ZA Nukleozyd zawsze składa się z zasady nukleotydowej, która jest połączona z rybozą monosacharydową lub dezoksyrybozą poprzez wiązanie N-glikozydowe. Wszystkie 5 zasad nukleinowych - elementy budulcowe podwójnych i pojedynczych helis DNA i RNA - można enzymatycznie przekształcić w nukleozydy. Niektóre glikozydy mają fizjologiczne znaczenie, takie jak adenozyna, która stanowi podstawowy budulec dla ADP i ATP w metabolizmie energetycznym komórek.
Co to są nukleozydy?
Podwójne helisy DNA i pojedyncze helisy RNA powstają z sekwencji tylko pięciu różnych zasad nukleotydowych w postaci nukleotydów.
Wszystkie pięć zasad nukleinowych, z których adenina i guanina są oparte na pięcio- i sześcioczłonowym pierścieniu puryny i cytozyny, tyminy i uracylu na aromatycznym sześcioczłonowym pierścieniu pirymidyny, mogą łączyć się z monosacharydową rybozą lub N-glikozydem dezoksyrybozy. Grupa hydroksylowa (-OH) na atomie C 1 pentozy reaguje z grupą aminową (-NH2) zasady nukleinowej, tworząc i odszczepiając cząsteczkę H2O. Kiedy przyłączona jest reszta rybozy lub dezoksyrybozy, adenina zamienia się w adenozynę lub deoksyadenozynę.
Podobnie, guanina w postaci zasady purynowej jest również przekształcana w guanozynę lub deoksyguanozynę. Trzy zasady purynowe, tymina, cytozyna i uracyl są przekształcane w tymidynę, cytydynę i urydynę poprzez dodanie reszty rybozy lub każdemu z nich nadawany jest przedrostek „deoksy-”, jeśli dodana reszta cukru składa się z dezoksyrybozy. Ponadto istnieje duża liczba zmodyfikowanych nukleozydów, z których niektóre odgrywają rolę w transferowym DNA (tDNA) i rybosomalnym RNA (rRNA).
Sztucznie wytwarzane, modyfikowane nukleozydy, tzw. Analogi nukleozydów, działają m.in. T. jako środki przeciwwirusowe i są używane specjalnie do zwalczania retrowirusów. Niektóre analogi nukleozydów mają działanie cytostatyczne, więc są używane do zwalczania niektórych komórek rakowych.
Funkcja, efekt i zadania
Jedną z najważniejszych funkcji pięciu podstawowych nukleozydów jest konwersja do nukleotydów z dodatkiem grupy fosforanowej do pentozy i tworzenie bloków budulcowych DNA i RNA jako nukleotydów.
Niektóre nukleozydy w zmodyfikowanej postaci przejmują również zadania w katalizie niektórych procesów metabolicznych. Na przykład tak zwana „aktywna metionina” (S-adenozylometionina) służy jako donor grup metylowych. W niektórych przypadkach nukleozydy działają również w postaci nukleotydów jako budulec koenzymów przenoszących grupy. Przykładami tego są ryboflawina (witamina B2), która jest prekursorem wielu koenzymów, a tym samym odgrywa kluczową rolę w wielu procesach metabolicznych.
W zaopatrzeniu komórek w energię adenozyna odgrywa bardzo ważną rolę jako difosforan adeniny (ADP) i trifosforan adenozyny (ATP). ATP można opisać jako uniwersalny nośnik energii, a także służy jako donor fosforanu w wielu procesach metabolicznych obejmujących fosforylację. Trifosforan guanozyny (GTP) jest nośnikiem energii w tak zwanym cyklu cytrynianowym w mitochondriach. Nukleotydy są również częścią koenzymu A i witaminy B12.
Nukleozydy urydyna i cytydyna są stosowane w połączeniu jako leki do leczenia zapalenia nerwu i chorób mięśni. Na przykład środek jest stosowany przeciwko zapaleniom korzeni nerwowych kręgosłupa i lumbago. Zmodyfikowane nukleozydy, tak zwane analogi nukleozydów, pokazują z. T. działanie wirusostatyczne przeciwko retrowirusom. Są stosowane w lekach stosowanych przeciwko z. B. przeciwko wirusowi opryszczki pospolitej i wirusom HI. Inne analogi nukleozydów o działaniu cytostatycznym odgrywają rolę w walce z rakiem.
Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości
Nukleozydy składają się wyłącznie z węgla, wodoru, tlenu i azotu. Wszystkie substancje występują w obfitości praktycznie na całym świecie. Do budowy nukleozydów nie są potrzebne pierwiastki śladowe i rzadkie minerały. Jednak organizm nie syntetyzuje nukleozydów od zera, ponieważ synteza jest złożona i energochłonna.
W związku z tym organizm ludzki postępuje odwrotnie; pozyskuje nukleozydy głównie z procesów degradacji w pośrednim metabolizmie puryn i pirymidyn (szlak ratunkowy). Nukleozydy biorą udział w wielu enzymatyczno-katalitycznych procesach metabolicznych w postaci czystej lub fosforylowanej jako nukleotydy. Na szczególną uwagę zasługuje funkcja adenozyny w postaci ATP i ADP w tzw. Łańcuchu oddechowym. Trifosforan guaniny nukleotydów odgrywa kluczową rolę w tak zwanym cyklu cytrynianowym.
Podczas cykli procesy zachodzą w mitochondriach komórek. Ponieważ nukleozydy są prawie zawsze obecne w postaci związanej lub jako funkcjonalne nośniki w praktycznie wszystkich komórkach ciała w dużych ilościach, nie ma ogólnej granicy ani wartości orientacyjnej dla optymalnego stężenia. Określenie stężenia określonych nukleozydów lub nukleotydów w osoczu krwi może być pomocne w diagnostyce i diagnostyce różnicowej.
Choroby i zaburzenia
Nukleozydy są aktywną częścią wielu procesów metabolicznych, a ich funkcje rzadko można rozpatrywać w izolacji. Zaburzenia dotyczą zwykle złożonych procesów enzymatyczno-katalitycznych, które są przerywane lub hamowane w określonych punktach i prowadzą do odpowiednich objawów.
Choroby, które powodują nieprawidłowości metaboliczne nukleozydów, wpływają głównie również na metabolizm puryn lub pirymidyn, ponieważ pięć podstawowych nukleozydów ma szkielet purynowy lub pirymidynowy. Znane zaburzenie metabolizmu puryn jest spowodowane przez dobrze znany zespół Lescha-Nyhana, chorobę dziedziczną, która powoduje niedobór fosforybozylotransferazy hipoksantynowo-guaninowej (HGPRT). Brak enzymów zapobiega recyklingowi pewnych zasad nukleinowych, tak że następuje kumulacja hipoksantyny i guaniny.
To z kolei wywołuje hiperurykemię, podwyższony poziom kwasu moczowego, który prowadzi do dny moczanowej. Podwyższony poziom kwasu moczowego prowadzi do odkładania się złogów na stawach i pochewkach ścięgien, co może wywołać bolesne objawy. Bardzo rzadka choroba dziedziczna objawia się niedoborem liazy adenylobursztynianowej, co prowadzi do problemów w metabolizmie puryn. Choroba prowadzi do skurczu mięśni i opóźnionego, poważnego rozwoju dziecka.