جوانين

جوانين هي قاعدة نيتروجين مهمة ولها أهمية مركزية في استقلاب الحمض النووي في الكائن الحي. يمكن تصنيعه في الجسم من الأحماض الأمينية. ومع ذلك ، نظرًا لاستهلاك الطاقة المرتفع لهذا التفاعل ، غالبًا ما يتم استعادته عبر مسار الإنقاذ.

ما هو الجوانين؟

الغوانين هي إحدى قواعد النيتروجين الخمس التي تلعب دورًا رئيسيًا في بنية الحمض النووي والحمض النووي الريبي. وهو أيضًا مكون أساسي لجزيئات أخرى مهمة من الناحية الفسيولوجية مثل غوانيسين ثلاثي الفوسفات (GTP).

Guanine عبارة عن قاعدة بيورين ، ويتكون التركيب الكيميائي الأساسي لها من حلقة عطرية حلقية غير متجانسة مكونة من ست ذرات وحلقة ملحقة بها من خمس ذرات. يحدث في الجسم عادة على شكل أحادي نيوكليوتيد مع ريبوز أو ديوكسيريبوز وبقايا فوسفات. بالإضافة إلى ATP ، فإن أحادي النوكليوتيد GTP هو مخزن للطاقة في سياق استقلاب الطاقة. في الحلزون المزدوج للحمض النووي ، يرتبط الجوانين بقاعدة النيتروجين التكميلية عبر ثلاث روابط هيدروجينية.

نظرًا لأن تكوين الجوانين الحر كثيف جدًا للطاقة ، فإنه يتم استعادته في الجسم من الأحماض النووية عن طريق الانفصال (مسار الإنقاذ) واستخدامه مرة أخرى في شكل أحادي النوكليوتيد لتخليق الحمض النووي. يتحلل إلى حمض البوليك في الجسم. الجوانين مادة صلبة ذات مظهر مصفر قليلاً مع درجة انصهار 365 درجة. يذوب مع التحلل. إنه غير قابل للذوبان في الماء ، ولكن يمكن إذابته في الأحماض والقلويات.

الوظيفة والتأثير والمهام

الجوانين هو جزء من الأحماض النووية ومختلف النيوكليوتيدات والنيوكليوسيدات. باعتبارها قاعدة نووية مهمة ، فهي أحد الجزيئات المركزية لجميع الكائنات الحية.

إنه يشكل الشفرة الوراثية مع القواعد النووية الثلاثة الأخرى: الأدينين والسيتوزين والثايمين. مثل هذه ، فهو مرتبط جليكوسيدالي بالسكر ديوكسيريبوز في الحمض النووي. تقوم ثلاث قواعد نووية متتالية بتشفير حمض أميني واحد لكل منها على أنه كودون مزعوم. وبالتالي فإن العديد من الكودونات ترمز إلى البروتين كسلسلة من الأحماض الأمينية المتتالية. يتم تخزين الشفرة الجينية في الحمض النووي. يوجد داخل الحلزون المزدوج للحمض النووي سلسلة تكميلية مع القواعد النووية التكميلية ذات الصلة. إنه مرتبط بالسلسلة المكونة للكود عن طريق الرابطة الهيدروجينية وهو مسؤول عن استقرار المعلومات الجينية.

داخل الحمض النووي الريبي ، يلعب الجوانين ، جنبًا إلى جنب مع القواعد النووية الأخرى ، دورًا مهمًا في تخليق البروتين. النيوكليوزيدات جوانيسين وديوكسي جوانيسين هي أيضًا منتجات وسيطة مهمة في عملية التمثيل الغذائي. علاوة على ذلك ، فإن النيوكليوتيدات غوانيسين أحادي الفوسفات (GMP) وغوانيسين ثنائي الفوسفات (GDP) وغوانيسين ثلاثي الفوسفات (GTP) هي المسؤولة عن استقلاب الطاقة بالإضافة إلى ATP و ADP. تحدث نيوكليوتيدات الحمض النووي أيضًا كمركبات وسيطة في عملية التمثيل الغذائي.

التعليم والوقوع والخصائص والقيم المثلى

الجوانين له أهمية مركزية في عملية التمثيل الغذائي لجميع الكائنات الحية. نظرًا لأنه جزء من الأحماض النووية ، فإنه يحدث أيضًا بحرية كمنتج وسيط لعملية التمثيل الغذائي. يمكن تصنيعه في الكائن البشري من الأحماض الأمينية. ومع ذلك ، فإن عملية التخليق الحيوي كثيفة الاستخدام للطاقة.

لذلك يتم استعادته من الأحماض النووية في شكل نيوكليوتيد عبر مسار الإنقاذ. في مسار الإنقاذ ، يتم قطع قواعد البيورين الحرة مثل الأدينين والجوانين والهيبوكسانثين من الحمض النووي الموجود ويتم تكوين أحاديات نيوكليوتيدات جديدة. هذه العملية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة بكثير من التوليف الجديد للجوانين وأحادي النوكليوتيد. يتم استخدام أحادي النوكليوتيد مرة أخرى لتخليق الحمض النووي. وبالتالي فإن مسار الإنقاذ يمثل عملية إعادة التدوير ، فعند تكسير الجوانين ، يتم إنتاج حمض البوليك عن طريق الزانثين الوسيط.

يعد انهيار البيورينات في الجسم المصدر الرئيسي لحمض البوليك. في الطيور والزواحف والخفافيش ، يعتبر الجوانين منتجًا مهمًا لإفراز النيتروجين بالإضافة إلى حمض البوليك. نظرًا لأن هذا المنتج المعجنات يحتوي على القليل من الماء ولا يمكن استخدامه إلا بشكل سيئ لتوليد الطاقة ، فإنه يتم إفرازه مباشرة عن طريق الطيور والخفافيش على وجه الخصوص. لأن الكتلة الكلية تقل عندما تفرز ، تتحسن قدرة هذه الحيوانات على الطيران. يشكل الجوانين المفرز ما يعرف باسم ذرق الطائر ، خاصة في التربة الغنية بالكلس بعد التجوية. ذرق الطائر هو سماد ذو قيمة عالية وغني بالفوسفور والنيتروجين.

يمكنك العثور على أدويتك هنا

الأمراض والاضطرابات

في حالة اضطراب استقلاب الجوانين ، يمكن أن تنشأ مشاكل صحية. على سبيل المثال ، إذا كان إنزيم hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase (HGPRT) معيبًا ، يتم تعطيل مسار الإنقاذ. تتطور متلازمة ليش نيهان المزعومة من هذا.

في هذا المرض ، لا يكفي استرداد أحادي نيوكليوتيدات الجوانين من الأحماض النووية. بدلا من ذلك ، هناك زيادة في انهيار الجوانين. يتم إنتاج كميات كبيرة من حمض اليوريك في الجسم. هذا هو السبب في أن هذا المرض يعرف أيضًا باسم متلازمة فرط حمض يوريك الدم. في الحالات الشديدة ، يحدث العدوان الذاتي والضعف الإدراكي وحتى العدوان الأجنبي. غالبًا ما يصيب المرضى أنفسهم. يتأثر الأولاد في الغالب لأن المرض الجسدي المتنحي ناجم عن طفرة جينية في الكروموسوم X.

عند الفتيات ، يجب أن يتأثر كل من الكروموسومات X بالطفرة ، لكن هذا نادرًا ما يحدث. إذا تُركت متلازمة ليش نيهان دون علاج ، يموت الأطفال في سن الرضاعة. يمكن منع تحلل الجوانين من خلال استخدام الأدوية واتباع نظام غذائي خاص. وبالتالي يمكن تخفيف الأعراض جزئيًا. لسوء الحظ ، لا يمكن علاج متلازمة ليش نيهان سببيًا. يمكن أن يحدث فرط حمض يوريك الدم أيضًا بسبب أمراض أخرى أو عيوب وراثية أخرى. فرط حمض يوريك الدم الأولي وراثي بنسبة واحد بالمائة و 99 بالمائة ناتج عن انخفاض إفراز حمض البوليك عبر الكلى.

هناك أيضًا أشكال ثانوية من فرط حمض يوريك الدم. على سبيل المثال ، يمكن للأمراض المرتبطة بزيادة تدهور الخلايا مثل اللوكيميا أو بعض أمراض الدم أن تنتج المزيد من البيورينات وبالتالي حمض البوليك. يمكن أن تؤدي الأدوية أو إدمان الكحول أيضًا إلى اضطرابات في استقلاب البيورين. نتيجة لزيادة تركيز حمض البوليك ، يمكن أن تحدث نوبات النقرس بسبب رواسب حمض البوليك في المفاصل. يشمل العلاج نظامًا غذائيًا منخفض في البيورين وبالتالي منخفض أيضًا في الجوانين.