Guanín je dôležitý dusík báza a má ústrednú úlohu v metabolizme nukleových kyselín v organizme. Môže byť syntetizovaný v tele z aminokyseliny. Kvôli vysokému výdaju energie pri tejto reakcii však k jej zotaveniu často dochádza záchrannou cestou.
Čo je guanín?
Guanín je jedným z piatich dusíkatých látok základy ktoré sú nápomocné pri konštrukcii DNA a RNA. Je tiež základnou zložkou ďalších fyziologicky dôležitých látok molekuly ako je guanizín trifosfát (GTP). Guanín predstavuje purínovú bázu, ktorej základná chemická štruktúra pozostáva z heterocyklického aromatického kruhu so šiestimi atómami a pripojeného kruhu z piatich. V tele sa zvyčajne vyskytuje ako mononukleotid s ribóza alebo deoxyribóza a a fosfát zvyšky. Spolu s ATP je mononukleotid GTP zásobníkom energie v kontexte energetický metabolizmus. V dvojitej špirále DNA je guanín spojený s komplementárnym dusík základný cytozín cez tri vodík dlhopisy. Pretože tvorba voľného guanínu je veľmi energeticky náročná, v tele sa regeneruje z nukleové kyseliny štiepením (záchranná cesta) a opäť použitý vo forme mononukleotidu na syntézu nukleových kyselín. V tele sa odbúrava na kyselina močová. Guanín je mierne žltkastá pevná látka s bod topenia 365 stupňov. Taví sa za rozkladu. Je nerozpustný v voda, ale dá sa rozpustiť v kyseliny a alkálie.
Funkcia, účinok a úlohy
Guanín je súčasťou nukleové kyseliny a rôzne nukleotidy a nukleozidy. Ako dôležitá nukleová báza je jednou z centrálnych molekuly všetkých organizmov. Spolu s ďalšími tromi nukleovými základy adenín, cytozín a tymín, tvoria genetický kód. Rovnako ako tieto, je glykozidicky viazaný na cukor deoxyribóza v DNA. Tri po sebe nasledujúce nukleové základy kódujú po jednej aminokyseline ako takzvaný kodón. Niekoľko kodónov tak kóduje proteín ako reťazec po sebe nasledujúcich aminokyseliny. Genetický kód je uložený v DNA. V dvojitej špirále DNA je komplementárny reťazec s príslušnými komplementárnymi nukleovými bázami. Je spojený s kodonogénnym reťazcom pomocou vodík väzby a je zodpovedný za stabilitu genetickej informácie. V RNA hrá guanín spolu s ďalšími nukleovými bázami dôležitú úlohu v syntéze proteínov. Dôležitými medziproduktmi v metabolizme sú tiež nukleozidy guanizín a deoxyguanizín. Ďalej sú nukleotidy guanisimonofosfát (GMP), guanizín difosfát (GDP) a guanizín trifosfát (GTP) zodpovedné za energetický metabolizmus okrem ATP a ADP. Nukleotidy DNA sa tiež vyskytujú v metabolizme ako medziprodukty.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
Guanín má ústredný význam v metabolizme všetkých organizmov. Pretože je súčasťou nukleové kyseliny, tiež sa voľne vyskytuje ako medziprodukt v metabolizme. V ľudskom organizme sa dá syntetizovať z aminokyseliny. Biosyntéza je však veľmi energeticky náročná. Preto sa získava z nukleovej kyseliny cez záchrannú cestu vo forme nukleotidu. Pri záchrannej ceste sa z existujúcej nukleovej kyseliny excidujú voľné purínové bázy, ako je adenín, guanín a hypoxantín, a naopak sa tvoria nové mononukleotidy. Tento proces je oveľa energeticky efektívnejší ako nová syntéza guanínu a jeho mononukleotidu. Mononukleotid sa znovu použije na syntézu nukleových kyselín. Záchranný kanál teda predstavuje proces recyklácie. Počas degradácie guanínu kyselina močová vzniká medziproduktom xantín. Purínová degradácia v tele je hlavným zdrojom kyselina močová. U vtákov, plazov a netopierov je guanín dôležitým vylučovacím produktom pre dusíkspolu s kyselinou močovou. Pretože tento pastovitý výrobok obsahuje málo voda a tiež sa zle využíva na výrobu energie, vylučujú sa priamo priamo vtákmi a netopiermi. Pretože jeho vylučovanie znižuje celkový hmotasa lietanie Zlepšuje sa schopnosť týchto zvierat. Vylučovaný guanín vytvára takzvané guáno, najmä na vápenatých pôdach po zvetraní. Guano je veľmi cenné hnojivo bohaté na fosfor a dusík.
Choroby a poruchy
Ak je metabolizmus guanínu narušený, zdravie môžu nastať problémy. Napríklad, keď je poškodený enzým hypoxantín-guanínfosforibozyltransferáza (HGPRT), dôjde k narušeniu záchrannej cesty. Z toho sa vyvinie takzvaný Lesch-Nyhanov syndróm. Pri tomto ochorení nie sú guanínové mononukleotidy z jadra dostatočne izolované kyseliny. Namiesto toho dochádza k zvýšenej degradácii guanínu. V tele sa tvorí veľké množstvo kyseliny močovej. Preto sa táto choroba tiež nazýva hyperurikémia syndrómom. V závažných prípadoch sa vyskytuje autoagresia, kognitívne poruchy alebo dokonca vonkajšia agresia. Pacienti sa často zrania. Postihnuté sú väčšinou chlapci, pretože autozomálna recesívna porucha je spôsobená a gen mutácia na X chromozóme. U dievčat obe X chromozómy by musela byť ovplyvnená mutáciou, ale je to zriedkavé. Ak sa Lesch-Nyhanov syndróm nelieči, deti zomierajú v dojčenskom veku. Degradáciu guanínu možno inhibovať použitím drogy a špeciálne strava. Príznaky sa tak dajú čiastočne zmierniť. Bohužiaľ však nemožno Lesch-Nyhanov syndróm liečiť kauzálne. Hyperurikémie sa môžu vyskytnúť aj v spojení s inými chorobami alebo inými genetickými poruchami. Primárne hyperurikémie sú jedno percento genetické a 99 percent v dôsledku zníženého vylučovania kyseliny močovej obličkami. Existujú aj sekundárne formy hyperurikémia. Napríklad choroby spojené so zvýšeným rozpadom buniek, ako sú leukémie alebo iné krv choroby, kán viesť na zvýšenú produkciu purínov a tým aj kyseliny močovej. Lieky príp alkoholizmus Môžete tiež viesť k poruchám metabolizmu purínov. V dôsledku zvýšenej koncentrácie kyseliny močovej dna môžu nastať útoky v dôsledku zrážania kyseliny močovej v kĺby. Súčasťou liečby je nízko purínový strava a teda diéta s nízkym obsahom guanínu.
