guanosina

guanosina è il nucleoside della guanina base purinica ed è formato dall'aggiunta dello zucchero ribosio semplice. Se viene aggiunto desossiribosio anziché ribosio, è desossiguanosina.

La guanosina fa parte delle eliche e delle doppie eliche dell'RNA. L'analogo deossiguanosina fa parte del DNA. Come guanosina trifosfato (GTP) con tre gruppi fosfato attaccati, la guanosina è un importante riserva di energia e donatrice di gruppi fosfato all'interno del ciclo del citrato nei mitocondri delle cellule.

Cos'è la guanosina?

La guanosina è il nucleoside della guanina base purinica. È creato dall'aggiunta di un gruppo ribosio tramite un legame N-glicosidico. Nel caso dell'analogo deossiguanosina, il pentoso attaccato è costituito dal gruppo desossiribosio.

La guanosina e la deossiguanosina sono componenti delle eliche singole e doppie di RNA e DNA. La base complementare forma la pirimidina base citosina o il suo nucleoside citidina e desossicitidina, a cui la guanosina è legata come coppia di basi con un triplo legame idrogeno. Con ulteriori gruppi fosfato attaccati, la guanosina costituisce un'importante parte funzionale del cosiddetto ciclo dell'acido citrico all'interno della catena respiratoria come guanosina difosfato (GDP) e come guanosina trifosfato (GTP).

È una catena di processi controllati cataliticamente all'interno del metabolismo energetico che avviene nei mitocondri delle cellule. GTP funge da riserva di energia e donatore di gruppi di fosfati. Sotto l'azione di un certo enzima, il GTP può essere convertito in guanosina monofosfato ciclico scindendo due gruppi fosfato, che ha un ruolo speciale nella trasmissione dei segnali all'interno della cellula. In una forma leggermente modificata, il GTP assume i compiti di trasporto di ciò che è noto come Ran-GTP per il necessario trasporto di sostanze tra il nucleo cellulare e il citosol, superando la membrana cellulare.

Funzione, effetto e compiti

Le doppie e singole eliche del materiale genetico DNA e RNA sono costituite da una catena di sole quattro basi azotate differenti, di cui le basi guanina e adenina si basano sullo scheletro purinico, che consiste in un anello a cinque e sei membri.

Le due basi citosina e timina incorporano basi pirimidiniche con un anello aromatico a sei membri. La nucleobase uracile deve essere vista come un'eccezione, che è quasi identica alla timina e prende il posto della timina nell'RNA. Tuttavia, le lunghe catene delle eliche non sono costituite da acidi nucleici invariati, ma dai loro nucleotidi. Le basi azotate vengono convertite in ribosi o desossiribosi mediante l'aggiunta di un gruppo ribosio (RNA) o di un gruppo desossiribosio (DNA) e il corrispondente nucleotide viene trasformato mediante l'aggiunta di uno o più gruppi fosfato. Nel caso della guanina, si tratta di guanosina monofosfato o deossiguanosina monofosfato, che è incorporato come collegamento nelle eliche a catena lunga di RNA e DNA.

Come componente del DNA e dell'RNA, la guanosina - come gli altri nucleotidi - non ha un ruolo attivo, ma codifica invece le proteine ​​corrispondenti che vengono sintetizzate nella cellula tramite copie del filamento di DNA. La guanosina svolge un ruolo attivo sotto forma di GTP e GDP nel ciclo dell'acido citrico all'interno della catena respiratoria come donatore del gruppo fosfato. Nella forma modificata di guanosina monofosfato, il nucleotide assume anche un ruolo attivo e funge da messaggero per il trasporto del segnale intracellulare, particolarmente importante per i processi anabolici nella sintesi proteica. Sotto forma di Ran-GTP, il nucleotide funge da veicolo di trasporto specializzato per il trasporto di sostanze dal nucleo cellulare attraverso la membrana nucleare nel citosol.

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

La formula chimica della guanosina è C10H13N5O5 e mostra che il nucleoside è costituito esclusivamente da carbonio, idrogeno, azoto e ossigeno. Sono molecole disponibili in quantità praticamente illimitate sulla terra. Rari oligoelementi o minerali non fanno parte della guanosina.

La guanosina si presenta - per lo più sotto forma dell'omonimo nucleotide - con poche eccezioni in tutte le cellule umane come componente del DNA e dell'RNA, nonché nei mitocondri e nel citosol delle cellule. Il corpo è in grado di sintetizzare la guanosina all'interno del metabolismo delle purine in un processo molto complesso. Tuttavia, è preferibile l'estrazione della guanosina tramite il processo di recupero. I composti di valore superiore contenenti basi azotate o nucleotidi vengono degradati enzimaticamente e cataliticamente in modo tale che i nucleosidi come la guanosina possano essere riciclati.

Per il corpo, questo ha il vantaggio che i processi di degradazione biochimica sono meno complessi e quindi meno soggetti a errori e che si verifica meno energia, cioè meno ATP e meno consumo di GTP. La complessità e la velocità con cui la guanosina ed i suoi mono-, di- e trifosfati sono coinvolti nelle reazioni catalitiche non consentono alcuna affermazione diretta su una concentrazione ottimale nel siero sanguigno.

Malattie e disturbi

I molteplici processi metabolici in cui la guanosina è coinvolta insieme ad altri nucleosidi e soprattutto nella forma fosforilata come nucleotide fanno sì che in alcuni punti del metabolismo si possano verificare disturbi funzionali.

Sono soprattutto difetti genetici che possono portare alla mancata presenza di alcuni enzimi o all'inibizione della loro bioattività. Un noto difetto genetico legato all'X porta alla sindrome di Lesch-Nyhan. La sindrome causa un malfunzionamento nella via di salvataggio del metabolismo delle purine, così che il corpo deve sempre più percorrere la via anabolica di nuova sintesi. Il difetto genetico, che può essere ereditato in modo recessivo, porta ad una disfunzione dell'ipoxantina guanina fosforibosil transferasi (HGPRT).

Nonostante l'aumento della nuova sintesi, c'è una carenza di guanosina e dei suoi derivati ​​bioattivi. Ciò è legato all'eccessiva produzione di acido urico, che causa sintomi di accompagnamento come la formazione di calcoli urinari e renali. Il livello di acido urico costantemente aumentato può portare alla precipitazione di cristalli di acido urico nel tessuto e causare dolorosi attacchi di gotta. I disturbi neurologici, compresa la propensione all'automutilazione, sono ancora più gravi.