Guanine adalah penting nitrogen asas dan mempunyai peranan penting dalam metabolisme asid nukleik dalam organisma. Ia boleh disintesis dalam badan dari asid amino. Walau bagaimanapun, kerana perbelanjaan tenaga yang tinggi dari reaksi ini, pemulihannya sering berlaku melalui jalan penyelamatan.
Apa itu guanine?
Guanine adalah salah satu daripada lima nitrogen asas yang berperanan dalam pembinaan DNA dan RNA. Ia juga merupakan komponen asas penting dari segi fisiologi yang lain molekul seperti guanisin trifosfat (GTP). Guanine mewakili asas purin yang struktur kimia asasnya terdiri daripada cincin aromatik heterosiklik dari enam atom dan cincin lima yang dilekatkan. Di dalam badan, ia biasanya berlaku sebagai mononukleotida dengan ribose atau deoxyribose dan a fosfat residu. Bersama dengan ATP, GTP mononukleotida adalah gudang tenaga dalam konteks metabolisme tenaga. Dalam heliks ganda DNA, guanin dihubungkan dengan pelengkap nitrogen sitosin asas melalui tiga hidrogen ikatan. Oleh kerana pembentukan guanin bebas sangat intensif tenaga, ia akan pulih di dalam badan dari asid nukleik dengan cara pembelahan (jalan penyelamatan) dan digunakan lagi dalam bentuk mononukleotida untuk sintesis asid nukleik. Di dalam badan, ia menjadi rendah asid urik. Guanine adalah pepejal yang sedikit kekuningan dengan a takat lebur daripada 365 darjah. Ia meleleh di bawah penguraian. Tidak larut dalam air, tetapi boleh dibubarkan di asid dan alkali.
Fungsi, kesan dan tugas
Guanine adalah komponen dari asid nukleik dan pelbagai nukleotida dan nukleosida. Sebagai asas nukleik yang penting, ia adalah salah satu pusat molekul semua organisma. Bersama dengan tiga nukleik yang lain asas adenin, sitosin dan timin, ia membentuk kod genetik. Seperti ini, glikosidik terikat pada gula deoxyribose dalam DNA. Nukleik tiga berturut-turut asas masing-masing mengekodkan satu asid amino yang disebut kodon. Oleh itu, beberapa kodon menyandikan protein sebagai rantai berturut-turut asid amino. Kod genetik disimpan dalam DNA. Dalam heliks ganda DNA terdapat rantai pelengkap dengan asas nukleik pelengkap masing-masing. Ia dihubungkan dengan rantai codonogenik oleh hidrogen ikatan dan bertanggungjawab terhadap kestabilan maklumat genetik. Di dalam RNA, guanin memainkan peranan penting dalam sintesis protein, bersama dengan asas nukleik yang lain. Perantaraan penting dalam metabolisme juga adalah nukleosida guanisine dan deoxyguanisine. Selanjutnya, nukleotida guanisimonophosphate (GMP), guanisine diphosphate (GDP) dan guanisine triphosphate (GTP) juga bertanggungjawab untuk metabolisme tenaga sebagai tambahan kepada ATP dan ADP. Nukleotida DNA juga berlaku dalam metabolisme sebagai sebatian perantaraan.
Pembentukan, kejadian, sifat, dan nilai optimum
Guanine mempunyai kepentingan utama dalam metabolisme semua organisma. Oleh kerana ia adalah komponen asid nukleik, ia juga berlaku secara bebas sebagai perantaraan dalam metabolisme. Dalam organisma manusia, ia dapat disintesis dari asid amino. Walau bagaimanapun, biosintesis sangat memerlukan tenaga. Oleh itu, ia pulih dari nukleik asid melalui Salvage Pathway dalam bentuk nukleotida. Di jalan penyelamatan, asas purin bebas seperti adenin, guanin, dan hypoxanthine dikeluarkan dari asid nukleik yang ada dan, seterusnya, mononukleotida baru terbentuk. Proses ini jauh lebih menjimatkan tenaga daripada sintesis baru guanine dan mononukleotida. Mononukleotida digunakan semula untuk sintesis asid nukleik. Oleh itu, jalan penyelamatan mewakili proses kitar semula. Semasa penurunan guanin, asid urik dibentuk melalui xanthine produk perantaraan. Penurunan purin dalam badan adalah sumber utama asid urik. Pada burung, reptilia, dan kelawar, guanin adalah produk perkumuhan yang penting untuk nitrogen, bersama dengan asid urik. Kerana produk pasta ini mengandungi sedikit air dan juga kurang digunakan untuk pengeluaran tenaga, diekskresikan secara langsung, terutama oleh burung dan kelawar. Kerana perkumuhannya mengurangkan jumlahnya besar-besaran, yang terbang kemampuan haiwan ini ditingkatkan. Guanine yang diekskresikan membentuk apa yang disebut guano, terutama di tanah berkapur setelah cuaca. Guano adalah baja yang sangat berharga dan kaya dengan fosforus dan nitrogen.
Penyakit dan gangguan
Apabila metabolisme guanin terganggu, kesihatan masalah boleh berlaku. Contohnya, apabila enzim hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT) cacat, jalan penyelamatan terganggu. Sindrom Lesch-Nyhan yang disebut berkembang dari ini. Dalam penyakit ini, mononukleotida guanin tidak cukup pulih dari nukleik asid. Sebaliknya, terdapat peningkatan degradasi guanin. Sebilangan besar asid urik terbentuk di dalam badan. Oleh itu, penyakit ini juga disebut hiperurisemia sindrom. Dalam kes-kes yang teruk, berlaku penambahan automatik, gangguan kognitif dan juga pencerobohan luaran. Pesakit sering mencederakan diri sendiri. Kebanyakan kanak-kanak lelaki terjejas kerana gangguan resesif autosomal disebabkan oleh a gen mutasi pada kromosom X. Pada kanak-kanak perempuan, kedua-duanya X kromosom pasti terjejas oleh mutasi, tetapi ini jarang berlaku. Sekiranya sindrom Lesch-Nyhan dibiarkan tidak dapat dirawat, kanak-kanak akan mati pada masa bayi. Kemerosotan guanin dapat dihambat dengan penggunaan dadah dan istimewa diet. Gejala-gejala itu dapat diatasi sebahagiannya. Sayangnya, sindrom Lesch-Nyhan tidak dapat diubati secara kausal. Hyperuricemias juga boleh berlaku berkaitan dengan penyakit lain atau kecacatan genetik yang lain. Hiperurisemia primer adalah satu peratus genetik dan 99 peratus disebabkan penurunan perkumuhan asid urik oleh buah pinggang. Terdapat juga bentuk sekunder hiperurisemia. Contohnya, penyakit yang berkaitan dengan peningkatan kerosakan sel, seperti leukemia atau tertentu darah penyakit, boleh membawa untuk meningkatkan pengeluaran purin dan dengan itu asid urik. Ubat atau ketagihan arak boleh juga membawa kepada gangguan metabolisme purin. Hasil daripada peningkatan kepekatan asid urik, gout serangan boleh berlaku kerana pemendakan asid urik di sendi. Termasuk dalam rawatan adalah rendah purin diet dan, oleh itu, diet rendah guanin.
