Características de Guanina, estrutura, treinamento e funções

O Guanina É uma base de nitrogênio que serve para a biossíntese do guanilato de 5'-monofosfato. Ambas as substâncias fazem parte do RNA e DNA, que armazenam as informações genéticas das células.

O ácido ribonucleico (RNA) e o ácido desoxirribonucleico (DNA) são formados por nucleotídeos, que são constituídos por uma base de nitrogênio ligada a um açúcar e um grupo de fosfato.

Fonte: Neurotoger [Domínio Público]

A guanina, além de fazer parte de ácidos nucleicos, em seu monofosfato, difosfato e nucleosídeos de três fases (GMP, PIB e GTP) participa de processos como metabolismo energético, tradução de sinal intracelular, a fisiologia de fotorreceptores e a fusão de vesículas.

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Estrutura química

A estrutura química da guanina (2-amino-6-hidroxipurina) é um anel de purina heterocíclica, que consiste em um sistema de dois rings unido: um anel é pirimidina e o outro anel é imidazole.

O anel heterocíclico de guanina é plano e com alguns links duplos conjugados. Além disso, possui duas formas tautoméricas, a forma de ceto e enol, entre os grupos C-1 e N-6.

Caracteristicas

As características da guanina são as seguintes:

- Guanina é uma substância apolar. É insolúvel em água, mas é solúvel em soluções concentradas de ácidos ou bases fortes.

- Pode ser isolado como um sólido branco, com fórmula empírica C₅H₅N₅Ou, e peso molecular 151,3 g/mol.

- A propriedade de absorver a luz a 260 nm do DNA é devido, em parte, à estrutura química da guanina.

- No DNA, a guanina forma três ligações de hidrogênio. O grupo Carbonil C-6 é um aceitador de ligação de hidrogênio, o grupo N-1 e o grupo C-2 amino são doadores de ligação de hidrogênio.

Por esse motivo, é necessária mais energia para quebrar uma ligação entre uma guanina e uma citosina, do que a de uma adenina com um timin, já que o último torque está ligado por apenas duas pontes de hidrogênio.

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- Na célula, está sempre fazendo parte de ácidos nucleicos ou como GMP, PIB e GTP, nunca em sua forma livre.

Biossíntese

A molécula de guanina, como outras purinas, é sintetizada de Novo De 5-fosforibosil-1-pirofosfato (PRPP), por reações catalisadas por enzimas.

O primeiro passo consiste na adição de um grupo amino, da glutamina, ao PRPP e forma 5-fosforbosilamina (PRA).

Posteriormente, em uma sequência ordenada, a adição de glicina, aspartato, glutamina, formação e dióxido de carbono ao PRA ocorre. Dessa maneira, um metabólito intermediário chamado inosina 5'-monofosfato (IMP) é formado.

Durante esse processo, é utilizada a energia livre da hidrólise ATP (adenosina 5'-trifosfato), que produz ADP (adenosina 5'-diiaffóia) e PI (fosfato inorgânico).

Uma oxidação do IMPONDE no NAD⁺ (Nicotinamida e dinucleotídeo de adenina), produz xantina 5'-monofosfato (XMP). A adição subsequente de um grupo amino ao XMP produz a molécula de Guanilaato.

A regulação da biossíntese de Guanilaato é realizada no início, quando o PRA é formado e, no final, quando ocorre a oxidação do impe. A regulação ocorre através de feedback negativo: um nucleotídeo GMP inibe enzimas em ambos os estágios.

Durante a degradação metabólica dos nucleotídeos, as bases nitrogenadas são recicladas. O GMP é formado pela enzima hipoxantina-keepanina fosforbosiltransferase, transferindo um grupo fosribosil do prpp para a guanina.

Função

Como a guanina não é encontrada em sua forma livre, suas funções estão associadas a GMP, PIB e GTP. Alguns deles são mencionados abaixo:

- 5'-trifosfato (GTP) Guanosina atua como um reservatório de energia livre. O grupo gama de fosfato GTP pode ser transferido para a adenosina 5'-Trifefosfato (ADP), para formar ATP. Esta reação é reversível e é catalisada pelo difosfato de nucleosídeo quinase.

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- O GMP é a forma mais estável do nucleotídeo contendo guanina. Através da hidrólise, o GMP forma GMP Cyclic (GMPC), que é um segundo mensageiro durante a sinalização intracelular, nas estradas de tradução. Por exemplo, em células de cheiro de chemos.

- O GMPC participa do relaxamento dos vasos sanguíneos do músculo liso, durante a biossíntese de óxido nítrico nas células do endotélio.

- A hidrólise de fosfato gama GTP serve como uma fonte de energia livre para biossíntese de proteínas em ribossomos.

- As enzimas helicase precisam da energia livre da hidrólise GTP para separar a hélice de DNA duplo, durante a replicação e transcrição do DNA.

- Nos neurônios do hipocampo, a ação dos canais de sódio dependente de tensão é regulada por hidrólise GTP para o PIB.

Doenças relacionadas

Altos níveis de sangue e ácido urina e urina foram associados a três defeitos metabólicos diferentes, que veremos abaixo.

Síndrome de Lesch-Nyhan

É caracterizada por deficiência de HPRT (hipoxantina-guaddibosil transferase), uma enzima importante para a reciclagem de hipoxantina e guanina. Nesse caso, aumenta os níveis de PRPP e não formam IMP e GMP, dois reguladores importantes do estágio inicial de síntese de Purin. Toda essa favorita a biossíntese de Novo das purinas.

Atividade de prpp aumentada sintase

Isso produz um aumento nos níveis de PRPP. Esse metabólito atua como um ativador da Gutamina Prpp-amidotranferase, responsável pela síntese de 5-fosforibossilamina, aumentando a biossíntese de Novo de purinas.

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Síndrome de von Gierke

É uma doença relacionada ao armazenamento de glicogênio tipo I. Pacientes que sofrem dessa síndrome têm uma glicose de 6-fosfatase defeituosa. Isso produz um aumento nos níveis de glicose de 6-fosfato, que serve para a síntese de ribose de 5-fosfato, via fosfato de pentose.

A ribose de 5 fosfato é o metabólito inicial para a biossíntese de PRPP. Semelhante aos dois casos anteriores, isso leva a um aumento na biossíntese de Novo das purinas.

O aumento do ácido úrico no sangue e na urina causa sintomas que são comumente conhecidos como gota. No caso da síndrome de Lesch Nyhan, os pacientes carecem completamente da atividade da enzima HPRP, o que leva à manifestação de outros sintomas que incluem paralisia e retardo mental.

O gene HPRP é encontrado no cromossomo X. Portanto, mutações neste gene afetam os homens. Não há tratamento para tratar problemas neurológicos. Os sintomas associados ao aumento do ácido úrico são tratados com alopurinol.

Referências

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