Guanozīns ir purīna bāzes guanīna nukleozīds un veidojas, pievienojot vienkāršo cukurs riboze. Ja dezoksiriboze, nevis riboze, ir pievienots, tas ir dezoksiguanozīns. Guanozīns ir RNS spirāļu un dubulto spirāļu sastāvdaļa. Dezoksiguanozīna analogs ir DNS sastāvdaļa. Guanozīns kā guanozīna trifosfāts (GTP) ar trim fosfāts pievienotās grupas ir svarīgs fosfātu grupu enerģijas krātājs un donors citrātu ciklā šūnā mitohondriji.
Kas ir guanozīns?
Guanozīns ir purīna bāzes guanīna nukleozīds. To veido, pievienojot a riboze caur N-glikozīdo saiti. Analogajā dezoksiguanozīnā pievienotā pentoze sastāv no dezoksiribozes grupas. Guanozīns un deoksiguanozīns ir RNS un DNS viena un dubultā spirāles komponenti. Komplementāro bāzi katrā gadījumā veido pirimidīna bāzes citozīns vai tā nukleozīdu citidīns un dezoksicitidīns, ar kuriem guanozīns ir savienots kā bāzes pāris ar trīskāršu ūdeņradis tilts. Ar papildu fosfāts pievienotās grupas, guanozīns veido svarīgu tā dēvētā citrāta cikla funkcionālo daļu elpošanas ķēdē kā guanozīna difosfāts (GDP) un kā guanozīna trifosfāts (GTP). Šī ir katalītiski kontrolētu procesu ķēde enerģijas metabolisms kas notiek mitohondriji no šūnām. GTP šeit kalpo kā enerģijas krājums un fosfāts grupas ziedotājs. Konkrēta enzīma ietekmē GTP var pārvērst cikliskajā guanozīna monofosfātā, kam ir īpaša loma signāla pārnešanā šūnā, sadalot divas fosfātu grupas. Nedaudz modificētā veidā kā tā sauktais Ran-GTP, GTP veic transporta uzdevumus, kas nepieciešami vielu pārvadāšanai starp šūnas kodolu un citozolu, pārvarot šūnu membrānu katrā gadījumā.
Funkcija, darbība un uzdevumi
Ģenētiskā materiāla DNS un RNS dubultās un vienreizējās spirāles sastāv no tikai četru dažādu nukleīnu savienošanas bāzes, kuru bāzes guanīns un adenīns ir balstīti uz purīna mugurkaulu, kas sastāv no piecu un sešu locekļu gredzena. Tie divi bāzes citozīns un timīns iemieso pirimidīna bāzes ar aromātisku sešmiežu gredzenu. Kā izņēmums jāuzskata nukleīnbāzes uracils, kas ir gandrīz identisks timimīnam un ieņem timīna pozīciju RNS. Tomēr garās spirāles ķēdes nesastāv no nemodificētām nukleīnskābes, bet no to nukleotīdiem. Kodols bāzes tiek pārveidoti par ribozēm vai dezoksiribozēm, pievienojot attiecīgi vienu ribozes grupu (RNS) vai vienu dezoksiribozes grupu (DNS), un attiecīgajā nukleotīdā, pievienojot vienu vai vairākas fosfātu grupas. Guanīna gadījumā tas ir guanozīna monofosfāts vai deoksiguanozīna monofosfāts, kas ir iekļauts kā saite RNS un DNS garās ķēdes spirālēs. Kā DNS un RNS sastāvdaļai, guanozīnam, tāpat kā citiem nukleotīdiem, nav aktīvas lomas, taču tas, izmantojot DNS virknes kopijas, kodē atbilstošo proteīni kas tiek sintezēti šūnā. Aktīva loma ir guanozīnam GTP un IKP veidā citrātu ciklā elpošanas ķēdē kā fosfātu grupas donoram. Modificētā guanozīna monofosfāta formā nukleotīds uzņemas arī aktīvu lomu un nodrošina kurjeru intracelulārā signāla transportēšanai, kas ir īpaši svarīgi anaboliskiem procesiem olbaltumvielu sintēzē. Ran-GTP formā nukleotīds nodrošina specializētus transporta līdzekļus vielu transportēšanai no kodola caur kodola membrānu citozolā.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālie līmeņi
Guanozīna ķīmiskā molekulārā formula ir C10H13N5O5, kas norāda, ka nukleozīds pilnībā sastāv no ogleklis, ūdeņradis, slāpeklis, un skābeklis. Šie ir molekulas kas uz Zemes ir pieejami praktiski neierobežotā daudzumā. Reti mikroelementi or minerāli nav guanozīna sastāvdaļa. Guanozīns ir atrodams - galvenokārt tā paša nosaukuma nukleotīda veidā - ar dažiem izņēmumiem visās cilvēka šūnās kā DNS un RNS sastāvdaļa, kā arī mitohondriji un šūnu citozols. Ķermenis ļoti sintezētā procesā spēj sintezēt guanozīnu purīna metabolismā. Tomēr vēlamais veids, kā iegūt guanozīnu, ir glābšanas ceļa process. Augstākas vērtības savienojumi, kas satur nukleīnbāzes vai nukleotīdus, fermentatīvi katalītiski tiek noārdīti tādā veidā, ka tādus nukleozīdus kā guanozīns var pārstrādāt. Ķermenim tā ir tā priekšrocība, ka bioķīmiskās noārdīšanās procesi ir mazāk sarežģīti un tādējādi mazāk pakļauti kļūdām, un ka notiek mazāk enerģijas, ti, mazāks ATP un mazāks GTP patēriņš. Sarežģītība un ātrums, kādā guanozīns un tā mono-, di- un trifosfāti tiek iesaistīti katalītiskajās reakcijās, neļauj tieši pateikt par optimālu koncentrācija in asinis serums.
Slimības un traucējumi
Daudzie vielmaiņas procesi, kuros iesaistīts guanozīns, kopā ar citiem nukleozīdiem un jo īpaši fosforilētā formā kā nukleotīdi nosaka, ka dažos metabolisma punktos var rasties disfunkcija. Galvenokārt ģenētiski defekti var izraisīt noteiktu trūkumu fermenti vai to bioaktivitātes kavēšana. Zināms ar X saistīts ģenētiskais defekts noved pie Leša-Nihana sindroma. Sindroms izraisa disfunkciju purīna metabolisma glābšanas ceļā, tāpēc ķermenim arvien vairāk jāseko jaunās sintēzes anaboliskajam ceļam. Recesīvi iedzimtais ģenētiskais defekts noved pie hipoksantīna-guanīna fosforibosiltransferāzes (HGPRT) funkcijas zaudēšanas. Neskatoties uz pastiprinātu jauno sintēzi, rodas guanozīna vai tā bioaktīvo atvasinājumu deficīts. Tas ir saistīts ar pārmērīgu urīnskābe ražošana, kas izraisa atbilstošus blakus simptomus, piemēram, urīna un nieru akmeņu veidošanos. Pastāvīgi paaugstināts urīnskābe līmenī var vadīt līdz urīnskābes kristālu nokrišņiem audos un izraisa sāpīgus urīnskābes uzbrukumus podagra. Šajā sakarā vēl nopietnāki ir neiroloģiski traucējumi, tostarp tendence uz sevis samaitāšanu.
