Нуклеозиди

А Нуклеозид завжди складається з нуклеобази, яка пов'язана з моносахаридною рибозою або дезоксирибозою за допомогою N-глікозидної зв'язку. Всі 5 нуклеозидів - будівельні блоки подвійних та одинарних спіралей ДНК та РНК - можуть ферментативно перетворюватися в нуклеозиди. Деякі глікозиди мають таке фізіологічне значення, як аденозин, який формує основний будівельний блок АДФ і АТФ в енергетичному обміні клітин.

Що таке нуклеозиди?

Подвійні спіралі ДНК та одиничні спіралі РНК утворюються із послідовностей лише п'яти різних нуклеобаз у вигляді нуклеотидів.

Всі п'ять нуклеобаз, з яких аденін та гуанін засновані на п’яти- та шестичленному кільці пурину та цитозину, тиміну та урацилу на ароматичному шестичленному кільці піримідину, можуть поєднуватися з моносахаридним рибозою або дезоксирибозою N-глікозидною. Гідроксильна група (-OH) на атомі С 1 пентози реагує з аміногрупою (-NH2) нуклеїнової основи з утворенням і розщепленням молекули H2O. Коли приєднується залишок рибози або дезоксирибози, аденін перетворюється на аденозин або дезоксиаденозин.

Аналогічно, пуринове підстава гуаніну перетворюється на гуанозин або дезоксигуанозин. Три пуринові основи тиміну, цитозину та урацилу трансформуються в тимідин, цитидин та уридин за допомогою додавання залишку рибози або кожному з них надається приставка «дезокси-», якщо доданий цукровий залишок складається з дезоксирибози. Крім того, існує ряд модифікованих нуклеозидів, деякі з яких відіграють роль у передачі ДНК (тДНК) та в рибосомальній РНК (рРНК).

Штучно продукуються, модифіковані нуклеозиди, так звані нуклеозидні аналоги, діють, наприклад, Т. як противірусні засоби і застосовуються спеціально для боротьби з ретровірусами. Деякі аналоги нуклеозидів мають цитостатичну дію, тому їх використовують для боротьби з певними раковими клітинами.

Функція, ефект та завдання

Однією з найважливіших функцій п'яти основних нуклеозидів є перетворення в нуклеотиди з додаванням фосфатної групи до пентози та формування будівельних блоків ДНК та РНК у якості нуклеотидів.

Деякі нуклеозиди також беруть на себе завдання каталізу певних обмінних процесів у модифікованому вигляді. Наприклад, так званий «активний метіонін» (S-аденозилметіонін) служить донором метильних груп. У деяких випадках нуклеозиди також функціонують у своїй нуклеотидній формі як будівельні блоки коферментів, що передають групу. Прикладами цього є рибофлавін (вітамін В2), який служить попередником багатьох коферментів і, таким чином, відіграє центральну роль у багатьох обмінних процесах.

У енергозабезпеченні клітин аденозин відіграє дуже важливу роль як аденіновий дифосфат (АДФ) і як аденозинтрифосфат (АТФ). АТФ можна описати як універсальний носій енергії, а також служить донором фосфату у великій кількості метаболічних процесів, які передбачають фосфорилювання. Гуанозинтрифосфат (GTP) - енергоносій у так званому цитратному циклі в мітохондріях. Нуклеотиди також входять до складу коферменту А та вітаміну В12.

Нуклеозиди уридин та цитидин застосовуються у комбінації як лікарські засоби для лікування запалення нервів та м’язових захворювань. Наприклад, засіб застосовується проти запалення нервових коренів на хребті та при люмбаго. Модифіковані нуклеозиди, так звані нуклеозидні аналоги, показують z. Т. вірусостатичний вплив проти ретровірусів. Їх використовують у препаратах, які застосовуються проти z. В. проти вірусу простого герпесу та вірусів ІХ. Інші нуклеозидні аналоги з цитостатичним ефектом відіграють роль у боротьбі з раком.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Нуклеозиди складаються виключно з вуглецю, водню, кисню та азоту. Всі речовини є в достатку практично скрізь на землі. Мікроелементи та рідкісні мінерали не потрібні для побудови нуклеозидів. Однак організм не синтезує нуклеозиди з нуля, оскільки синтез складний та енергозатратний.

Тому організм людини йде зворотним шляхом, він отримує в основному нуклеозиди від процесів деградації в проміжному метаболізмі пурину та піримідину (шлях врятування). Нуклеозиди беруть участь у великій кількості ферментативно-каталітичних обмінних процесів у чистому вигляді або у фосфорильованій формі у вигляді нуклеотидів. Особливо примітною є функція аденозину у формі АТФ та АДФ у так званому дихальному ланцюзі. Нуклеотидний гуаніновий трифосфат відіграє вирішальну роль у так званому цитратному циклі.

Під час циклів процеси відбуваються всередині мітохондрій клітин. Оскільки нуклеозиди майже завжди присутні у зв'язаній формі або як носії функції практично у всіх клітинах організму у великих кількостях, загальної граничної чи орієнтовної величини для оптимальної концентрації немає. Визначення концентрації певних нуклеозидів або нуклеотидів у плазмі крові може бути корисним для діагностики та диференціальної діагностики.

Хвороби та розлади

Нуклеозиди є активною частиною багатьох обмінних процесів, і їх функції можна рідко розглядати окремо. Порушення зазвичай стосуються складних ферментативно-каталітичних процесів, які в певних точках перериваються або гальмуються і призводять до відповідних симптомів.

Захворювання, що викликають порушення метаболізму в нуклеозидах, зазвичай також впливають на метаболізм пурину чи піримідину, оскільки п’ять основних нуклеозидів мають пурин або скелет піримідину. Відомий розлад пуринового обміну викликається відомим синдромом Леша-Ніхана - спадковим захворюванням, яке викликає дефіцит гіпоксантин-гуанінової фосфорибосілтрансферази (HGPRT). Нестача ферментів перешкоджає переробці певних нуклеобаз, тому відбувається кумулятивне накопичення гіпоксантину та гуаніну.

Це в свою чергу запускає гіперурикемію, підвищений рівень сечової кислоти, що призводить до подагри. Підвищений рівень сечової кислоти призводить до відкладень на суглобах і сухожильних оболонках, що може спровокувати хворобливі симптоми. Дуже рідкісне спадкове захворювання проявляється дефіцитом аденілосукцинального ліази, що призводить до проблем в пуриновому обміні. Захворювання призводить до посмикування м’язів і затримки, серйозного розвитку дитини.