- Charakteristiky a štruktúra
- Vlastnosti
- - Konštrukčné bloky nukleových kyselín
- Puríny sú súčasťou nukleotidov
- Puríny sa navzájom nespárujú
- - Energetické úložné molekuly
- -Neurotransmitters
- Purínový metabolizmus
- syntéza
- Požiadavky na stravu
- Choroby spojené s metabolizmom purínov: dna
- Referencie
Tieto puríny sú štrukturálne ploché molekuly, heterocyklické, vytvorené fúziou dvoch kruhov: jeden zo šiestich atómov a ďalších päť. Hlavnými molekulami, ktoré obsahujú puríny, sú nukleotidy. Posledne menované sú stavebné bloky, ktoré sú súčasťou nukleových kyselín.
Okrem ich účasti na dedičných molekulách sú puríny prítomné vo vysokoenergetických štruktúrach, ako sú ATP a GTP a ďalšie molekuly biologického významu, ako je nikotínamid adenín dinukleotid, nikotínamid adenín dinukleotid fosfát (NADPH) a koenzým Q.
Zdroj: Sponk
Charakteristiky a štruktúra
Štruktúra purínov je nasledovná: heterocyklická molekula vytvorená z pyrimidínového kruhu a imidazolového kruhu. Pokiaľ ide o počet atómov, kruhy majú šesť a päť atómov.
Sú to ploché molekuly, ktoré obsahujú dusík. Zistili sme, že tvoria súčasť nukleozidov a nukleotidov. Posledne menované sú stavebnými blokmi nukleových kyselín: DNA a RNA.
U cicavcov sa puríny nachádzajú vo väčších pomeroch v molekulách DNA a RNA, konkrétne ako adenín a guanín. Nájdeme ich tiež v jedinečných molekulách, ako sú AMP, ADP, ATP a GTP.
Vlastnosti
- Konštrukčné bloky nukleových kyselín
Nukleové kyseliny sú zodpovedné za uchovávanie genetických informácií a organizovanie procesu syntézy proteínov. Štrukturálne sú to biopolyméry, ktorých monoméry sú nukleotidy.
Puríny sú súčasťou nukleotidov
V nukleotide nájdeme tri zložky: (1) fosfátová skupina, (2) cukor s 5 atómami uhlíka a (3) dusíkatá báza; cukor je ústrednou zložkou molekuly.
Dusíkovou bázou môže byť purín alebo pyrimidín. Puríny, ktoré bežne nájdeme v nukleových kyselinách, sú guanín a adenín. Obidva kruhy pozostávajú z deviatich atómov.
Puríny tvoria glykozidické väzby s ribózou cez dusík v polohe 9 a uhlík 1 cukru.
Anglo-saská mnemotechnická pomôcka, ktorá si pamätá, že puríny majú deväť atómov, znamená, že adenín a guanín majú slovo deväť, čo znamená deväť.
Puríny sa navzájom nespárujú
Dvojitá špirála DNA vyžaduje párovanie báz. Z dôvodu stérického bránenia (tj z hľadiska veľkosti) sa jeden purín nemôže spárovať s iným purínom.
Za normálnych podmienok sa purínový adenín kombinuje s pyrimidínovým tymínom (A + T) a purínový guanín s pyrimidínovým cytozínom (G + C). Pamätajte, že pyrimidíny sú ploché molekuly vyrobené z jedného kruhu, a preto menšie. Tento model sa nazýva Chargaffovo pravidlo.
Štruktúra molekuly RNA nespočíva v dvojitej špirále, ale napriek tomu nájdeme rovnaké puríny, aké sme uviedli v DNA. Dusíkaté bázy, ktoré sa medzi oboma molekulami menia, sú pyrimidíny.
- Energetické úložné molekuly
Nukleozidtrifosfát, najmä ATP (adenozíntrifosfát), sú molekuly bohaté na energiu. Prevažná väčšina chemických reakcií v metabolizme využíva energiu uloženú v ATP.
Väzby medzi fosfátmi sú vysoko energetické, pretože niekoľko negatívnych nábojov sa navzájom odpudzuje a podporuje jeho rozklad. Uvoľnená energia je tá, ktorú používa bunka.
Okrem ATP sú puríny súčasťou molekúl biologického významu, ako je nikotínamid adenín dinukleotid, nikotínamid adenín dinukleotid fosfát (NADPH) a koenzým Q.
-Neurotransmitters
Početné štúdie ukázali, že puríny slúžia ako signálne molekuly cez gliu v centrálnom nervovom systéme.
Puríny možno tiež nájsť ako súčasť štruktúr nazývaných nukleozidy. Sú veľmi podobné nukleotidom, chýba im však fosfátová skupina.
Nukleozidy majú malú relevantnú biologickú aktivitu. U cicavcov však nájdeme veľmi výraznú výnimku: adenozín. Táto molekula má viac funkcií a okrem iného sa podieľa na regulácii procesov v nervovom a kardiovaskulárnom systéme.
Pôsobenie adenozínu na reguláciu spánku je dobre známe. V mozgu nájdeme viac receptorov pre tento nukleozid. Prítomnosť adenozínu súvisí s pocitom únavy.
Purínový metabolizmus
syntéza
Biosyntéza purínu sa iniciuje kostrou ribóza-5-fosfátu. Enzym fosforibozylpyrofosfát syntetáza je zodpovedný za katalyzovanie pridania pyrofosfátu.
Následne pôsobí enzým glutamín-PRPP amidotransferáza alebo amidofosforibozyltransferáza, ktorý katalyzuje interakciu medzi PRPP (akronym na označenie zlúčeniny vyrobenej v predchádzajúcom kroku, fosforibozylpyrofosfát) a glutamínu za vzniku produktu 5-fosforibozylamínu.
Táto posledná zlúčenina slúži ako hlavný reťazec pre rad molekulárnych adícií, ktorých posledným krokom je tvorba inozínmonofosfátu, skrátene IMP.
IMP môže sledovať konverziu AMP alebo GMP. Tieto štruktúry môžu byť fosforylované, aby vytvorili vysokoenergetické molekuly, ako je ATP alebo GTP. Táto cesta pozostáva z 10 enzymatických reakcií.
Všeobecne je celý proces syntézy purínov vysoko závislý od energie, čo si vyžaduje spotrebu viacerých molekúl ATP. Syntéza de novo purínov sa vyskytuje väčšinou v cytoplazme pečeňových buniek.
Požiadavky na stravu
Puríny aj pyrimidíny sú produkované v bunkách v adekvátnych množstvách, takže nie sú potrebné žiadne základné požiadavky na tieto molekuly v potrave. Ak sa však tieto látky spotrebujú, recyklujú sa.
Choroby spojené s metabolizmom purínov: dna
Vnútri bunky, jeden z výsledkov metabolizmu puric bázou je výroba kyseliny močovej (C 5 H 4 N 4 O 3 ), v dôsledku pôsobením enzýmu xantínoxidázy.
U zdravého človeka je normálne nájsť nízke hladiny kyseliny močovej v krvi a moči. Keď sa však tieto normálne hodnoty zvýšia, táto látka sa postupne hromadí v kĺboch tela av niektorých orgánoch, napríklad v obličkách.
Zloženie stravy je určujúcim faktorom pri výrobe dny, pretože nepretržitý príjem prvkov bohatých na puríny (okrem iného alkohol, červené mäso, morské plody, ryby) môže zase zvýšiť koncentráciu kyseliny močovej.
Príznakmi tohto stavu sú sčervenanie postihnutých oblastí a silná bolesť. Je to jeden z typov artritídy, ktorý postihuje pacientov v dôsledku akumulácie mikrokryštálov.
Referencie
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Základná bunková biológia. Garland Science.
- Borea, PA, Gessi, S., Merighi, S., Vincenzi, F. a Varani, K. (2018). Farmakológia adenozínových receptorov: stav techniky. Physiologický prehľad, 98 (3), 1591-1625.
- Brady, S. (2011). Základná neurochémia: princípy molekulárnej, bunkovej a lekárskej neurobiológie. Akademická tlač.
- Cooper, GM a Hausman, RE (2007). Bunka: molekulárny prístup. Washington, DC, Sunderland, MA.
- Devlin, TM (2004). Biochémia: učebnica s klinickými aplikáciami. Obrátil som sa.
- Firestein, GS, Budd, R., Gabriel, SE, McInnes, IB, a O'Dell, JR (2016). Kelley a Firesteinova učebnica reumatológie E-Book. Elsevier Health Sciences.
- Griffiths, AJ (2002). Moderná genetická analýza: integrácia génov a genómov. Macmillan.
- Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, a Miller, JH (2005). Úvod do genetickej analýzy. Macmillan.
- Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochémia: text a atlas. Panamerican Medical Ed.
- Mikhailopulo, IA a Miroshnikov, AI (2010). Nové trendy v nukleozidovej biotechnológii. Acta Naturae 2 (5).
- Passarge, E. (2009). Genetický text a atlas. Panamerican Medical Ed.
- Pelley, JW (2007). Elsevierova integrovaná biochémia. Mosby.
- Siegel, GJ (1999). Základné neurochémie: molekulárne, bunkové a lekárske aspekty. Lippincott-Raven.