Guanine

Guanine là một bazơ nitơ quan trọng và có tầm quan trọng trung tâm đối với quá trình chuyển hóa axit nucleic trong cơ thể sinh vật. Nó có thể được tổng hợp trong cơ thể từ các axit amin. Tuy nhiên, do phản ứng này tiêu tốn nhiều năng lượng nên nó thường được thu hồi thông qua con đường trục vớt.

Guanin là gì?

Guanine là một trong năm bazơ nitơ đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc của DNA và RNA. Nó cũng là thành phần cơ bản của các phân tử quan trọng về mặt sinh lý khác như guanisine triphosphate (GTP).

Guanin là một bazơ purin, cấu trúc hóa học cơ bản của nó bao gồm một vòng thơm dị vòng được tạo thành từ sáu nguyên tử và một vòng năm ghi nhớ gắn liền. Trong cơ thể, nó thường xuất hiện dưới dạng mononucleotide với ribose hoặc deoxyribose và một dư lượng phosphate. Ngoài ATP, mononucleotide GTP là một kho năng lượng trong bối cảnh chuyển hóa năng lượng. Trong chuỗi xoắn kép của DNA, guanin liên kết với cytosine bazơ nitơ bổ sung thông qua ba liên kết hydro.

Vì sự hình thành guanin tự do rất tốn năng lượng, nó được phục hồi trong cơ thể từ các axit nucleic bằng cách tách ra (con đường cứu cánh) và được sử dụng lại ở dạng mononucleotide để tổng hợp axit nucleic. Nó được phân hủy thành axit uric trong cơ thể. Guanin là một chất rắn có màu hơi vàng nhạt với nhiệt độ nóng chảy là 365 độ. Nó tan chảy với sự phân hủy. Nó không hòa tan trong nước, nhưng có thể hòa tan trong axit và kiềm.

Chức năng, tác dụng và nhiệm vụ

Guanin là một phần của axit nucleic và các nucleotit và nucleosit khác nhau. Là một nucleobase quan trọng, nó là một trong những phân tử trung tâm của tất cả các sinh vật.

Nó tạo thành mã di truyền với ba nucleobase khác là adenine, cytosine và thymine. Giống như những thứ này, nó được liên kết glycosid với đường deoxyribose trong DNA. Ba nucleobase liên tiếp mã hóa một axit amin mỗi loại được gọi là codon. Do đó, một số codon mã hóa một protein như một chuỗi các axit amin liên tiếp. Mã di truyền được lưu trữ trong DNA. Trong chuỗi xoắn kép của DNA có một chuỗi bổ sung với các nucleobase bổ sung tương ứng. Nó được liên kết với chuỗi codonogenic bằng liên kết hydro và chịu trách nhiệm về sự ổn định của thông tin di truyền.

Trong RNA, guanine, cùng với các nucleobase khác, đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp protein. Các nucleoside guanisine và deoxyguanisine cũng là những sản phẩm trung gian quan trọng trong quá trình trao đổi chất. Hơn nữa, các nucleotide guanisine monophosphate (GMP), guanisine diphosphate (GDP) và guanisine triphosphate (GTP) chịu trách nhiệm chuyển hóa năng lượng ngoài ATP và ADP. Các nucleotide của DNA cũng xuất hiện như những hợp chất trung gian trong quá trình trao đổi chất.

Giáo dục, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu

Guanine có tầm quan trọng trung tâm trong quá trình trao đổi chất của tất cả các sinh vật. Vì nó là một phần của axit nucleic, nó cũng diễn ra tự do như một sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất. Trong cơ thể người, nó có thể được tổng hợp từ các axit amin. Tuy nhiên, quá trình sinh tổng hợp rất tốn năng lượng.

Do đó, nó được phục hồi từ các axit nucleic dưới dạng một nucleotide thông qua con đường cứu cánh. Trong con đường cứu cánh, các gốc purin tự do như adenin, guanin và hypoxanthine được cắt ra khỏi axit nucleic hiện có và các mononucleotide mới được hình thành. Quá trình này tiết kiệm năng lượng hơn nhiều so với quá trình tổng hợp mới guanin và mononucleotide của nó. Mononucleotide lại được sử dụng để tổng hợp axit nucleic. Do đó, con đường cứu cánh đại diện cho một quá trình tái chế. Khi guanin bị phân hủy, axit uric được tạo ra thông qua sản phẩm trung gian xanthine.

Sự phân hủy purin trong cơ thể là nguồn chính của axit uric. Ở chim, bò sát và dơi, ngoài axit uric thì guanin là một sản phẩm bài tiết quan trọng đối với nitơ. Vì sản phẩm nhão này chứa ít nước và cũng khó sử dụng để tạo năng lượng, nên nó được đào thải trực tiếp bởi chim và dơi nói riêng. Bởi vì tổng khối lượng giảm khi nó được bài tiết, khả năng bay của những động vật này được cải thiện. Phân guanin được bài tiết tạo thành phân được gọi là phân chim, đặc biệt là trên đất có nhiều vôi sau khi phong hóa. Guano là một loại phân bón rất có giá trị, giàu phốt pho và nitơ.

Bạn có thể tìm thấy thuốc của mình tại đây

Bệnh & Rối loạn

Nếu quá trình chuyển hóa guanin bị rối loạn, các vấn đề sức khỏe có thể phát sinh. Ví dụ, nếu enzyme hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase (HGPRT) bị lỗi, con đường cứu hộ bị gián đoạn. Cái gọi là hội chứng Lesch-Nyhan phát triển từ điều này.

Trong bệnh này, sự phục hồi các mononucleotide guaninsine từ các axit nucleic là không đủ. Đúng hơn, có sự gia tăng sự phân hủy guanin. Một lượng lớn axit uric được tạo ra trong cơ thể. Đây là lý do tại sao bệnh này còn được gọi là hội chứng tăng axit uric máu. Trong những trường hợp nghiêm trọng, tự động phạm tội, suy giảm nhận thức và thậm chí gây hấn với nước ngoài. Thường thì bệnh nhân tự làm bị thương. Con trai hầu hết bị ảnh hưởng vì bệnh lặn trên NST thường do đột biến gen trên nhiễm sắc thể X.

Ở trẻ em gái, cả hai nhiễm sắc thể X sẽ bị ảnh hưởng bởi đột biến, nhưng điều này hiếm khi xảy ra. Nếu hội chứng Lesch-Nyhan không được điều trị, trẻ em sẽ chết ngay từ khi còn nhỏ. Sự phân hủy guanin có thể bị ức chế thông qua việc sử dụng thuốc và chế độ ăn uống đặc biệt. Do đó, các triệu chứng có thể được giảm bớt một phần. Thật không may, hội chứng Lesch-Nyhan không thể được điều trị một cách nhân quả. Tăng axit uric máu cũng có thể xảy ra liên quan đến các bệnh khác hoặc các khuyết tật di truyền khác. Tăng acid uric máu nguyên phát là 1% do di truyền và 99% do giảm bài tiết acid uric qua thận.

Ngoài ra còn có các dạng tăng acid uric máu thứ phát. Ví dụ, các bệnh liên quan đến sự suy giảm tế bào gia tăng như bệnh bạch cầu hoặc một số bệnh về máu có thể tạo ra nhiều purin hơn và do đó là axit uric. Thuốc hoặc nghiện rượu cũng có thể dẫn đến rối loạn chuyển hóa purin. Kết quả của việc tăng nồng độ axit uric, các cơn gút có thể xảy ra do axit uric kết tủa trong khớp. Phương pháp điều trị bao gồm chế độ ăn ít purin và do đó cũng ít guanin.