PURINY: VLASTNOSTI, STRUKTURA, FUNKCE - BIOLOGIE - 2025

Tyto puriny jsou strukturálně ploché molekuly, heterocyklické, vytvořené fúzí dvou kruhů: jeden ze šesti atomů a dalších pět. Hlavní molekuly, které zahrnují puriny, jsou nukleotidy. Posledně jmenované jsou stavební bloky, které jsou součástí nukleových kyselin.

Kromě jejich účasti na dědičných molekulách jsou puriny přítomny ve vysokoenergetických strukturách, jako jsou ATP a GTP a dalších molekulách biologického zájmu, jako je nikotinamid adenin dinukleotid, nikotinamid adenindinukleotid fosfát (NADPH) a koenzym Q.

Zdroj: Sponk

Vlastnosti a struktura

Struktura purinů je následující: heterocyklická molekula tvořená pyrimidinovým kruhem a imidazolovým kruhem. Pokud jde o počet atomů, kruhy mají šest a pět atomů.

Jsou to ploché molekuly, které obsahují dusík. Zjistili jsme, že tvoří součást nukleosidů a nukleotidů. Ty jsou stavebními bloky nukleových kyselin: DNA a RNA.

U savců se puriny vyskytují ve vyšších poměrech v molekulách DNA a RNA, konkrétně jako adenin a guanin. Najdeme je také v unikátních molekulách, jako jsou AMP, ADP, ATP a GTP.

Funkce

Strukturální bloky nukleových kyselin

Nukleové kyseliny jsou zodpovědné za uchovávání genetických informací a organizování procesu syntézy proteinů. Strukturálně se jedná o biopolymery, jejichž monomery jsou nukleotidy.

Puriny jsou součástí nukleotidů

V nukleotidu najdeme tři složky: (1) fosfátová skupina, (2) cukr s pěti atomy uhlíku a (3) dusíkatá báze; cukr je centrální složkou molekuly.

Dusíkovou bází může být purin nebo pyrimidin. Puriny, které normálně nalézáme v nukleových kyselinách, jsou guanin a adenin. Oba jsou kruhy tvořené devíti atomy.

Puriny vytvářejí glykosidické vazby s ribózou přes dusík v poloze 9 a uhlík 1 cukru.

Anglosaskou mnemotechnickou pamětí, která si pamatuje, že puriny mají devět atomů, je to, že jak adenin, tak guanin mají slovo devět, což znamená devět.

Puríny se navzájem nespárují

Dvojitá spirála DNA vyžaduje párování bází. Kvůli stérické zábraně (tj. Z hlediska velikosti) nelze jeden purin spárovat s jiným purinem.

Za normálních podmínek se purinové adeninové páry spojí s pyrimidinovým thyminem (A + T) a purinový guanin s pyrimidinovým cytosinem (G + C). Pamatujte, že pyrimidiny jsou ploché molekuly vytvořené z jednoho kruhu, a proto menší. Tento model se nazývá Chargaffovo pravidlo.

Struktura molekuly RNA nespočívá v dvojité spirále, ale přesto najdeme stejné puriny, jaké jsme zmínili v DNA. Dusíkaté báze, které se mezi oběma molekulami liší, jsou pyrimidiny.

- Energetické úložné molekuly

Nukleosid trifosfát, zejména ATP (adenosin trifosfát), jsou molekuly bohaté na energii. Převážná většina chemických reakcí v metabolismu využívá energii uloženou v ATP.

Vazby mezi fosfáty mají vysokou energii, protože několik negativních nábojů se navzájem odpuzuje a podporuje jeho rozklad. Uvolněná energie je energie spotřebovaná buňkou.

Kromě ATP jsou puriny součástí molekul biologického zájmu, jako je nikotinamid adenin dinukleotid, nikotinamid adenindinukleotid fosfát (NADPH) a koenzym Q.

-Neurotransmitery

Četné studie ukázaly, že puriny slouží jako signální molekuly glií v centrálním nervovém systému.

Puriny lze také nalézt jako součást struktur nazývaných nukleosidy. Jsou velmi podobné nukleotidům, ale postrádají fosfátovou skupinu.

Nukleosidy mají malou relevantní biologickou aktivitu. U savců však najdeme velmi výraznou výjimku: adenosin. Tato molekula má mnoho funkcí a podílí se mimo jiné na regulaci procesů v nervovém a kardiovaskulárním systému.

Působení adenosinu při regulaci spánku je dobře známo. V mozku najdeme několik receptorů pro tento nukleosid. Přítomnost adenosinu souvisí s pocitem únavy.

Purinový metabolismus

Syntéza

Biosyntéza purinu se iniciuje kostrou ribózy-5-fosfátu. Enzym fosforibosylpyrofosfát syntetáza je zodpovědný za katalyzování přidání pyrofosfátu.

Následně působí enzym glutamin-PRPP amidotransferáza nebo amidofosforibosyltransferáza, který katalyzuje interakci mezi PRPP (akronym pro označení sloučeniny produkované v předchozím kroku, fosforibosylpyrofosfát) a glutaminem za vzniku produktu 5-fosforibosylaminu.

Tato sloučenina slouží jako páteř pro řadu molekulárních adicí, jejímž konečným krokem je tvorba inosin monofosfátu, zkrácená IMP.

IMP může sledovat převod AMP nebo GMP. Tyto struktury mohou být fosforylovány za vzniku vysoce energetických molekul, jako je ATP nebo GTP. Tato cesta sestává z 10 enzymatických reakcí.

Obecně je celý proces syntézy purinů vysoce závislý na energii a vyžaduje spotřebu více molekul ATP. Syntéza de novo purinů se vyskytuje většinou v cytoplazmě jaterních buněk.

Dietní požadavky

Puriny i pyrimidiny jsou produkovány v buňkách v dostatečném množství, takže ve stravě nejsou pro tyto molekuly podstatné požadavky. Když se však tyto látky spotřebují, recyklují se.

Nemoci spojené s metabolismem purinů: dna

Uvnitř buňky, jeden z výsledků metabolismu puric bází je výroba kyseliny močové (C ₅ H ₄ N ₄ O ₃), v důsledku působením enzymu xanthinoxidázy.

U zdravého člověka je normální najít nízkou hladinu kyseliny močové v krvi a moči. Když se však tyto normální hodnoty stanou vysoké, tato látka se postupně hromadí v kloubech těla a v některých orgánech, například v ledvinách.

Složení stravy je určujícím faktorem při výrobě dny, protože nepřetržitý příjem prvků bohatých na puriny (mimo jiné alkohol, červené maso, mořské plody, ryby) může zase zvýšit koncentrace kyseliny močové.

Příznaky tohoto stavu jsou zarudnutí postižených oblastí a silná bolest. Je to jeden z typů artritidy, který ovlivňuje pacienty v důsledku akumulace mikrokrystalů.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Základní buněčná biologie. Věnec věnec.
2. Borea, PA, Gessi, S., Merighi, S., Vincenzi, F. a Varani, K. (2018). Farmakologie adenosinových receptorů: stav techniky. Physiologický přehled, 98 (3), 1591-1625.
3. Brady, S. (2011). Základní neurochemie: principy molekulární, buněčné a lékařské neurobiologie. Akademický tisk.
4. Cooper, GM a Hausman, RE (2007). Buňka: molekulární přístup. Washington, DC, Sunderland, MA.
5. Devlin, TM (2004). Biochemie: učebnice s klinickými aplikacemi. Obrátil jsem se.
6. Firestein, GS, Budd, R., Gabriel, SE, McInnes, IB, a O'Dell, JR (2016). Kelley a Firesteinova učebnice revmatologické knihy. Elsevier Health Sciences.
7. Griffiths, AJ (2002). Moderní genetická analýza: integrace genů a genomů. Macmillan.
8. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Úvod do genetické analýzy. Macmillan.
9. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochemie: text a atlas. Panamerican Medical Ed.
10. Mikhailopulo, IA, a Miroshnikov, AI (2010). Nové trendy v biotechnologii nukleosidů. Acta Naturae 2 (5).
11. Passarge, E. (2009). Genetický text a atlas. Panamerican Medical Ed.
12. Pelley, JW (2007). Elsevierova integrovaná biochemie. Mosby.
13. Siegel, GJ (1999). Základní neurochemie: molekulární, buněčné a lékařské aspekty. Lippincott-Raven.