Karakteristik, Struktur, Pelatihan dan Fungsi Guanina

Itu Guanina Ini adalah basis nitrogen yang berfungsi untuk biosintesis guanilate 5'-monophosphate. Kedua zat tersebut masing -masing merupakan bagian dari RNA dan DNA, yang menyimpan informasi genetik sel.

Asam ribonukleat (RNA) dan asam deoksiribonukleat (DNA) dibentuk oleh nukleotida, yang dibentuk oleh basa nitrogen yang melekat pada gula dan gugus fosfat.

Sumber: Neurotoger [domain publik]

Guanin, selain menjadi bagian dari asam nukleat, dalam monofosfat, difosfat dan nukleosida tiga fase (GMP, PDB dan GTP) berpartisipasi dalam proses seperti metabolisme energi, terjemahan sinyal intraseluler, fisiologi fotoreseptor dan perpisahan vesikel.

[TOC]

Struktur kimia

Struktur kimia guanin (2-amino-6-hydroxipurine) adalah cincin purin heterosiklik, yang terdiri dari sistem dua cincin yang disatukan: satu cincin adalah pirimidin dan cincin lainnya adalah imidazol.

Cincin guanin heterosiklik datar dan dengan beberapa tautan konjugasi ganda. Selain itu, ia memiliki dua bentuk tautomer, bentuk keto dan enol, antara kelompok C-1 dan n-6.

Karakteristik

Karakteristik guanin adalah sebagai berikut:

- Guanin adalah zat apolar. Ini tidak larut dalam air, tetapi larut dalam larutan asam terkonsentrasi atau basa yang kuat.

- Itu bisa diisolasi sebagai padatan putih, dengan formula empiris C₅H₅N₅Atau, dan berat molekul 151,3 g/mol.

- Properti penyerap cahaya pada 260 nm DNA adalah karena, sebagian, karena struktur kimia guanin.

- Dalam DNA, guanin membentuk tiga ikatan hidrogen. Kelompok karbonil C-6 adalah akseptor penghubung hidrogen, kelompok N-1 dan kelompok amino C-2 adalah donor ikatan hidrogen.

Untuk alasan ini, lebih banyak energi diperlukan untuk memecahkan hubungan antara guanin dan sitosin, daripada adenin dengan timin, karena torsi terakhir dihubungkan oleh hanya dua jembatan hidrogen.

Dapat melayani Anda: elektroforesis: fondasi, teknik, untuk apa, contohnya

- Di dalam sel, itu selalu menjadi bagian dari asam nukleat atau sebagai GMP, PDB dan GTP, tidak pernah dalam bentuk bebasnya.

Biosintesis

Molekul guanin, seperti purin lainnya, disintesis dari novo Dari 5-fosforibosil-1-pirofosfat (PRPP), dengan reaksi yang dikatalisasi enzim.

Langkah pertama terdiri dari penambahan kelompok amino, dari glutamin, ke PRPP dan membentuk 5-fosforibosilamine (PRA).

Selanjutnya, dalam urutan tertib, penambahan glisin, aspartat, glutamin, pembentukan dan karbon dioksida ke PRA terjadi. Dengan cara ini, metabolit menengah yang disebut inosina 5'-monophosphate (Imp) terbentuk.

Selama proses ini, energi bebas hidrolisis ATP (adenosine 5'-triffosphate) digunakan, yang menghasilkan ADP (adenosin 5'-diaphypho) dan PI (anorganik fosfat).

Oksidasi imponde pada NAD⁺ (Nikotinamide dan Adenine Dinucleotide), menghasilkan xantine 5'-monophosphate (XMP). Penambahan selanjutnya dari kelompok amino ke XMP menghasilkan molekul guanilaato.

Regulasi biosintesis guanilaato dilakukan pada awalnya, ketika PRA terbentuk, dan pada akhirnya, ketika oksidasi Impe terjadi. Peraturan terjadi melalui umpan balik negatif: nukleotida GMP menghambat enzim di kedua tahap.

Selama degradasi metabolik nukleotida, basa nitrogen didaur ulang. GMP dibentuk oleh enzim fosforibosiltransferase hipoksantin-Keepanin, mentransfer gugus fosribosil dari PRPP ke guanin.

Fungsi

Karena guanin tidak ditemukan dalam bentuk bebasnya, fungsinya dikaitkan dengan GMP, PDB dan GTP. Beberapa dari mereka disebutkan di bawah ini:

- 5'-Triffosphate (GTP) Guanosine bertindak sebagai reservoir energi bebas. Kelompok gamma GTP fosfat dapat ditransfer ke adenosine 5'-trifosphate (ADP), untuk membentuk ATP. Reaksi ini reversibel, dan dikatalisis oleh nukleosid difosfat kinase.

Dapat melayani Anda: beta galactosidase: karakteristik, struktur, fungsi

- GMP adalah bentuk paling stabil dari nukleotida yang mengandung guanina. Melalui hidrolisis, GMP membentuk GMP cyclic (GMPC), yang merupakan pembawa pesan kedua selama papan nama intraseluler, di jalan terjemahan. Misalnya, dalam sel bau fooreceptor dan chemiorreceptor.

- GMPC berpartisipasi dalam relaksasi pembuluh darah otot polos, selama biosintesis oksida nitrat dalam sel endotelium.

- Hidrolisis gamma fosfat GTP berfungsi sebagai sumber energi bebas untuk biosintesis protein dalam ribosom.

- Enzim helikase membutuhkan energi bebas hidrolisis GTP untuk memisahkan baling -baling DNA ganda, selama replikasi dan transkripsi DNA.

- Pada neuron hippocampus, aksi saluran natrium yang bergantung pada tegangan diatur oleh hidrolisis GTP ke PDB.

Penyakit terkait

Tinggi kadar darah dan asam urin dan urin telah dikaitkan dengan tiga cacat metabolisme yang berbeda, yang akan kita lihat di bawah.

Sindrom Lesch-Nyhan

Ini ditandai dengan defisiensi HPRT (hipoksantin-guaddibosil transferase), enzim penting untuk daur ulang hipoksantin dan guanin. Dalam hal ini, ini meningkatkan level PRPP dan tidak membentuk IMP dan GMP, dua regulator penting dari tahap sintesis purin awal. Semua ini mendukung biosintesis dari novo Purines.

Aktivitas prpp augmented synthase

Ini menghasilkan peningkatan level PRPP. Metabolit ini bertindak sebagai aktivator gutamin prpp-amidotranferase, yang bertanggung jawab untuk sintesis 5-fosforibosilamina, meningkatkan biosintesis dari novo Purines.

Dapat melayani Anda: sphingomyeline: apa itu, struktur, fungsi, sintesis

Sindrom von Gierke

Ini adalah penyakit yang terkait dengan tipe penyimpanan glikogen I. Pasien yang menderita sindrom ini memiliki glukosa 6-fosfatase yang rusak. Ini menghasilkan peningkatan kadar glukosa 6-fosfat, yang berfungsi untuk sintesis ribosa 5-fosfat, melalui pentosa fosfat.

Ribosa 5-fosfat adalah metabolit awal untuk biosintesis PRPP. Mirip dengan dua kasus sebelumnya, ini mengarah pada peningkatan biosintesis dari novo Purines.

Peningkatan asam urat dalam darah dan urin menyebabkan gejala yang umumnya dikenal sebagai gout. Dalam kasus Sindrom Lesch Nyhan, pasien benar -benar tidak memiliki aktivitas enzim HPRP, yang mengarah pada manifestasi gejala lain yang meliputi kelumpuhan dan keterbelakangan mental.

Gen HPRP ditemukan pada kromosom X. Oleh karena itu, mutasi pada gen ini mempengaruhi pria. Tidak ada pengobatan untuk mengobati masalah neurologis. Gejala yang terkait dengan peningkatan asam urat diobati dengan allopurinol.

Referensi

1. Dawson, r. et al. 1986. Data untuk penelitian biokimia. Clarendon Press, Oxford.
2. Horton, R; Moran, L; Scrimgeour, G; Perry, m. Dan rawn, D. 2008. Prinsip Biokimia. Edisi ke -4. Pendidikan Pearson.
3. Mathews, Van Holde, Ahern. 2001. Biokimia. Edisi ke -3.
4. Murray, R; Granner, D; Mayes, p. Dan Rodwell, v. 2003. Biokimia Illustrated Harper. Edisi ke -26. Perusahaan McGraw-Hill.
5. Nelson, DL dan Cox, M. 1994. Lehninger. Prinsip Biokimia. Edisi ke -4. Ed Omega.
6. Sigma-Aldrich. 2019. Lembar Kimia Guanin. Word Wide Web Address: Sigmaaldrich.com.