PURINE: CARACTERISTICI, STRUCTURĂ, FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

De purinele sunt structural molecule plate, heterociclice, formate prin fuziunea a două inele: unul dintre cele șase atomi și încă cinci. Principalele molecule care includ purine sunt nucleotidele. Acestea din urmă sunt blocurile care fac parte din acizii nucleici.

Pe lângă participarea lor la moleculele ereditare, purinele sunt prezente în structuri cu energie mare, cum ar fi ATP și GTP și alte molecule de interes biologic, cum ar fi nicotinamidă adenină dinucleotidă, nicotinamidă adenină dinucleotid fosfat (NADPH) și coenzima Q.

Sursa: Sponk

Caracteristici și structură

Structura purinelor este următoarea: o moleculă heterociclică, formată dintr-un inel pirimidinic și un inel imidazol. În ceea ce privește numărul de atomi, inelele au șase și cinci atomi.

Sunt molecule plane care conțin azot. Le găsim care fac parte din nucleozide și nucleotide. Acestea din urmă sunt blocurile de bază ale acizilor nucleici: ADN și ARN.

La mamifere, purinele se găsesc în proporții mai mari în moleculele de ADN și ARN, în special ca adenină și guanină. Le găsim și în molecule unice, cum ar fi AMP, ADP, ATP și GTP, printre altele.

Caracteristici

-Bloguri structurale ale acizilor nucleici

Acizii nucleici sunt responsabili pentru stocarea informațiilor genetice și orchestrarea procesului de sinteză a proteinelor. Structurale, sunt biopolimeri ai căror monomeri sunt nucleotide.

Purinele fac parte din nucleotide

Într-o nucleotidă găsim trei componente: (1) o grupare fosfat, (2) un zahăr cu cinci carbon și (3) o bază azotată; zahărul fiind componenta centrală a moleculei.

Baza azotată poate fi o purină sau o pirimidină. Purinele pe care le găsim în mod normal în acizii nucleici sunt guanina și adenina. Ambele sunt inele formate din nouă atomi.

Purinele formează legături glicozidice cu riboza prin azot în poziția 9 și carbonul 1 al zahărului.

Un mnemonic anglo-saxon care să amintească că purinele au nouă atomi este că atât termenii englezi adenină, cât și guanină au cuvântul nouă, ceea ce înseamnă nouă.

Purinele nu se împerechează între ele

Helix dublu ADN necesită împerechere de bază. Din cauza unei piedici steric (de exemplu, preocupări privind mărimea), o purină nu poate fi asociată cu alta purină.

În condiții normale, adenina purină se împerechează cu timina pirimidină (A + T) și purina guanină cu citosina pirimidină (G + C). Amintiți-vă că pirimidinele sunt molecule plane formate dintr-un singur inel și, prin urmare, mai mici. Acest model este cunoscut sub numele de regula lui Chargaff.

Structura moleculei ARN nu constă într-o dublă helix, dar cu toate acestea găsim aceleași purine pe care le-am menționat în ADN. Bazele azotate care variază între ambele molecule sunt pirimidinele.

-Molecule de stocare a energiei

Trifosfatul nucleozidic, în special ATP (adenozina trifosfat) sunt molecule bogate în energie. Marea majoritate a reacțiilor chimice din metabolism utilizează energia stocată în ATP.

Legăturile dintre fosfați sunt de mare energie, deoarece mai multe sarcini negative se resping reciproc și favorizează defalcarea acesteia. Energia eliberată este cea utilizată de celulă.

În plus față de ATP, purinele sunt componente ale moleculelor de interes biologic, cum ar fi nicotinamidă adenină dinucleotidă, nicotinamidă adenină dinucleotid fosfat (NADPH) și coenzima Q.

-Neurotransmitters

Numeroase studii au arătat că purinele servesc ca molecule de semnal prin glia din sistemul nervos central.

Purinele pot fi, de asemenea, găsite ca parte a structurilor numite nucleozide. Sunt foarte asemănătoare cu nucleotidele, dar le lipsește grupa fosfaților.

Nucleozidele au o activitate biologică relevantă. Cu toate acestea, la mamifere găsim o excepție foarte marcată: adenozina. Această moleculă are multiple funcții și este implicată în reglarea proceselor din sistemele nervoase și cardiovasculare, printre altele.

Acțiunea adenozinei în reglarea somnului este bine cunoscută. În creier, găsim mai mulți receptori pentru acest nucleozid. Prezența adenozinei este legată de senzația de oboseală.

Metabolizarea purinei

Sinteză

Biosinteza purinei este inițiată cu o coloană vertebrală ribozică-5-fosfat. Enzima fosforibosil pirofosfat sintasa este responsabilă de catalizarea adăugării unui pirofosfat.

Ulterior, enzima glutamină-PRPP amidotransferază sau amidofosforibosiltransferaza acționează, care catalizează interacțiunea dintre PRPP (acronim pentru a desemna compusul produs în etapa precedentă, fosforibosil pirofosfat) și glutamină pentru a forma produsul 5-fosforibosil amină.

Acest din urmă compus servește ca o coloană vertebrală pentru o serie de adaosuri moleculare, a căror etapă finală este formarea inosinei monofosfat, prescurtată IMP.

IMP poate urmări conversia AMP sau GMP. Aceste structuri pot fi fosforilate pentru a crea molecule cu energie mare, cum ar fi ATP sau GTP. Această cale constă din 10 reacții enzimatice.

În general, întregul proces de sinteză purină depinde foarte mult de energie, necesitând consumul de multiple molecule de ATP. Sinteza purinei de novo apare mai ales în citoplasma celulelor hepatice.

Cerințe de dietă

Atât purinele cât și pirimidinele sunt produse în cantități adecvate în celulă, deci nu există cerințe esențiale pentru aceste molecule în dietă. Cu toate acestea, atunci când aceste substanțe sunt consumate, acestea sunt reciclate.

Boli asociate cu metabolismul purinei: gută

In interiorul celulei, unul dintre rezultatele metabolismului bazelor este producerea Puric acidului uric (C ₅ H ₄ N ₄ O ₃ ), datorită acțiunii unei enzime numite xantin oxidaza.

La o persoană sănătoasă, este normal să găsești niveluri scăzute de acid uric în sânge și urină. Cu toate acestea, când aceste valori normale devin ridicate, această substanță se acumulează treptat în articulațiile corpului și în unele organe, cum ar fi rinichiul.

Compoziția dietei este un factor determinant în producerea de gută, deoarece aportul continuu de elemente bogate în purine (alcool, carne roșie, fructe de mare, pește, printre altele), poate la rândul său crește concentrațiile de acid uric.

Simptomele acestei afecțiuni sunt roșeața zonelor afectate și dureri severe. Este unul dintre tipurile de artrită care afectează pacienții din cauza acumulării de microcristale.

Referințe

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … și Walter, P. (2013). Biologia celulară esențială. Garland Science.
2. Borea, PA, Gessi, S., Merighi, S., Vincenzi, F., & Varani, K. (2018). Farmacologia receptorilor de adenozină: stadiul tehnicii. Recenzii fiziologice, 98 (3), 1591-1625.
3. Brady, S. (2011). Neurochimie de bază: principii de neurobiologie moleculară, celulară și medicală. Presă academică.
4. Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). Celula: o abordare moleculară. Washington, DC, Sunderland, MA.
5. Devlin, TM (2004). Biochimie: manual cu aplicații clinice. Am inversat.
6. Firestein, GS, Budd, R., Gabriel, SE, McInnes, IB, & O'Dell, JR (2016). Cartea de text de reumatologie a lui Kelley și Firestein. Științele sănătății Elsevier
7. Griffiths, AJ (2002). Analiza genetică modernă: integrarea genelor și genomelor. Macmillan.
8. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). O introducere în analiza genetică. Macmillan.
9. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochimie: text și atlas. Editura Medicală Panamericană.
10. Mikhailopulo, IA, & Miroshnikov, AI (2010). Noi tendințe în biotehnologia nucleozidelor. Acta Naturae 2 (5).
11. Passarge, E. (2009). Textul și atlasul de genetică. Editura Medicală Panamericană.
12. Pelley, JW (2007). Biochimia Integrată a Elsevier Mosby.
13. Siegel, GJ (1999). Neurochimie de bază: aspecte moleculare, celulare și medicale. Lippincott-Raven.