biologija

Adeninska struktura, biosinteza, funkcije

Adeninska struktura, biosinteza, funkcije

The adenin Gre za purinsko dušikovo bazo, ki jo najdemo v ribonukleinskih kislinah (RNA) in deoksiribonukleiku (DNK) živih organizmov in virusov. Nekatere funkcije teh biopolimerov (RNA in DNK) so shranjevanje, razmnoževanje, rekombinacija in prenos genetskih informacij.

Za oblikovanje nukleinskih kislin najprej dušikov atom 9 adenina tvori glukozidno vez z ogljikovo 1 Premium (C1 ') riboze (RNA) ali 2'-deseksirribosa (DNK). Na ta način oblika adenin adenozin ali adenozin nukleozid.

Vir: Pepemonbu [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/]]

Drugič, oksidryl (-OH) ogljik s 5 'sladkorjem (riboza ali 2'-disaxiribus) ogljikom), adenozina, tvori ester povezavo s fosfatno skupino.

V živih celicah, odvisno od števila prisotnih fosfatnih skupin, je lahko adenosín-5'-monofosfat (AMP), adenozin-5'-difosfat (ADP) in Adenosín-5'-trifosfat (ATP). Obstajajo tudi enakovredni, ki imajo 2'-Desexirribosa. Na primer, deoxyadenosín-5'-monophosfat (vlažna) itd.

[TOC]

Struktura in značilnosti

Adenin, imenovan 6-aminopurin, ima empirično formulo c5H5N5, In ima molekulsko maso 135,13 g/mol, ki je očiščena kot rahlo rumena trdna snov, s 360 ° C.

Njegova molekula ima kemično strukturo z dvojnim obročem z dvojnimi konjugatnimi vezmi, ki je zlitje pirimidina s skupino imidazola. Zaradi tega je adenin ravna heterociklična molekula.

Ima relativno topnost 0,10 g/ml (pri 25 ° C), v kislih in osnovnih vodnih raztopinah, s PKA 4,15 (pri 25 ° C).

Iz istega razloga ga bo verjetno zaznala absorbanca pri 263 nm (s koeficientom E -absorpcije1,2 mm = 13,2 m-1.cm-1 V HCl 1,0 m) območje elektromagnetnega spektra, ki ustreza skoraj ultravijoličnemu.

Biosinteza

Biosinteza nukleotida purina je enaka pri praktično vseh živih bitjih. Začne se s prenosom amino skupine iz glutamina na 5-fosforibosil-1-pirofosfat (PRPP).

To je reakcija, ki jo katalizira glutamin-prpp transferaza, ključni encim pri regulaciji te presnovne poti.

Po zaporednih dodatkih aminokislin glutamin, glicin, metenil-folato, aspartat, n10-Formil-pra-jevo napolnitev, ki vključuje kondenzacije in zapiranje obročev, inozin-5'-monofosfat (IMP), katerega heterociklična enota je hipoksantin (6-oksipurin)), ki je 6-oksipurin).

Te dodatke vodi hidroliza ATP za ADP in anorganski fosfat (PI). Nato se doda amino skupina iz Aspartata v reakciji, povezani s hidrolizo Guanosín-Tiffosfat (GTP).

Slednji izvaja nadzor nad to biosintetsko potjo z negativnimi povratnimi informacijami, ki delujejo na encime, ki katalizirajo tvorbo PRA in spreminjanje IMP.

Vam lahko služi: kvartarni potrošniki

Tako kot pri razgradnji drugih nukleotidov tudi dušikova baza adenozinskih nukleotidov poteka skozi postopek, imenovan "recikliranje".

Recikliranje je sestavljeno iz prenosa fosfatne skupine iz prpp -a v adenin ter amp obliki in pirofosfata (PPI). To je en korak, ki ga katalizira adenin fosforibosiltransferasferaza.

Funkcije v oksidativnem in redukcijskem presnovi

Adenin je del več pomembnih molekul v oksidativni presnovi, ki so naslednje:

  1. Dyucleotid Flavine in Adenine (FAD/FADH2) in nikotinamid adenin diukleotid (NAD+/NADH), ki sodelujejo v reakcijah z oksidno redukcijo s prenosom hidridnih ionov (: H-).
  2. Coencim A (COA), ki sodeluje pri aktivaciji in prenosu acilnih skupin.

Med oksidativnim presnovo NAD+ Deluje kot podlaga za sprejemnik elektronov (hidridni ioni) in NADH. Medtem ko je FAD kofaktor, ki sprejema elektrone in postane Fadh2.

Po drugi strani adenin tvori dirootični fosfat adeninskega nikotinamida (NADP+/NADPH), ki sodeluje pri zmanjšanju presnove. Nadph je na primer substrat darovalca elektronov med biosintezo lipidov in deoksiribonukleotida.

Adenin je del vitaminov. Na primer, niacin je NAD -jev predhodnik+ in od NADP+ In riboflavina je predhodnica modeža.

Funkcije v genski ekspresiji

Adenin je del S-adenosilmecijana (SAM), ki je darovalec metilnih radikalov (-CH3) in sodeluje pri metilaciji adenin in citozina v prokariotih in evkariotih.

V prokariotih metilacija zagotavlja sistem prepoznavanja lastne DNK, ki ščiti DNK lastnih omejevalnih encimov.

V evkariotih metilacija določa ekspresijo genov; torej ugotovi, kateri geni morajo biti izraženi in kateri ne. Poleg tega lahko adeninske metilacije označujejo poškodovana območja za popravilo DNK.

Številni proteini, ki se vežejo na DNK, kot so transkripcijski faktorji, imajo ostanke aminokislin glutamin in asparagin, ki tvorijo vodikove vezi z n atomom N7 adenina.

Funkcije v presnovi energije

Adenin je del ATP, ki je molekula z visoko energijo; To pomeni, da je njegova hidroliza Exergonična, Gibbs Free Energy pa je visoka in negativna vrednost (-7.0 kcal/mol). V celicah ATP sodeluje v številnih reakcijah, ki zahtevajo energijo, kot je:

- Spodbujajo encične kemijske reakcije z encimi, ki sodelujejo v vmesnem presnovi in ​​anabolizmu, s tvorbo visokoenergijskih posrednikov ali povezanih reakcij.

Lahko vam služi: Quintana Roo Flora in Fauna

- Spodbujajte biosintezo beljakovin v ribosomih, tako da omogočajo esterifikacijo aminokislin z ustrezno prenosno RNA (ART), da tvorijo aminoacil-arnnt.

- Spodbujati gibanje kemijskih snovi skozi celične membrane. Obstajajo štiri vrste tekočih beljakovin: P, F, V in ABC. Vrste P, F in V transportnih ionov in ABC Trans Transports Substtes. Na primer, na atasa+/K+, Razred P, potrebujete ATP, da v notranjosti črpate dve K celici+ in tri na+.

- Pogon krčenja mišic. Zagotavlja energijo, usmerjeno z drsnim aktinskim filamentom na miozinu.

- Povečati jedrski prevoz. Ko se beta podenota heterodimernega receptorja pridruži ATP, deluje s komponentami kompleksa jedrskih pore.

Druge funkcije

Adenozin služi kot ligand sprejemanja beljakovin, ki so prisotni v nevronih in črevesnih epitelijskih celicah, kjer deluje kot zunajcelični ali nevromodulatorski sel, ko se pojavijo spremembe v presnovi celične energije.

Adenin je prisoten v močnih protivirusnih sredstvih, kot je Arabiniladenina (ARAA), ki jih proizvajajo nekateri mikroorganizmi. Poleg tega je prisoten v puromicinu, antibiotiku, ki zavira biosintezo beljakovin in ga proizvajajo mikroorganizmi rodu Streptomyces.

V ojačevalniku služi kot substrat reakcij, ki ustvarjajo drugi ciklični AMP Messenger (AMPC). Ta spojina, ki jo proizvaja encim adenilat ciklaze, je bistvenega.

Sulfat v vašem prostem stanju ni reaktiven. Ko celica vstopi, postane adenozin-5'-fosfosulfat (APS), nato pa v 3'-fosphoadenosín-5'-fosfosulfatu (PAP). Pri sesalcih je PAPS darovalec sulfatnih skupin in oblike estrov organskih sulfatov, kot sta heparin in hondroitin.

V biosintezi cisteina S-adenozilmecijan (SAM) služi kot predhodnik sinteze S-adenozilhomocisteina, ki ga pretvori več korakov, kataliziranih z encimi, v cisteinu.

Prebiotična sinteza

Eksperimentalno se je pokazalo, da ohranjanje vodikovega cianida (HCN) in amoniaka (NH3), v laboratorijskih pogojih, podobnih tistim, ki jih kraljuje na primitivni zemlji, se adenin pojavi v dobljeni mešanici. To se zgodi brez potrebe, da bi bil prisoten nekaj živih celic ali celičnega materiala.

Prebiotični pogoji vključujejo odsotnost prostega molekularnega kisika, močno reducirajoče atmosfero, intenzivno ultravijolično sevanje, velike električne loke, kot so tisti, ki nastanejo v nevihtah, in visoke temperature. To predvideva, da je bila adenin glavna in najpomembnejša baza dušika, ki je nastala med prebiotično kemijo.

Vam lahko služi: flora in favna iz Evrope

Tako bi Adeninina sinteza pomenila ključni korak, ki bi omogočil izvor prvih celic. Te so morale imeti membrano, ki je tvorila zaprt predal, v notranjosti, ki bi bili molekule, potrebne za izgradnjo prvih bioloških polimerov, potrebnih za samostojno delovanje.

Uporabljam kot celični in terapevtski faktor kulture

Adenin je skupaj z drugimi organskimi in anorganskimi kemičnimi spojinami bistvena sestavina recepta, ki se uporablja v vseh biokemiji, genetski, molekularni biologiji in mikrobiološki laboratoriji sveta.

To je zato, ker lahko običajne divje sorte celic zaznajo in zajamejo razpoložljivo adenin in ga uporabijo za sintezo lastnih adeninskih nukleozidov.

To pomeni obliko preživetja celic, ki ekonomizira notranje vire, ki sintetizirajo bolj zapletene biološke molekule iz preprostih predhodnikov, odvzetih iz tujine.

V eksperimentalnih modelih kronične ledvične bolezni imajo miši mutacijo v genu fosforibosiltransferaze adenina, ki proizvaja encim ne -aktiven. Te miši dajejo vsebnost vsebnosti adenina, natrijevega citrata in glukoze, intravensko, da bi spodbudili njihovo hitro okrevanje.

To zdravljenje temelji na dejstvu, da se PRPP, začetni presnovek za biosintezo purina, sintetizira iz ribose-5-fosfata s pentoznim fosfatnim potjo, katere začetni presnovek je glukoza-6-fosfat. Vendar pa številne od teh rešitev ne odobrijo mednarodni regulativni organi za človeško uporabo.

Reference

  1. Burstock, g. 2014. Purini in purinoceptorji. Pregled molekularne biologije. Reference modulov v biomedicinskih znanostih. Word širok spletni naslov: https: // doi.org/10.1016/B978-0-12-801238-3.04741-3
  2. Claramount, d. et al. 2015. Živalski modeli otroške kronične bolezni. NefrologijaYodo,35 (6): 517-22.
  3. Coade, s. In Pearson, J. 1989. Presnova adeninskih nukleotidov. Circulation raziskave, 65: 531–37
  4. Dawson, r. et al. 1986. Podatki za biokemijske raziskave. Clarendon Press, Oxford.
  5. Drougbank. 2019. Adeninski kemični list.  Word širok spletni naslov: https: // www.Droge.CA/DROGS/DB00173
  6. Horton, r; Moran, l; Scrimgeour, g; Perry, m. In Rawn, D. 2008. Načela biokemije. 4. izdaja. Pearson Education.
  7. Vitez, g. 2009. Purinergični sprejemniki. Enciklopedija nevroznanosti. 1245–52. Word širok spletni naslov: https: // doi.org/10.1016/B978-008045046-9.00693-8
  8. Mathews, Van Holde, Ahern. 2001. Biokemija. 3. izdaja.
  9. Murgola, npr. 2003. Adenin. Enciklopedija genetike. Word širok spletni naslov: https: // doi.org/10.1006/rwgn.2001.0008
  10. Murray, r; Granner, D; Mayes, str. In Rodwell, v. 2003. Harperjeva ilustrirana biokemija. 26th Izdaja. Podjetja McGraw-Hill.
  11. Nelson, DL & Cox, M. 1994. Lehninger. Načela biokemije. 4. izdaja. Ed Omega.
  12. Sigma-Aldrich. 2019. Adeninski kemični list. Word širok spletni naslov: https: // www.Sigmaaldrich.com/katog/izdelek/aldrich/ga8626?Lang = in