PURINER: EGENSKABER, STRUKTUR, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De puriner er strukturelt flade molekyler, heterocykliske, dannet ved fusion af to ringe: en af seks atomer, og yderligere fem. De vigtigste molekyler, der inkluderer puriner, er nukleotider. Sidstnævnte er byggestenene, der er en del af nukleinsyrer.

Foruden deres deltagelse i arvelighedsmolekyler er puriner til stede i højenergistrukturer, såsom ATP og GTP og andre molekyler af biologisk interesse, såsom nicotinamid-adenindinucleotid, nicotinamid-adenin-dinucleotidphosphat (NADPH) og coenzym Q.

Kilde: Sponk

Egenskaber og struktur

Struinerne af puriner er som følger: et heterocyklisk molekyle, der består af en pyrimidinring og en imidazolring. Med hensyn til antallet af atomer har ringe seks og fem atomer.

Det er flade molekyler, der indeholder nitrogen. Vi finder dem udgør en del af nukleosiderne og nukleotiderne. Sidstnævnte er byggestenene i nukleinsyrer: DNA og RNA.

Hos pattedyr findes puriner i højere andele i DNA- og RNA-molekyler, specifikt som adenin og guanin. Vi finder dem også i unikke molekyler som AMP, ADP, ATP og GTP, blandt andre.

Funktioner

-Strukturelle blokke af nukleinsyrer

Nukleinsyrer er ansvarlige for opbevaring af genetisk information og orkestrering af proteinsynteseprocessen. Strukturelt set er de biopolymerer, hvis monomerer er nukleotider.

Puriner er en del af nukleotider

I et nukleotid finder vi tre komponenter: (1) en fosfatgruppe, (2) en fem-carbon sukker og (3) en nitrogenholdig base; sukker er den centrale komponent i molekylet.

Den nitrogenholdige base kan være en purin eller en pyrimidin. Purinerne, som vi normalt finder i nukleinsyrer, er guanin og adenin. Begge er ringe, der består af ni atomer.

Puriner danner glykosidiske bindinger med ribose gennem nitrogenet i position 9 og carbon 1 i sukkeret.

En angelsaksisk mnemonisk at huske, at puriner har ni atomer er, at både adenin og guanin har ordet ni, hvilket betyder ni.

Puriner parrer ikke med hinanden

DNA-dobbelthelix kræver baseparring. På grund af sterisk hindring (dvs. størrelse bekymringer), kan en purin ikke parres med en anden purin.

Under normale betingelser parerer purinadenin med pyrimidintymin (A + T) og puringuanin med pyrimidincytosin (G + C). Husk, at pyrimidiner er flade molekyler, der består af en enkelt ring, og derfor er mindre. Dette mønster er kendt som Chargaffs regel.

Strukturen af ​​RNA-molekylet består ikke af en dobbelt helix, men alligevel finder vi de samme puriner, som vi nævnte i DNA. De nitrogenholdige baser, der varierer mellem begge molekyler, er pyrimidinerne.

-Energi-lagringsmolekyler

Nucleosid-triphosphat, især ATP (adenosin-triphosphat), er molekyler rig på energi. Langt de fleste kemiske reaktioner i stofskiftet bruger den energi, der er lagret i ATP.

Bindingerne mellem fosfater har høj energi, da adskillige negative ladninger tilsammen skubber hinanden og favoriserer dens nedbrydning. Den frigjorte energi er den, der bruges af cellen.

Foruden ATP er puriner bestanddele af molekyler af biologisk interesse, såsom nicotinamid-adenindinucleotid, nicotinamid-adenindinucleotidphosphat (NADPH) og coenzym Q.

-Neurotransmitters

Adskillige undersøgelser har vist, at puriner fungerer som signalmolekyler gennem glia i centralnervesystemet.

Puriner kan også findes som en del af strukturer kaldet nukleosider. De ligner meget nukleotider, men de mangler phosphatgruppen.

Nukleosider har ringe relevant biologisk aktivitet. Hos pattedyr finder vi imidlertid en meget markant undtagelse: adenosin. Dette molekyle har flere funktioner og er involveret i reguleringen af ​​processer i nervesystemet og kardiovaskulære systemer, blandt andre.

Virkningen af ​​adenosin i reguleringen af ​​søvn er velkendt. I hjernen finder vi flere receptorer for dette nukleosid. Tilstedeværelsen af ​​adenosin er relateret til følelsen af ​​træthed.

Purinmetabolisme

syntese

Purinbiosyntesen initieres med en ribose-5-phosphat-rygrad. Enzymet phosphoribosyl-pyrophosphatsyntetase er ansvarlig for katalysering af tilsætningen af ​​et pyrophosphat.

Derefter virker enzymet glutamin-PRPP amidotransferase eller amidophosphoribosyltransferase, hvilket katalyserer interaktionen mellem PRPP (forkortelse til at betegne forbindelsen produceret i det foregående trin, phosphoribosylpyrophosphat) og glutamin til dannelse af produktet 5-phosphoribosylamin.

Den sidstnævnte forbindelse tjener som rygraden i en række molekylære tilsætninger, hvis sidste trin er dannelsen af ​​inosinmonophosphat, forkortet IMP.

IMP'en kan følge AMP- eller GMP-konvertering. Disse strukturer kan fosforyleres for at skabe højenergimolekyler, såsom ATP eller GTP. Denne rute består af 10 enzymatiske reaktioner.

Generelt er hele purinesynteseprocessen meget energiafhængig, hvilket kræver forbrug af flere ATP-molekyler. De novo purinsyntese forekommer mest i levercellernes cytoplasma.

Diætkrav

Både puriner og pyrimidiner produceres i passende mængder i cellen, så der er ingen væsentlige krav til disse molekyler i kosten. Når disse stoffer forbruges, genanvendes de imidlertid.

Sygdomme forbundet med purinmetabolisme: gigt

Inde i cellen, et af resultaterne af metabolismen af puric baser er produktion af urinsyre (C ₅ H ₄ N ₄ O ₃), som følge af virkningen af et enzym kaldet xanthinoxidase.

Hos en sund person er det normalt at finde lave niveauer af urinsyre i blodet og urinen. Når disse normale værdier bliver høje, ophobes dette stof imidlertid gradvist i kroppens led og i nogle organer, såsom nyrerne.

Diætets sammensætning er en afgørende faktor i produktionen af ​​gigt, da det kontinuerlige indtag af elementer rig på puriner (alkohol, rødt kød, skaldyr, fisk, blandt andre) kan igen øge urinsyrekoncentrationerne.

Symptomerne på denne tilstand er rødme i de berørte områder og alvorlig smerte. Det er en af ​​de typer arthritis, der påvirker patienter på grund af ophobningen af ​​mikrokrystaller.

Referencer

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Væsentlig cellebiologi. Garland Science.
2. Borea, PA, Gessi, S., Merighi, S., Vincenzi, F., & Varani, K. (2018). Farmakologi af adenosinreceptorer: den kendte teknik. Fysiologiske anmeldelser, 98 (3), 1591-1625.
3. Brady, S. (2011). Grundlæggende neurokemi: principper for molekylær, cellulær og medicinsk neurobiologi. Akademisk presse.
4. Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). Cellen: en molekylær tilgang. Washington, DC, Sunderland, MA.
5. Devlin, TM (2004). Biokemi: lærebog med kliniske anvendelser. Jeg vendte om.
6. Firestein, GS, Budd, R., Gabriel, SE, McInnes, IB, & O'Dell, JR (2016). Kelley og Firesteins lærebog om reumatologi-e-bog. Elsevier Sundhedsvidenskab.
7. Griffiths, AJ (2002). Moderne genetisk analyse: integrering af gener og genomer. Macmillan.
8. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). En introduktion til genetisk analyse. Macmillan.
9. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biokemi: tekst og atlas. Panamerican Medical Ed.
10. Mikhailopulo, IA, & Miroshnikov, AI (2010). Nye tendenser inden for nukleosidbioteknologi. Acta Naturae 2 (5).
11. Passarge, E. (2009). Genetik tekst og atlas. Panamerican Medical Ed.
12. Pelley, JW (2007). Elseviers Integrated Biochemistry. Mosby.
13. Siegel, GJ (1999). Grundlæggende neurokemi: molekylære, cellulære og medicinske aspekter. Lippincott-Raven.