olbaltumvielu sastāvdaļu. Triplets unikāli kodē noteiktu aminoskābi. Ribosoma savieno aminoskābes, kas atrodas tRNS vienā galā, izveidojot garu ķēdi. Šī olbaltumvielu ķēde tās fizisko īpašību dēļ saliecas un tādējādi iegūst raksturīgu telpisko struktūru.

No šīm ķēdēm sastāv gan hormoni, gan neirotransmiteri, kā arī šūnas un ārpusšūnu struktūras. Kad ribosoma savieno divas blakus esošās aminoskābes, tRNS atkal izdalās un var uzņemt jaunu aminoskābi un transportēt to uz mRNS. Pseudouridīns parādās tRNS sānu cilpā. Bez pseudouridīna tRNS nebūtu funkcionāla, un organisms nespētu veikt pamata mikroprocesus.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Pseudouridīna molekulārā formula ir C9H12N2O6. Pseudouridīns sastāv no cukura ribozes un nukleobāzes uracila. Uracil aizstāj bāzes timīnu ribonukleīnskābē (RNS), kas atrodams tikai dezoksiribonukleīnskābē (DNS). Pārējās trīs cilvēka nukleīnskābju bāzes ir adenīns, guanīns un citozīns; tie rodas gan DNS, gan RNS.

Cukura ribozei ir pamatstruktūra, ko veido pieci oglekļa atomi. Tāpēc arī bioloģija to sauc par pentose. Ribose ir ne tikai hromosomu sastāvdaļa; tas rodas arī, piemēram, enerģijas piegādātājā ATP, un dažos neironu un hormonālos procesos darbojas kā sekundārā kurjera viela. Cilvēka ķermenis izmanto fermentu, ko sauc par pseudouridīna sintāzi, lai sintezētu pseudouridīnu. Dažu slimību gadījumā šo procesu var traucēt. Rezultāts ir slimības, kas parasti var ietekmēt vairākas orgānu sistēmas.

Slimības un traucējumi

Mitohondrijās pReudouridīns ir atrodams arī tRNS. Mitohondriji ir organellas, kas šūnās darbojas kā sīkas spēkstacijas. Viņiem ir savs ģenētiskais grims, un tie tiek nodoti no mātēm bērniem caur olšūnu.

Miopātijā ar laktacidozi un sideroblastisko anēmiju tiek traucēta pseidoruridīna sintāze. Šī slimība ir muskuļu slimība, ko papildina anēmija. Jādomā, ka mutācija novērš pareizu pseudouridīna sintāzes veidošanos. Tā rezultātā ķermenis var radīt kļūdainu tRNS, kas atšķiras no veselīgās tRNS. Šajā metaboliskās miopātijas formā nenormāla tRNS izraisa kustību neiecietību bērniem un anēmiju pusaudža gados. Tomēr tas notiek ļoti reti. Pseudouridīns var būt iesaistīts arī acu, nieru un citu orgānu sistēmu slimībās.

Piemēram, jaunākie pētījumi norāda, ka pseudouridīna koncentrācija ir piemērota kā nieru darbības marķieris. Līdz šim ārsti galvenokārt ir izmantojuši kreatīna līmeni kā marķieri. Šīs metodes trūkums ir tas, ka kreatīna līmenis ir ļoti pakļauts kļūdām: tas ir atkarīgs arī, piemēram, no muskuļu masas. Pseudouridīns un C-mannozil-triptofāns nav ietekmēti, tāpēc nākotnē tie varētu aizstāt kreatīnu kā nieru darbības marķieri (Sekula et al., 2015).