PURĪNI: RAKSTUROJUMS, STRUKTŪRA, FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

The purīnu ir strukturāli plakanas molekulas, heterocikliskie, ar sapludinot divas gredzeniem veidojas: viens no sešiem atomiem un citu pieci. Galvenās molekulas, kurās ietilpst purīni, ir nukleotīdi. Pēdējie ir celtniecības bloki, kas ir daļa no nukleīnskābēm.

Papildus dalībai iedzimtības molekulās purīni atrodas augstas enerģijas struktūrās, piemēram, ATP un GTP, un citās bioloģiski nozīmīgās molekulās, piemēram, nikotinamīda adenīna dinukleotīdā, nikotīnamīda adenīna dinukleotīda fosfātā (NADPH) un koenzīmā Q.

Avots: Sponk

Raksturojums un uzbūve

Purīnu struktūra ir šāda: heterocikliska molekula, ko veido pirimidīna gredzens un imidazola gredzens. Atomu skaita ziņā gredzeniem ir seši un pieci atomi.

Tās ir plakanas molekulas, kas satur slāpekli. Mēs atrodam tos, kas veido nukleozīdus un nukleotīdus. Pēdējie ir nukleīnskābju veidojošie elementi: DNS un RNS.

Zīdītājiem lielāki purīnu daudzumi ir atrodami DNS un RNS molekulās, īpaši kā adenīns un guanīns. Mēs tos atrodam arī tādās unikālās molekulās kā AMP, ADP, ATP un GTP.

Iespējas

-Nukleīnskābju strukturālie bloki

Nukleīnskābes ir atbildīgas par ģenētiskās informācijas glabāšanu un olbaltumvielu sintēzes procesa vadīšanu. Strukturāli tie ir biopolimēri, kuru monomēri ir nukleotīdi.

Purīni ir daļa no nukleotīdiem

Nukleotīdā atrodami trīs komponenti: (1) fosfātu grupa, (2) piecu oglekļa cukurs un (3) slāpekļa bāze; cukurs ir molekulas galvenā sastāvdaļa.

Slāpekļa bāze var būt purīns vai pirimidīns. Purīni, kurus mēs parasti atrodam nukleīnskābēs, ir guanīns un adenīns. Abi ir gredzeni, kas sastāv no deviņiem atomiem.

Purīni veido glikozīdas saites ar ribozi caur slāpekli 9. pozīcijā un oglekli 1 cukurā.

Anglosakšu mnemonisks, kas jāatceras, ka purīniem ir deviņi atomi, ir tas, ka angliskajiem terminiem adenīns un guanīns ir vārds deviņi, kas nozīmē deviņus.

Purīni nesavienojas savā starpā

DNS dubultā spirālei ir nepieciešama bāzes savienošana. Sterisko traucējumu dēļ (ti, ņemot vērā lielumu) vienu purīnu nevar savienot pārī ar citu purīnu.

Normālos apstākļos purīna adenīns pārī ar pirimidīna timīnu (A + T) un purīna guanīns ar pirimidīna citozīnu (G + C). Atcerieties, ka pirimidīni ir plakanas molekulas, kas sastāv no viena gredzena, un tāpēc ir mazākas. Šis modelis ir pazīstams kā Chargaff noteikums.

RNS molekulas struktūra nesastāv no dubultas spirāles, taču, neskatoties uz to, mēs atrodam tos pašus purīnus, kurus mēs pieminējām DNS. Slāpekļa bāzes, kas atšķiras starp abām molekulām, ir pirimidīni.

-Enerģētiskās uzglabāšanas molekulas

Nukleozīdu trifosfāts, īpaši ATP (adenozīna trifosfāts), ir molekulas, kas bagātas ar enerģiju. Lielākajā daļā metabolisma ķīmisko reakciju tiek izmantota ATP uzkrātā enerģija.

Saitēm starp fosfātiem ir liela enerģija, jo vairāki negatīvi lādiņi kopā atgrūž viens otru un veicina tā sadalīšanos. Atbrīvotā enerģija ir tā, ko izmanto šūna.

Papildus ATP purīni ir bioloģiski nozīmīgu molekulu sastāvdaļas, piemēram, nikotinamīda adenīna dinukleotīds, nikotinamīda adenīna dinukleotīda fosfāts (NADPH) un koenzīms Q.

-Neirotransmiteri

Neskaitāmi pētījumi liecina, ka purīni kalpo kā signāla molekulas caur centrālās nervu sistēmas glia.

Purīnus var atrast arī kā daļu no struktūrām, ko sauc par nukleozīdiem. Tie ir ļoti līdzīgi nukleotīdiem, bet viņiem trūkst fosfātu grupas.

Nukleozīdiem ir maza atbilstoša bioloģiskā aktivitāte. Tomēr zīdītājiem mēs atrodam ļoti izteiktu izņēmumu: adenozīnu. Šai molekulai ir vairākas funkcijas, un tā cita starpā ir iesaistīta procesu regulēšanā nervu un sirds un asinsvadu sistēmās.

Adenozīna darbība miega regulēšanā ir labi zināma. Smadzenēs mēs atrodam vairākus šī nukleozīda receptorus. Adenozīna klātbūtne ir saistīta ar noguruma sajūtu.

Purīna metabolisms

Sintēze

Purīna biosintēzi sāk ar ribozes-5-fosfāta mugurkaulu. Ferments fosforibosilpirofosfāta sintetāze ir atbildīgs par pirofosfāta pievienošanas katalizēšanu.

Pēc tam darbojas ferments glutamīns-PRPP amidotransferāze vai amidofosforibosiltransferāze, kas katalizē mijiedarbību starp PRPP (saīsinājums, lai apzīmētu iepriekšējā posmā ražotu savienojumu, fosforibosilpirofosfāts) un glutamīnu, veidojot produktu 5-fosforibosilamīns.

Pēdējais savienojums kalpo kā pamats virknei molekulāru pievienojumu, kuru pēdējais posms ir inozīna monofosfāta, saīsināta IMP, veidošanās.

IMP var sekot AMP vai GMP konvertēšanai. Šīs struktūras var fosforilēt, lai izveidotu augstas enerģijas molekulas, piemēram, ATP vai GTP. Šis ceļš sastāv no 10 fermentatīvām reakcijām.

Kopumā viss purīnu sintēzes process ir ļoti atkarīgs no enerģijas, un tam ir nepieciešams patērēt vairākas ATP molekulas. De novo purīna sintēze galvenokārt notiek aknu šūnu citoplazmā.

Diētas prasības

Gan purīni, gan pirimidīni šūnā tiek ražoti pietiekamā daudzumā, tāpēc uzturā šīm molekulām nav pamata prasību. Tomēr, kad šīs vielas patērē, tās tiek pārstrādātas.

Slimības, kas saistītas ar purīna metabolismu: podagra

Šūnas iekšpusē viens no šķīstās bāzes metabolisma rezultātiem ir urīnskābes (C ₅ H ₄ N ₄ O ₃ ) veidošanās fermenta, ko sauc par ksantīna oksidāzi, darbības rezultātā.

Veselam cilvēkam ir normāli atrast zemu urīnskābes līmeni asinīs un urīnā. Tomēr, kad šīs normālās vērtības kļūst augstas, šī viela pakāpeniski uzkrājas ķermeņa locītavās un dažos orgānos, piemēram, nierēs.

Diētas sastāvs ir noteicošais podagras veidošanās faktors, jo nepārtraukta ar purīniem bagātu elementu (alkohols, sarkanā gaļa, jūras veltes, zivis, cita starpā) uzņemšana savukārt var palielināt urīnskābes koncentrāciju.

Šī stāvokļa simptomi ir skarto zonu apsārtums un stipras sāpes. Tas ir viens no artrīta veidiem, kas ietekmē pacientus mikrokristālu uzkrāšanās dēļ.

Atsauces

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Būtiskā šūnu bioloģija. Garland zinātne.
2. Borea, PA, Gessi, S., Merighi, S., Vincenzi, F., & Varani, K. (2018). Adenozīna receptoru farmakoloģija: sasniegumi. Fizioloģiskie pārskati, 98 (3), 1591-1625.
3. Brady, S. (2011). Neiroķīmijas pamatprincipi: molekulārās, šūnu un medicīniskās neirobioloģijas principi. Akadēmiskā prese.
4. Kūpers, GM un Hausmans, RE (2007). Šūna: molekulārā pieeja. Vašingtona DC, Sunderland, MA.
5. Devlins, TM (2004). Bioķīmija: mācību grāmata ar klīnisko pielietojumu. Es apgriezos.
6. Firesteins, GS, Buda, R., Gabriel, SE, McInnes, IB, & O'Dell, JR (2016). Kellija un Firesteina mācību grāmata par reimatoloģijas e-grāmatu. Elsevier veselības zinātnes.
7. Griffiths, AJ (2002). Mūsdienu ģenētiskā analīze: gēnu un genomu integrēšana. Makmillans.
8. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Ievads ģenētiskajā analīzē. Makmillans.
9. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Bioķīmija: teksts un atlants. Panamerican Medical Ed.
10. Mihailopulo, IA, un Miroshnikov, AI (2010). Jaunas tendences nukleozīdu biotehnoloģijā. Acta Naturae 2 (5).
11. Passarge, E. (2009). Ģenētikas teksts un atlants. Panamerican Medical Ed.
12. Pelley, JW (2007). Elseviera integrētā bioķīmija. Mosbijs.
13. Siegel, GJ (1999). Pamata neiroķīmija: molekulārie, šūnu un medicīniskie aspekti. Lippincott-Raven.