Guanine

Guanine adalah asas nitrogen yang penting dan sangat penting bagi metabolisme asid nukleik dalam organisma. Ia boleh disintesis dalam badan daripada asid amino. Walau bagaimanapun, kerana perbelanjaan tenaga yang tinggi dari reaksi ini, ia sering pulih melalui jalan penyelamatan.

Apa itu guanine?

Guanine adalah salah satu daripada lima asas nitrogen yang memainkan peranan penting dalam struktur DNA dan RNA. Ia juga merupakan komponen asas molekul penting fisiologi lain seperti guanisine triphosphate (GTP).

Guanine adalah asas purin, struktur kimia asasnya terdiri daripada cincin aromatik heterosiklik yang terdiri daripada enam atom dan cincin lima anggota yang dilekatkan. Di dalam badan biasanya terjadi sebagai mononukleotida dengan ribosa atau deoxyribose dan residu fosfat. Sebagai tambahan kepada ATP, GTP mononukleotida adalah simpanan tenaga dalam konteks metabolisme tenaga. Dalam heliks ganda DNA, guanin dihubungkan dengan sitosin asas nitrogen pelengkap melalui tiga ikatan hidrogen.

Oleh kerana pembentukan guanin bebas sangat memerlukan tenaga, ia dapat diperolehi dari asid nukleik di dalam badan dengan cara berpisah (jalan penyelamatan) dan digunakan lagi dalam bentuk mononukleotida untuk sintesis asid nukleik. Ia dipecah menjadi asid urik dalam badan. Guanine adalah pepejal yang kelihatan agak kekuningan dengan titik lebur 365 darjah. Ia mencair dengan penguraian. Tidak larut dalam air, tetapi dapat dilarutkan dalam asid dan alkali.

Fungsi, kesan & tugas

Guanine adalah sebahagian daripada asid nukleik dan pelbagai nukleotida dan nukleosida. Sebagai nukleobase penting, ia adalah salah satu molekul pusat semua organisma.

Ini membentuk kod genetik dengan tiga nukleobase lain adenin, sitosin dan timin. Seperti ini, glikosidik terikat dengan gula deoksiribosa dalam DNA. Tiga nukleobasa berturut-turut menyandikan satu asid amino masing-masing sebagai kodon yang disebut. Oleh itu, beberapa kodon mengekodkan protein sebagai rantai asid amino berturut-turut. Kod genetik disimpan dalam DNA. Dalam heliks ganda DNA terdapat rantai pelengkap dengan nukleobasa pelengkap masing-masing. Ia dihubungkan dengan rantai kodonogenik dengan ikatan hidrogen dan bertanggungjawab terhadap kestabilan maklumat genetik.

Di dalam RNA, guanin, bersama dengan nukleobase lain, memainkan peranan penting dalam sintesis protein. Nukleosida guanisine dan deoxyguanisine juga merupakan produk perantaraan penting dalam metabolisme. Selanjutnya, nukleotida guanisine monophosphate (GMP), guanisine diphosphate (GDP) dan guanisine triphosphate (GTP) bertanggungjawab untuk metabolisme tenaga selain ATP dan ADP. Nukleotida DNA juga berlaku sebagai sebatian perantaraan dalam metabolisme.

Pendidikan, kejadian, sifat & nilai optimum

Guanin sangat penting dalam metabolisme semua organisma. Oleh kerana ia adalah sebahagian daripada asid nukleik, ia juga berlaku secara bebas sebagai produk perantaraan metabolisme. Dalam organisma manusia, ia dapat disintesis daripada asid amino. Walau bagaimanapun, biosintesis sangat memerlukan tenaga.

Oleh itu, ia diperolehi dari asid nukleik dalam bentuk nukleotida melalui jalan penyelamatan. Di jalan penyelamatan, asas purin bebas seperti adenin, guanin dan hypoxanthine dipotong dari asid nukleik yang ada dan mononukleotida baru terbentuk. Proses ini jauh lebih menjimatkan tenaga daripada sintesis baru guanine dan mononukleotida. Mononukleotida digunakan lagi untuk sintesis asid nukleik. Oleh itu, jalan penyelamatan mewakili proses kitar semula.Apabila guanin dipecah, asid urik dihasilkan melalui produk perantaraan xanthine.

Pecahan purin dalam badan adalah sumber utama asid urik. Pada burung, reptilia dan kelawar, guanin adalah produk perkumuhan penting untuk nitrogen sebagai tambahan kepada asid urik. Oleh kerana produk pasta ini mengandungi sedikit air dan hanya dapat digunakan dengan buruk untuk penjanaan tenaga, produk ini dikeluarkan secara langsung oleh burung dan kelawar khususnya. Kerana jumlah jisim dikurangkan ketika diekskresikan, kemampuan haiwan ini untuk terbang bertambah baik. Guanine yang diekskresikan membentuk apa yang dikenali sebagai guano, terutama di tanah yang kaya dengan kapur setelah cuaca. Guano adalah baja yang sangat berharga yang kaya dengan fosforus dan nitrogen.

Anda boleh mendapatkan ubat anda di sini

Penyakit & Gangguan

Sekiranya metabolisme guanin terganggu, masalah kesihatan dapat timbul. Sebagai contoh, jika enzim hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase (HGPRT) rosak, laluan penyelamatan terganggu. Sindrom Lesch-Nyhan yang disebut berkembang dari ini.

Dalam penyakit ini, pemulihan mononukleotida guaninsin dari asid nukleik tidak mencukupi. Sebaliknya, terdapat peningkatan kerosakan guanin. Sebilangan besar asid urik dihasilkan di dalam badan. Inilah sebabnya mengapa penyakit ini juga dikenali sebagai sindrom hiperurisemia. Dalam kes-kes yang teruk, berlaku penambahan automatik, gangguan kognitif dan juga pencerobohan asing. Selalunya pesakit mencederakan diri sendiri. Kanak-kanak lelaki kebanyakannya terjejas kerana penyakit resesif autosomal disebabkan oleh mutasi gen pada kromosom X.

Pada kanak-kanak perempuan, kedua kromosom X harus dipengaruhi oleh mutasi, tetapi ini jarang berlaku. Sekiranya sindrom Lesch-Nyhan dibiarkan tidak dapat dirawat, kanak-kanak mati pada masa bayi. Pecahan guanin dapat dihambat melalui penggunaan ubat-ubatan dan diet khas. Gejala-gejala itu dapat diatasi sebahagiannya. Malangnya, sindrom Lesch-Nyhan tidak dapat diubati secara kausal. Hyperuricemia juga boleh berlaku berkaitan dengan penyakit lain atau kecacatan genetik yang lain. Hiperurisemia primer adalah satu peratus genetik dan 99 persen disebabkan oleh penurunan perkumuhan asid urik melalui buah pinggang.

Terdapat juga bentuk hiperurisemia sekunder. Sebagai contoh, penyakit yang berkaitan dengan peningkatan kemerosotan sel seperti leukemia atau penyakit darah tertentu dapat menghasilkan lebih banyak purin dan dengan itu asid urik. Ubat atau alkoholisme juga boleh menyebabkan gangguan metabolisme purin. Akibat peningkatan kepekatan asid urik, serangan gout dapat terjadi kerana asid urik mendakan di sendi. Rawatan tersebut merangkumi diet rendah purin dan karenanya juga rendah guanin.