Caractéristiques, structure, formation et fonctions de la Guanina

La Guanine Il s'agit d'une base d'azote qui sert à la biosynthèse du guanilate de 5'-monophosphate. Les deux substances font respectivement partie de l'ARN et de l'ADN, qui stockent les informations génétiques des cellules.

L'acide ribonucléique (ARN) et l'acide désoxyribonucléique (ADN) sont formés par des nucléotides, qui sont constitués par une base d'azote attachée à un sucre et un groupe phosphate.

Source: Neurotoger [domaine public]

La guanine, en plus de faire partie des acides nucléiques, dans leur monophosphate, leur diphosphate et ses nucléosides en trois phases (GMP, GDP et GTP) participe à des processus tels que le métabolisme énergétique, la traduction du signal intracellulaire, la physiologie des photorécepteurs et la fusion des vésicules.

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Structure chimique

La structure chimique de la guanine (2-aminos.

L'anneau hétérocyclique de guanine est plat et avec quelques liaisons conjuguées doubles. De plus, il a deux formes tautomériques, la forme Keto et Enol, entre les groupes C-1 et N-6.

Caractéristiques

Les caractéristiques de la guanine sont les suivantes:

- La guanine est une substance apolaire. Il est insoluble dans l'eau, mais il est soluble dans des solutions concentrées d'acides ou de bases fortes.

- Il peut être isolé comme un solide blanc, avec une formule empirique C₅H₅N₅Ou, et poids moléculaire 151,3 g / mol.

- La propriété de la lumière absorbante à 260 nm de l'ADN est due, en partie, à la structure chimique de la guanine.

- Dans l'ADN, la guanine forme trois liaisons hydrogène. Le groupe carbonyle C-6 est un accepteur de liaison d'hydrogène, le groupe N-1 et le groupe amino C-2 sont des donneurs de liaisons hydrogène.

Pour cette raison, plus d'énergie est nécessaire pour briser un lien entre une guanine et une cytosine, que celle d'une adénine avec un Timin, car ce dernier couple est lié par seulement deux ponts d'hydrogène.

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- Dans la cellule, il fait toujours partie des acides nucléiques ou en tant que GMP, PIB et GTP, jamais sous leur forme libre.

Biosynthèse

La molécule de guanine, comme d'autres purines, est synthétisée de Novo À partir du 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate (PRPP), par des réactions catalysées par enzyme.

La première étape consiste en l'ajout d'un groupe amino, de la glutamine au PRPP et forme la 5-phosphoribosylamine (PRA).

Par la suite, dans une séquence ordonnée, l'ajout de glycine, d'aspartate, de glutamine, de formation et de dioxyde de carbone au pra se produit. De cette façon, un métabolite intermédiaire appelé inosina 5'-monophosphate (IMP) est formé.

Au cours de ce processus, l'énergie libre de l'hydrolyse de l'ATP (adénosine 5'-triffosphate) est utilisée, qui produit l'ADP (adénosine 5'-diaphypho) et PI (phosphate inorganique).

Une oxydation de l'imponde sur NAD⁺ (Nicotinamide et Adénine Dinucléotide), produit du 5'-monophosphate xantine (XMP). L'ajout ultérieur d'un groupe amino au XMP produit la molécule de guanilaato.

La régulation de la biosynthèse de Guanilaato est effectuée au début, lorsque la PRA est formée, et à la fin, lorsque l'oxydation de l'impu se produit. La régulation se produit par une rétroaction négative: un nucléotide GMP inhibe les enzymes aux deux étapes.

Pendant la dégradation métabolique des nucléotides, les bases azotées sont recyclées. Le GMP est formé par la phosphoribosyltransférase de l'enzyme hypoxantine-gardienne, transférant un groupe fosribosyle du PRPP à la guanine.

Fonction

Parce que la guanine ne se trouve pas dans sa forme libre, ses fonctions sont associées au GMP, au PIB et au GTP. Certains d'entre eux sont mentionnés ci-dessous:

- 5'-triffosphate (GTP) Guanosine agit comme un réservoir d'énergie libre. Le groupe GTP Phosphate Gamma peut être transféré à l'adénosine 5'-trifosphate (ADP) pour former l'ATP. Cette réaction est réversible et est catalysée par la diphosphate kinase nucléoside.

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- Le GMP est la forme la plus stable du nucléotide contenant de la guanine. Grâce à l'hydrolyse, le GMP forme GMP Cyclic (GMPC), qui est un deuxième messager pendant la signalisation intracellulaire, dans les routes de traduction. Par exemple, dans les cellules du Forececeptor et du chimiorreceptor de l'odeur.

- Le GMPC participe à la relaxation des vaisseaux sanguins du muscle lisse, pendant la biosynthèse de l'oxyde nitrique dans les cellules de l'endothélium.

- L'hydrolyse GTP gamma phosphate sert de source d'énergie libre pour la biosynthèse des protéines dans les ribosomes.

- Les enzymes d'hélicase ont besoin de l'énergie libre de l'hydrolyse GTP pour séparer l'hélice ADN double, pendant la réplication et la transcription de l'ADN.

- Dans les neurones de l'hippocampe, l'action des canaux sodiques dépendantes de la tension est régulée par hydrolyse GTP en PIB.

Maladies connexes

Des niveaux élevés de sang et d'acide d'urine et d'urine ont été associés à trois défauts métaboliques différents, que nous verrons ci-dessous.

Syndrome de Lesch-Nyhan

Il se caractérise par une carence en HPRT (hypoxantine-guaddibosyl transférase), une enzyme importante pour le recyclage de l'hypoxantine et de la guanine. Dans ce cas, il augmente les niveaux de PRPP et ne forme pas IMP et GMP, deux régulateurs importants du stade de synthèse initial de la purine. Tout cela favorise la biosynthèse de Novo des purines.

Activité PRPP Synthase augmentée

Cela produit une augmentation des niveaux de PRPP. Ce métabolite agit comme un activateur de la gutamine PRPP-amidotranférase, qui est responsable de la synthèse de la 5-phosphoribosyllamine, augmentant la biosynthèse de Novo des purines.

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Syndrome de Von Gierke

C'est une maladie liée au stockage du glycogène de type I. Les patients souffrant de ce syndrome ont un glucose de 6-phosphatase défectueux. Cela produit une augmentation des niveaux de glucose 6-phosphate, qui sert à la synthèse du ribose 5-phosphate, via le pentose phosphate.

Le ribose 5-phosphate est le métabolite de départ pour la biosynthèse du PRPP. Semblable aux deux cas précédents, cela entraîne une augmentation de la biosynthèse de Novo des purines.

L'augmentation de l'acide urique dans le sang et l'urine provoque des symptômes qui sont communément appelés goutte. Dans le cas du syndrome de Lesch Nyhan, les patients manquent complètement de l'activité de l'enzyme HPRP, ce qui conduit à la manifestation d'autres symptômes qui incluent la paralysie et le retard mental.

Le gène HPRP se trouve sur le chromosome X. Par conséquent, les mutations de ce gène affectent les hommes. Il n'y a pas de traitement pour traiter les problèmes neurologiques. Les symptômes associés à l'augmentation de l'acide urique sont traités avec l'allopurinol.

Les références

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