A Nukleozid vedno sestoji iz nukleobaze, ki je povezana z monosaharidno ribozo ali deoksiribozo preko N-glikozidne vezi. Vseh 5 nuklearnih baz - gradnikov DNK in RNK dvojnih in enojnih vijačnic - je mogoče encimsko pretvoriti v nukleozide. Nekateri glikozidi imajo fiziološki pomen, kot je adenozin, ki je osnovni gradnik ADP in ATP v energijski presnovi celic.
Kaj so nukleozidi?
Dvojni vijaki DNK in enojni vijaki RNA so oblikovani iz zaporedja samo petih različnih nukleobaz v obliki nukleotidov.
Vseh pet nukleobaz, od katerih adenin in gvanin temelji na pet- in šestčlanskem obroču purina in citozina, timina in uracila na aromatičnem šestčlanskem obroču pirimidina, se lahko kombinira z monosaharidno ribozo ali deoksiribozo N-glikozidi. Hidroksilna skupina (-OH) na C atomu pentoze reagira z amino skupino (-NH2) nukleinske baze in tvori in odcepi molekulo H2O. Ko je pritrjen ostanek riboze ali deoksiriboze, se adenin pretvori v adenozin ali deoksiadenozin.
Analogno se purin osnovni gvanin pretvori v gvanozin ali deoksiguanozin. Tri purinske baze timin, citozin in uracil se z dodajanjem ostanka riboze pretvorijo v timidin, citidin in uridin ali dobijo predpono „deoksi-“, če dodani sladkorni ostanek sestavlja deoksiriboza. Poleg tega obstaja več spremenjenih nukleozidov, od katerih nekateri igrajo vlogo pri prenosu DNK (tDNA) in ribosomske RNA (rRNA).
Umetno proizvedeni, modificirani nukleozidi, tako imenovani nukleozidni analogi, delujejo npr. T. kot protivirusna zdravila in se uporabljajo posebej za boj proti retrovirusom. Nekateri nukleozidni analogi imajo citostatski učinek, zato se uporabljajo za boj proti določenim rakavim celicam.
Funkcija, učinek in naloge
Ena najpomembnejših funkcij petih osnovnih nukleozidov je pretvorba v nukleotide z dodatkom fosfatne skupine v pentozo in tvorba gradnikov DNK in RNK kot nukleotidov.
Nekateri nukleozidi prevzamejo tudi naloge pri katalizi določenih presnovnih procesov v spremenjeni obliki. Na primer, tako imenovani "aktivni metionin" (S-adenozil metionin) služi kot darovalec metilnih skupin. V nekaterih primerih nukleozidi delujejo tudi v svoji nukleotidni obliki kot gradniki koencimov, ki prenašajo skupino. Primeri tega so riboflavin (vitamin B2), ki služi kot predhodnik številnih koencimov in tako igra osrednjo vlogo v mnogih presnovnih procesih.
Pri oskrbi z energijo celic ima adenozin zelo pomembno vlogo adenin difosfat (ADP) in kot adenozin trifosfat (ATP). ATP lahko opišemo kot univerzalni nosilec energije in služi tudi kot darovalec fosfata pri velikem številu presnovnih procesov, ki vključujejo fosforilacijo. Gvanozin trifosfat (GTP) je nosilec energije v tako imenovanem citratnem ciklu v mitohondrijah. Tudi nukleotidi so del koencima A in vitamina B12.
Nukleozidi uridin in citidin se uporabljata v kombinaciji kot zdravila za zdravljenje nevritisa in mišičnih bolezni. Na primer se sredstvo uporablja proti vnetju korenin živcev na hrbtenici in pri lumbagu. Spremenjeni nukleozidi, tako imenovani nukleozidni analogi, kažejo z. T. virostatični učinki proti retrovirusom. Uporabljajo se v zdravilih, ki se uporabljajo proti z. B. proti virusu herpes simpleksa in virusom HI. Drugi nukleozidni analogi s citostatičnimi učinki igrajo vlogo v boju proti raku.
Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti
Nukleozidi so sestavljeni izključno iz ogljika, vodika, kisika in dušika. Vse snovi je obilo praktično povsod na zemlji. Elementi v sledovih in redki minerali niso potrebni za gradnjo nukleozidov. Vendar telo ne sintetizira nukleozidov iz nič, ker je sinteza zapletena in porablja energijo.
Človeško telo torej gre v nasprotni smeri, predvsem pridobiva nukleozide iz razgradnih procesov v vmesnem metabolizmu purina in pirimidina (reševalna pot). Nukleozidi sodelujejo v velikem številu encimsko-katalitičnih presnovnih procesov v čisti obliki ali v fosforilirani obliki kot nukleotidi. Posebej velja omeniti delovanje adenozina v obliki ATP in ADP v tako imenovani dihalni verigi. Nukleotid gvanin trifosfat ima ključno vlogo v tako imenovanem citratnem ciklu.
Med cikli potekajo procesi znotraj mitohondrijev celic. Ker so nukleozidi skoraj vedno prisotni v vezani obliki ali kot nosilci funkcije v skoraj vseh telesnih celicah v velikih količinah, ni splošne mejne ali vodilne vrednosti za optimalno koncentracijo. Določanje koncentracije nekaterih nukleozidov ali nukleotidov v krvni plazmi je lahko koristno za diagnozo in diferencialno diagnozo.
Bolezni in motnje
Nukleozidi so aktivni del mnogih presnovnih procesov, njihove funkcije pa je le redko mogoče opazovati izolirano. Motnje običajno potekajo zaradi zapletenih encimsko-katalitičnih procesov, ki se na določenih točkah prekinejo ali zavirajo in vodijo do ustreznih simptomov.
Bolezni, ki povzročajo presnovne nepravilnosti nukleozidov, običajno vplivajo tudi na presnovo purina ali pirimidina, ker ima pet osnovnih nukleozidov purin ali pirimidinski okostje. Znano motnjo v presnovi purina povzroča dobro znani Lesch-Nyhan sindrom, dedna bolezen, ki povzroča pomanjkanje hipoksantin-gvaninske fosforibosiltransferaze (HGPRT). Pomanjkanje encima preprečuje recikliranje določenih nukleobaz, tako da pride do kumulativnega kopičenja hipoksantina in gvanina.
To pa sproži hiperuricemijo, povišano raven sečne kisline, ki vodi v protin. Zvišana raven sečne kisline vodi do odlaganja na sklepih in tetivah, kar lahko sproži boleče simptome. Zelo redka dedna bolezen se kaže v pomanjkanju adenilosukcinatne liaze, kar vodi v težave s presnovo purina. Bolezen vodi do trzanja mišic in zapoznelega, resnega razvoja otroka.
