PURINE: ZNAČILNOSTI, STRUKTURA, FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

V purini so strukturno ravne molekule, heterociklične, tvorjene s fuzijo dveh plošč: eden od šestih atomov in drugi pet. Glavne molekule, ki vključujejo purine, so nukleotidi. Slednji so gradniki, ki so del nukleinskih kislin.

Poleg udeležbe v molekulah dednosti so purini prisotni v visokoenergetskih strukturah, kot so ATP in GTP ter druge molekule, ki so v biološkem interesu, kot so nikotinamid adenin dinukleotid, nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH) in koencim Q.

Vir: Sponk

Značilnosti in struktura

Struktura purinov je naslednja: heterociklična molekula, sestavljena iz pirimidinskega obroča in imidazolnega obroča. Glede na število atomov imajo obroči šest in pet atomov.

So ploščate molekule, ki vsebujejo dušik. Ugotavljamo jih, da so del nukleozidov in nukleotidov. Slednji so gradniki nukleinskih kislin: DNK in RNK.

Pri sesalcih najdemo purine v večjih deležih v molekulah DNK in RNK, zlasti kot adenin in gvanin. Med drugim jih najdemo tudi v edinstvenih molekulah, kot so AMP, ADP, ATP in GTP.

Lastnosti

-Strukturni bloki nukleinskih kislin

Nukleinske kisline so odgovorne za shranjevanje genetskih informacij in orkestriranje procesa sinteze beljakovin. Strukturno gre za biopolimere, katerih monomeri so nukleotidi.

Purini so del nukleotidov

V nukleotidu najdemo tri komponente: (1) fosfatna skupina, (2) petogljični sladkor in (3) dušikova baza; sladkor je osrednja komponenta molekule.

Dušikova baza je lahko purin ali pirimidin. Purini, ki jih običajno najdemo v nukleinskih kislinah, so gvanin in adenin. Oba sta obroča, sestavljena iz devetih atomov.

Purini tvorijo glikozidne vezi z ribozo skozi dušik na položaju 9 in ogljikov 1 sladkorja.

Anglosaksonsko mnenje, da se spomnimo, da imajo purini devet atomov, je, da imata tako adenin kot gvanin besedo devet, kar pomeni devet.

Purine se ne združujejo med seboj

Za dvojno vijačnico DNK je potrebno seznanjanje baz. Zaradi sterične ovire (tj. Glede velikosti) enega purina ni mogoče združiti z drugim purinom.

V normalnih pogojih se purin adenin pari s pirimidin timinom (A + T) in purin gvanin s pirimidin citozinom (G + C). Ne pozabite, da so pirimidini ravne molekule, sestavljene iz enega samega obroča, in zato manjše. Ta vzorec je znan kot Chargaffovo pravilo.

Struktura molekule RNA ni sestavljena iz dvojne vijačnice, vendar kljub temu najdemo iste purine, ki smo jih omenili v DNK. Dušične baze, ki se med obema molekulama razlikujejo, so pirimidini.

-Energetske shranjevalne molekule

Nukleozid trifosfat, zlasti ATP (adenozin trifosfat), so molekule, bogate z energijo. Velika večina kemičnih reakcij v presnovi porabi energijo, shranjeno v ATP.

Veze med fosfati so visoko energijske, saj več negativnih nabojev skupaj odbijajo in spodbujajo njegovo razpadanje. Sproščena energija je tista, ki jo uporablja celica.

Poleg ATP so purini sestavine molekul, ki so v biološkem interesu, kot so nikotinamid adenin dinukleotid, nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH) in koencim Q.

-Nevrotransmiterji

Številne študije so pokazale, da purini služijo kot signalne molekule skozi gli v centralnem živčnem sistemu.

Purine lahko najdemo tudi kot del struktur, imenovanih nukleozidi. Zelo so podobni nukleotidom, vendar jim primanjkuje fosfatne skupine.

Nukleozidi imajo malo pomembne biološke aktivnosti. Vendar pa pri sesalcih najdemo zelo izrazito izjemo: adenozin. Ta molekula ima več funkcij in med drugim sodeluje pri uravnavanju procesov v živčnem in kardiovaskularnem sistemu.

Delovanje adenozina pri uravnavanju spanja je dobro znano. V možganih najdemo več receptorjev za ta nukleozid. Prisotnost adenozina je povezana z občutkom utrujenosti.

Purinsko presnovo

Sinteza

Purinska biosinteza se začne z hrbtenico riboze-5-fosfata. Encim fosforibozil-pirofosfat sintetaza je odgovoren za kataliziranje dodajanja pirofosfata.

Nato deluje encim glutamin-PRPP amidotransferaza ali amidophosforibosiltransferaza, ki katalizira interakcijo med PRPP (kratica za označevanje spojine, proizvedene v prejšnjem koraku, fosforibozil pirofosfat) in glutamina, da tvori produkt 5-fosforibozil amin.

Slednja spojina služi kot hrbtenica za vrsto molekulskih dodatkov, katerih zadnji korak je tvorba inozinofonofata, okrajšano IMP.

IMP lahko sledi pretvorbi AMP ali GMP. Te strukture je mogoče fosforilirati, da nastanejo visokoenergijske molekule, kot sta ATP ali GTP. Ta pot je sestavljena iz 10 encimskih reakcij.

Na splošno je celoten postopek sinteze purina močno odvisen od energije, kar zahteva porabo več molekul ATP. De novo purinska sinteza se pojavlja večinoma v citoplazmi jetrnih celic.

Zahteve glede prehrane

Tako purini kot pirimidini v celici nastajajo v zadostnih količinah, zato bistvenih zahtev za te molekule v prehrani ni. Ko pa te snovi zaužijemo, jih recikliramo.

Bolezni, povezane s presnovo purina: protin

Znotraj celice je eden od rezultatov metabolizma purskih baz proizvodnja sečne kisline (C ₅ H ₄ N ₄ O ₃ ) zaradi delovanja encima, imenovanega ksantin oksidaza.

Pri zdravi osebi je normalno, da najdemo nizko raven sečne kisline v krvi in ​​urinu. Ko pa te normalne vrednosti postanejo visoke, se ta snov postopoma kopiči v telesnih sklepih in v nekaterih organih, kot je ledvica.

Sestava prehrane je odločilni dejavnik pri nastanku protina, saj lahko neprestani vnos elementov, bogatih s purini (med drugim alkohol, rdeče meso, morski sadeži, ribe), poviša koncentracijo sečne kisline.

Simptomi tega stanja so pordelost prizadetih območij in močne bolečine. Gre za eno od vrst artritisa, ki prizadene bolnike zaradi kopičenja mikrokristalov.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Bistvena celična biologija. Garland Science.
2. Borea, PA, Gessi, S., Merighi, S., Vincenzi, F., & Varani, K. (2018). Farmakologija adenosinskih receptorjev: najsodobnejše stanje. Fiziološki pregledi, 98 (3), 1591-1625.
3. Brady, S. (2011). Osnovna nevrokemija: načela molekularne, celične in medicinske nevrobiologije. Akademski tisk.
4. Cooper, GM in Hausman, RE (2007). Celica: molekularni pristop. Washington, DC, Sunderland, MA.
5. Devlin, TM (2004). Biokemija: učbenik s kliničnimi aplikacijami. Sem obrnil.
6. Firestein, GS, Budd, R., Gabriel, SE, McInnes, IB, & O'Dell, JR (2016). Kelley in Firestein-ova učbenik revmatologije E-knjiga. Elsevier Health Sciences.
7. Griffiths, AJ (2002). Sodobna genetska analiza: integracija genov in genomov. Macmillan.
8. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Uvod v genetsko analizo. Macmillan.
9. Koolman, J., in Röhm, KH (2005). Biokemija: besedilo in atlas. Panamerican Medical Ed.
10. Mikhailopulo, IA in Mirošnikov, AI (2010). Novi trendi v nukleozidni biotehnologiji. Acta Naturae 2 (5).
11. Passarge, E. (2009). Gensko besedilo in atlas. Panamerican Medical Ed.
12. Pelley, JW (2007). Elsevierjeva integrirana biokemija. Mosby.
13. Siegel, GJ (1999). Osnovna nevrokemija: molekularni, celični in medicinski vidik. Lippincott-Raven.