Guanozín je nukleozid purínovej bázy guanínu a vzniká pridaním jednoduchého cukor ribóza. Ak deoxyribóza, skôr ako ribóza, je to deoxyguanozín. Guanozín je súčasťou helixov a dvojitých helixov RNA. Analóg deoxyguanozín je súčasťou DNA. Guanozín, ako guanozín trifosfát (GTP) s tromi fosfát pripojené skupiny, je dôležitým zásobníkom energie a darcom fosfátových skupín v citrátovom cykle v bunke mitochondrie.
Čo je guanozín?
Guanozín je nukleozid purínovej bázy guanínu. Vzniká pridaním a ribóza skupina cez N-glykozidovú väzbu. V analogickom deoxyguanozíne pripojená pentóza pozostáva z deoxyribózovej skupiny. Guanozín a deoxyguanozín sú zložkami jednoduchej a dvojitej špirály RNA a DNA. Komplementárnu bázu tvoria v každom prípade pyrimidínová báza cytozín alebo jeho nukleozidový cytidín a deoxycytidín, s ktorými je guanozín spojený ako bázový pár s trojitým vodík Most. S dodatočnými fosfát pripojené skupiny tvorí guanozín dôležitú funkčnú súčasť takzvaného citrátového cyklu v dýchacom reťazci ako guanozín difosfát (GDP) a ako guanozín trifosfát (GTP). Toto je reťazec katalyticky riadených procesov v rámci energetický metabolizmus ktorá sa koná v mitochondrie buniek. GTP tu slúži ako sklad energie a fosfát skupinový darca. Pôsobením špecifického enzýmu sa môže GTP štiepením dvoch fosfátových skupín premeniť na cyklický guanozínmonofosfát, ktorý hrá osobitnú úlohu pri signálnej transdukcii v bunke. V mierne upravenej forme ako takzvaný Ran-GTP vykonáva GTP transportné úlohy na nevyhnutný transport látok medzi bunkovým jadrom a cytosolom, čím prekonáva bunková membrána v každom prípade.
Funkcia, činnosť a úlohy
Dvojité a jednoduché helixy genetického materiálu DNA a RNA pozostávajú zo zreťazenia iba štyroch rôznych nukleových kyselín základy, ktorých zásady guanín a adenín sú založené na purínovom hlavnom reťazci, ktorý pozostáva z päť- a šesťčlenného kruhu. Dva základy cytozín a tymín obsahujú pyrimidínové zásady s aromatickým šesťčlenným kruhom. Za výnimku treba považovať nukleovú bázu uracil, ktorá je takmer rovnaká ako tymín a zaujíma pozíciu tymínu v RNA. Dlhé reťaze helixov však nepozostávajú z nemodifikovaných nukleové kyseliny, ale ich nukleotidov. Nukleové základy sa transformujú na ribózy alebo deoxyribózy pridaním jednej ribózovej skupiny (RNA) alebo jednej deoxyribózovej skupiny (DNA) a na zodpovedajúci nukleotid pridaním jednej alebo viacerých fosfátových skupín. V prípade guanínu ide o guanozínmonofosfát alebo deoxyguanozínmonofosfát, ktorý je začlenený ako článok do helixov s dlhým reťazcom RNA a DNA. Ako zložka DNA a RNA nemá guanozín - rovnako ako ostatné nukleotidy - žiadnu aktívnu úlohu, ale kóduje prostredníctvom kópií reťazca DNA zodpovedajúcu proteíny ktoré sa syntetizujú v bunke. Aktívnu úlohu hrá guanozín vo forme GTP a GDP v cykle citrátov v dýchacom reťazci ako donor fosfátovej skupiny. V modifikovanej forme guanozínmonofosfátu preberá nukleotid tiež aktívnu úlohu a poskytuje posla pre intracelulárny transport signálu, čo je obzvlášť dôležité pre anabolické procesy pri syntéze proteínov. Vo forme Ran-GTP poskytuje nukleotid špecializované transportné prostriedky na transport látok z jadra cez jadrovú membránu do cytosolu.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne úrovne
Chemický molekulárny vzorec guanozínu je C10H13N5O5, čo naznačuje, že nukleozid je úplne zložený z uhlík, vodík, dusíka kyslík, Toto sú molekuly ktoré sú na Zemi dostupné v prakticky neobmedzenom množstve. Zriedkavé stopové prvky or minerály nie sú súčasťou guanozínu. Guanozín sa nachádza - väčšinou vo forme rovnomenného nukleotidu - s niekoľkými výnimkami vo všetkých ľudských bunkách ako zložka DNA a RNA, ako aj v mitochondrie a cytosol buniek. Telo je schopné syntetizovať guanozín v rámci purínového metabolizmu veľmi zložitým procesom. Výhodným spôsobom na získanie guanozínu je však proces záchrannej cesty. Vysoko hodnotné zlúčeniny obsahujúce nukleové bázy alebo nukleotidy sa rozkladajú enzymaticky-katalyticky takým spôsobom, že sa dajú recyklovať nukleozidy, ako je guanozín. Pre telo to má výhodu v tom, že procesy biochemickej degradácie sú menej zložité, a teda menej náchylné na chyby, a že sa odohráva menej energie, tj. menej ATP a menšia spotreba GTP. Zložitosť a rýchlosť, s akou sa guanozín a jeho mono-, di- a trifosfáty zúčastňujú na katalytických reakciách, neumožňujú priame vyjadrenie o optimálnej koncentrácie in krv séra.
Choroby a poruchy
Mnohopočetné metabolické procesy, na ktorých sa zúčastňuje guanozín, spolu s ďalšími nukleozidmi, najmä vo fosforylovanej forme ako nukleotid, určujú, že v niektorých bodoch metabolizmu môže dôjsť k dysfunkcii. Absenciu určitých môžu viesť hlavne k genetickým chybám enzýmy alebo inhibícia ich bioaktivity. Známy genetický defekt spojený s X vedie k Lesch-Nyhanovmu syndrómu. Syndróm spôsobuje dysfunkciu záchrannej dráhy metabolizmu purínov, takže telo musí čoraz viac sledovať anabolickú cestu novej syntézy. Recesívne dedičná genetická chyba vedie k strate funkcie hypoxantín-guanínfosforibozyltransferázy (HGPRT). Napriek zvýšenej novej syntéze sa vyvíja nedostatok guanozínu alebo jeho bioaktívnych derivátov. To je spojené s nadmerným kyselina močová produkcia, ktorá spôsobuje zodpovedajúce sprievodné príznaky, ako je tvorba močových a obličkových kameňov. Trvalo vyvýšený kyselina močová úroveň môže viesť na vyzrážanie kryštálov kyseliny močovej v tkanive a spôsobiť bolestivé záchvaty dna. V tomto ohľade sú ešte závažnejšie neurologické poruchy vrátane tendencie k mrzačeniu.
