جوانين: الوظيفة والأمراض

الجوانين مهم نتروجين القاعدة ولها دور مركزي في استقلاب الحمض النووي في الكائن الحي. يمكن تصنيعه في الجسم من الأحماض الأمينية. ومع ذلك ، نظرًا لاستهلاك الطاقة المرتفع لهذا التفاعل ، غالبًا ما يحدث استرداده عبر مسار الإنقاذ.

ما هو الجوانين؟

Guanine هو واحد من خمسة نيتروجين أساس التي لها دور فعال في بناء DNA و RNA. إنه أيضًا مكون أساسي من عناصر أخرى مهمة من الناحية الفسيولوجية الجزيئات مثل غوانيسين ثلاثي الفوسفات (GTP). يمثل Guanine قاعدة البيورين التي يتكون هيكلها الكيميائي الأساسي من حلقة عطرية حلقية غير متجانسة من ست ذرات وحلقة متصلة من خمس ذرات. في الجسم ، يحدث عادةً مع أحادي النوكليوتيد الريبوز أو ديوكسيريبوز و فوسفات بقايا. جنبا إلى جنب مع ATP ، أحادي النوكليوتيد GTP هو مخزن للطاقة في سياق استقلاب الطاقة. في الحلزون المزدوج للحمض النووي ، يرتبط الجوانين بالمكمل نتروجين السيتوزين الأساسي عبر ثلاثة الهدرجة سندات. نظرًا لأن تكوين الجوانين الحر كثيف جدًا للطاقة ، فإنه يتم استعادته في الجسم منه احماض نووية عن طريق الانقسام (مسار الإنقاذ) واستخدامها مرة أخرى في شكل أحادي النوكليوتيد لتخليق الحمض النووي. في الجسم ، يتحلل إلى حمض اليوريك. Guanine مادة صلبة صفراء قليلاً مع a نقطة الانصهار 365 درجة. يذوب تحت التحلل. إنه غير قابل للذوبان في ماء، ولكن يمكن حلها في الأحماض والقلويات.

الوظيفة والتأثير والمهام

الجوانين هو أحد مكونات احماض نووية ومختلف النيوكليوتيدات والنيوكليوسيدات. كقاعدة نووية مهمة ، فهي واحدة من المركزية الجزيئات لجميع الكائنات الحية. جنبا إلى جنب مع الثلاثة النووية الأخرى أساس الأدينين والسيتوزين والثايمين ، وهي تشكل الشفرة الوراثية. مثل هذه ، فهو مرتبط جليكوسيدالي بـ السكر ديوكسيريبوز في الحمض النووي. ثلاث نواة متتالية أساس ترميز حمض أميني واحد لكل منها على أنه ما يسمى كودون. وبالتالي ، فإن العديد من الكودونات تشفر بروتينًا كسلسلة متتالية الأحماض الأمينية. يتم تخزين الشفرة الجينية في الحمض النووي. يوجد داخل الحلزون المزدوج للحمض النووي سلسلة تكميلية مع القواعد النووية التكميلية ذات الصلة. وهو مرتبط بالسلسلة كودونوجينيك بواسطة الهدرجة الترابط وهي مسؤولة عن استقرار المعلومات الجينية. داخل الحمض النووي الريبي ، يلعب الجوانين دورًا مهمًا في تخليق البروتين ، جنبًا إلى جنب مع القواعد النووية الأخرى. وسيطة مهمة في عملية التمثيل الغذائي هي أيضا نيوكليوسيدات غوانيسين وديوكسي غوانيسين. علاوة على ذلك ، فإن النيوكليوتيدات guanisimonophosphate (GMP) و guanisine diphosphate (GDP) و guanisine triphosphate (GTP) مسؤولة أيضًا عن استقلاب الطاقة بالإضافة إلى ATP و ADP. تحدث نيوكليوتيدات الحمض النووي أيضًا في عملية التمثيل الغذائي كمركبات وسيطة.

التكوين والتواجد والخصائص والقيم المثلى

يمتلك الجوانين أهمية مركزية في عملية التمثيل الغذائي لجميع الكائنات الحية. لأنه مكون من احماض نووية، كما أنه يحدث بحرية كوسيط في عملية التمثيل الغذائي. في الكائن البشري ، يمكن تصنيعه من الأحماض الأمينية. ومع ذلك ، فإن التخليق الحيوي كثيف للغاية للطاقة. لذلك ، يتم استعادته من النواة الأحماض عبر مسار الإنقاذ في شكل نيوكليوتيد. في مسار الإنقاذ ، يتم استئصال قواعد البيورين الحرة مثل الأدينين والجوانين وهيبوكسانثين من الحمض النووي الموجود ، وبالتالي يتم تكوين أحاديات نيوكليوتيدات جديدة. هذه العملية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من التركيب الجديد للجوانين و mononucleotide. يعاد استخدام أحادي النوكليوتيد في تخليق الحمض النووي. وبالتالي ، فإن مسار الإنقاذ يمثل عملية إعادة التدوير. أثناء تحلل الجوانين ، حمض اليوريك يتشكل عن طريق المنتج الوسيط الزانثين. تدهور البيورين في الجسم هو المصدر الرئيسي ل حمض اليوريك. في الطيور والزواحف والخفافيش ، يعتبر الجوانين منتجًا مهمًا للإخراج نتروجين، جنبا إلى جنب مع حمض اليوريك. لأن هذا المنتج المعجنات يحتوي على القليل ماء كما أنه يستخدم بشكل سيئ لإنتاج الطاقة ، حيث يتم إفرازه بشكل مباشر ، خاصة عن طريق الطيور والخفافيش. لأن إفرازه يقلل من المجموع كتلةأطلقت حملة طيران تم تحسين قدرة هذه الحيوانات. يشكل الجوانين المفرز ما يسمى ذرق الطائر ، وخاصة في التربة الجيرية بعد التجوية. ذرق الطائر هو سماد قيمة جدا غنية الفسفور والنيتروجين.

الأمراض والاضطرابات

عندما ينزعج استقلاب الجوانين ، الصحية يمكن أن تحدث مشاكل. على سبيل المثال ، عندما يكون إنزيم hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT) معيبًا ، يتم تعطيل مسار الإنقاذ ، ويتطور ما يسمى بمتلازمة ليش-نيهان. في هذا المرض ، لا يتم استرداد أحادي نيوكليوتيدات الجوانين بشكل كافٍ من النواة الأحماض. بدلا من ذلك ، هناك زيادة في تدهور الجوانين. تتكون كميات كبيرة من حمض اليوريك في الجسم. لذلك ، يسمى هذا المرض أيضًا فرط حمض يوريك الدم متلازمة. في الحالات الشديدة ، يحدث العدوان الذاتي والضعف الإدراكي وحتى العدوان الخارجي. كثيرا ما يؤذي المرضى أنفسهم. يتأثر الأولاد في الغالب لأن سبب الاضطراب الصبغي الجسدي المتنحي هو أ جينة طفرة على الكروموسوم X. في الفتيات ، كلاهما X الكروموسومات يجب أن تتأثر بالطفرة ، لكن هذا نادر. إذا تُركت متلازمة ليش نيهان دون علاج ، يموت الأطفال في سن الرضاعة. يمكن منع تحلل الجوانين عن طريق استخدام المخدرات و خاص الحمية غذائية. وبالتالي يمكن تخفيف الأعراض جزئيًا. لسوء الحظ ، لا يمكن علاج متلازمة ليش نيهان سببيًا. يمكن أن يحدث فرط بيلة الدم أيضًا مع أمراض أخرى أو عيوب وراثية أخرى. فرط بوريك الدم الأولي وراثي بنسبة 99٪ و XNUMX٪ بسبب انخفاض إفراز الكلى لحمض البوليك. هناك أيضا أشكال ثانوية من فرط حمض يوريك الدم. على سبيل المثال ، الأمراض المرتبطة بزيادة تسوس الخلايا ، مثل اللوكيميا أو بعض الأمراض دم الأمراض ، يمكن قيادة لزيادة إنتاج البيورينات وبالتالي حمض البوليك. الأدوية أو إدمان الكحول ويمكن أيضا قيادة لاضطرابات استقلاب البيورين. نتيجة لزيادة تركيز حمض البوليك ، نقرس يمكن أن تحدث الهجمات بسبب ترسيب حمض اليوريك في المفاصل. يشمل العلاج منخفض البيورين الحمية غذائية وبالتالي ، اتباع نظام غذائي منخفض الجوانين.