Guanosin je nukleosid purinové báze guaninu a je tvořen přidáním jednoduchého cukr želatina. Pokud deoxyribóza, spíše než želatina, je připojen, je to deoxyguanosin. Guanosin je součástí helixů a dvojitých helixů RNA. Analogový deoxyguanosin je součástí DNA. Guanosin, jako guanosin trifosfát (GTP) se třemi fosfát připojené skupiny, je důležitým zásobníkem energie a dárcem fosfátových skupin v citrátovém cyklu v buňce mitochondrie.
Co je guanosin?
Guanosin je nukleosid purinové báze guaninu. Je tvořen přidáním a želatina skupina přes N-glykosidovou vazbu. V analogu deoxyguanosinu se připojená pentóza skládá z deoxyribosové skupiny. Guanosin a deoxyguanosin jsou složky jednoduché a dvojité šroubovice RNA a DNA. Komplementární bázi tvoří v každém případě pyrimidinová báze cytosin nebo jeho nukleosidový cytidin a deoxycytidin, se kterými je guanosin spojen jako pár bází s trojným vodík most. S dalšími fosfát připojené skupiny tvoří guanosin důležitou funkční část takzvaného citrátového cyklu v dýchacím řetězci jako guanosin difosfát (GDP) a jako guanosin trifosfát (GTP). Jedná se o řetězec katalyticky řízených procesů uvnitř energetický metabolismus která se odehrává v mitochondrie buněk. GTP zde slouží jako sklad energie a fosfát skupinový dárce. Působením specifického enzymu může být GTP přeměněn na cyklický guanosinmonofosfát, který hraje zvláštní roli v signální transdukci v buňce odštěpením dvou fosfátových skupin. V mírně modifikované formě jako tzv. Ran-GTP provádí GTP transportní úkoly pro nezbytný transport látek mezi buněčným jádrem a cytosolem, čímž překonává buněčná membrána v každém případě.
Funkce, akce a úkoly
Dvojitá a jednoduchá šroubovice genetického materiálu DNA a RNA sestávají ze zřetězení pouze čtyř různých nukleových základy, z nichž báze guanin a adenin jsou založeny na purinové páteři, která se skládá z pětičlenného a šestičlenného kruhu. Dva základy cytosin a thymin ztělesňují pyrimidinové báze s aromatickým šestičlenným kruhem. Nukleovou bázi uracilu, která je téměř identická s thyminem a zaujímá pozici thyminu v RNA, je třeba považovat za výjimku. Dlouhé řetězce šroubovic však nesestávají z nemodifikovaných nukleové kyseliny, ale jejich nukleotidů. Nukleové základy se transformují na ribózy nebo deoxyribózy přidáním jedné ribosové skupiny (RNA) nebo jedné deoxyribosové skupiny (DNA) a na odpovídající nukleotid přidáním jedné nebo více fosfátových skupin. V případě guaninu je to guanosinmonofosfát nebo deoxyguanosinmonofosfát, který je začleněn jako článek do helixů s dlouhým řetězcem RNA a DNA. Jako součást DNA a RNA nemá guanosin - stejně jako ostatní nukleotidy - žádnou aktivní roli, ale prostřednictvím kopií řetězce DNA kóduje odpovídající Proteinů které jsou syntetizovány v buňce. Aktivní roli hraje guanosin ve formě GTP a GDP v citrátovém cyklu v dýchacím řetězci jako dárce fosfátové skupiny. V modifikované formě guanosinmonofosfátu nukleotid rovněž zaujímá aktivní roli a poskytuje posla pro transport intracelulárního signálu, což je zvláště důležité pro anabolické procesy při syntéze proteinů. Ve formě Ran-GTP poskytuje nukleotid specializované transportní prostředky pro transport látek z jádra přes jadernou membránu do cytosolu.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální úrovně
Chemický molekulární vzorec guanosinu je C10H13N5O5, což naznačuje, že nukleosid je složen výhradně z uhlík, vodík, dusík, a kyslík. Tyto jsou molekuly které jsou na Zemi k dispozici v prakticky neomezeném množství. Vzácný stopové prvky or minerály nejsou součástí guanosinu. Guanosin se nachází - většinou ve formě nukleotidu se stejným názvem - až na několik výjimek ve všech lidských buňkách jako součást DNA a RNA, stejně jako v mitochondrie a cytosol buněk. Tělo je schopno syntetizovat guanosin v metabolismu purinů velmi složitým procesem. Výhodným způsobem, jak získat guanosin, je však proces záchranné cesty. Sloučeniny vyšší hodnoty obsahující nukleové báze nebo nukleotidy jsou degradovány enzymaticky-katalyticky takovým způsobem, že mohou být recyklovány nukleosidy, jako je guanosin. Pro tělo to má tu výhodu, že biochemické procesy degradace jsou méně složité, a proto méně náchylné k chybám, a že se odehrává méně energie, tj. menší ATP a menší spotřeba GTP. Složitost a rychlost, s jakou se guanosin a jeho mono-, di- a trifosfáty účastní katalytických reakcí, neumožňují přímé vyjádření optimálního koncentrace in krev sérum.
Nemoci a poruchy
Mnohočetné metabolické procesy, na nichž se podílí guanosin, spolu s dalšími nukleosidy, zejména ve fosforylované formě jako nukleotid, diktují, že v některých bodech metabolismu může dojít k dysfunkci. Nepřítomnost určitých může mít za následek hlavně genetické vady enzymy nebo inhibice jejich bioaktivity. Známý genetický defekt vázaný na X vede k syndromu Lesch-Nyhan. Tento syndrom způsobuje dysfunkci v záchranné cestě metabolismu purinů, takže tělo musí stále více sledovat anabolickou cestu nové syntézy. Recesivně zděděná genetická vada vede ke ztrátě funkce hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferázy (HGPRT). Navzdory zvýšené nové syntéze se vyvíjí nedostatek guanosinu nebo jeho bioaktivních derivátů. To je spojeno s nadměrným kyselina močová produkce, která způsobuje odpovídající doprovodné příznaky, jako je tvorba močových a ledvinových kamenů. Trvale zvýšené kyselina močová úroveň může vést srážení krystalů kyseliny močové v tkáni a způsobovat bolestivé záchvaty dna. Ještě závažnější jsou v tomto ohledu neurologické poruchy, včetně tendence k sebepoškozování.
