Guanine

Guanine est une base azotée importante et est d'une importance capitale pour le métabolisme des acides nucléiques dans l'organisme. Il peut être synthétisé dans le corps à partir d'acides aminés. Cependant, en raison de la dépense énergétique élevée de cette réaction, elle est souvent récupérée par la voie de récupération.

Qu'est-ce que la guanine?

La guanine est l'une des cinq bases azotées qui jouent un rôle clé dans la structure de l'ADN et de l'ARN. C'est également un composant de base d'autres molécules physiologiquement importantes telles que la guanisine triphosphate (GTP).

La guanine est une base purique dont la structure chimique de base consiste en un cycle aromatique hétérocyclique composé de six atomes et d'un cycle à cinq chaînons attaché. Dans le corps, il se présente généralement sous forme de mononucléotide avec du ribose ou du désoxyribose et un résidu de phosphate. En plus de l'ATP, le mononucléotide GTP est une réserve d'énergie dans le cadre du métabolisme énergétique. Dans la double hélice de l'ADN, la guanine est liée à la cytosine de base azotée complémentaire via trois liaisons hydrogène.

La formation de guanine libre étant très énergivore, elle est récupérée dans l'organisme à partir des acides nucléiques par séparation (voie de récupération) et utilisée à nouveau sous la forme d'un mononucléotide pour la synthèse des acides nucléiques. Il se décompose en acide urique dans le corps. La guanine est un solide légèrement jaunâtre avec un point de fusion de 365 degrés. Il fond avec la décomposition. Il est insoluble dans l'eau, mais peut être dissous dans les acides et les alcalis.

Fonction, effet et tâches

La guanine fait partie des acides nucléiques et de divers nucléotides et nucléosides. En tant que nucléobase importante, c'est l'une des molécules centrales de tous les organismes.

Il forme le code génétique avec les trois autres nucléobases adénine, cytosine et thymine. Comme ceux-ci, il est lié glycosidiquement au sucre désoxyribose dans l'ADN. Trois nucléobases successives codent pour un acide aminé chacune en tant que soi-disant codon. Plusieurs codons codent ainsi une protéine comme une chaîne d'acides aminés consécutifs. Le code génétique est stocké dans l'ADN. Dans la double hélice de l'ADN, il existe une chaîne complémentaire avec les nucléobases complémentaires respectives. Il est lié à la chaîne codonogène par des liaisons hydrogène et est responsable de la stabilité de l'information génétique.

Au sein de l'ARN, la guanine, avec les autres nucléobases, joue un rôle important dans la synthèse des protéines. Les nucléosides guanisine et désoxyguanisine sont également des produits intermédiaires importants dans le métabolisme. De plus, les nucléotides guanisine monophosphate (GMP), guanisine diphosphate (GDP) et guanisine triphosphate (GTP) sont responsables du métabolisme énergétique en plus de l'ATP et de l'ADP. Les nucléotides de l'ADN se produisent également en tant que composés intermédiaires dans le métabolisme.

Éducation, occurrence, propriétés et valeurs optimales

La guanine est d'une importance capitale dans le métabolisme de tous les organismes. Comme il fait partie des acides nucléiques, il se produit également librement en tant que produit intermédiaire du métabolisme. Dans l'organisme humain, il peut être synthétisé à partir d'acides aminés. Cependant, la biosynthèse est très gourmande en énergie.

Il est donc récupéré des acides nucléiques sous forme de nucléotide via la voie de sauvetage. Dans la voie de récupération, des bases puriques libres telles que l'adénine, la guanine et l'hypoxanthine sont coupées de l'acide nucléique existant et de nouveaux mononucléotides sont formés. Ce procédé est beaucoup plus économe en énergie que la nouvelle synthèse de guanine et de son mononucléotide. Le mononucléotide est à nouveau utilisé pour la synthèse d'acide nucléique. La filière de récupération représente donc un processus de recyclage: lorsque la guanine est décomposée, l'acide urique est produit via le produit intermédiaire xanthine.

La dégradation des purines dans le corps est la principale source d'acide urique. Chez les oiseaux, les reptiles et les chauves-souris, la guanine est un produit d'excrétion important de l'azote en plus de l'acide urique. Comme ce produit pâteux contient peu d'eau et ne peut être que mal utilisé pour la production d'énergie, il est excrété directement par les oiseaux et les chauves-souris en particulier. Parce que la masse totale est réduite lorsqu'elle est excrétée, la capacité de ces animaux à voler s'améliore. La guanine excrétée forme ce qu'on appelle le guano, en particulier sur les sols calcaires après altération. Le guano est un engrais très précieux riche en phosphore et en azote.

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Maladies et troubles

Si le métabolisme de la guanine est perturbé, des problèmes de santé peuvent survenir. Par exemple, si l'enzyme hypoxanthine guanine phosphoribosyl transférase (HGPRT) est défectueuse, la voie de récupération est interrompue. Le syndrome dit de Lesch-Nyhan se développe à partir de là.

Dans cette maladie, la récupération des mononucléotides de guaninsine à partir des acides nucléiques est insuffisante. Au contraire, il y a une dégradation accrue de la guanine. De grandes quantités d'acide urique sont produites dans le corps. C'est pourquoi cette maladie est également connue sous le nom de syndrome d'hyperuricémie. Dans les cas graves, une autoagression, une déficience cognitive et même une agression étrangère se produisent. Souvent, les patients se blessent. Les garçons sont principalement touchés car la maladie autosomique récessive est causée par une mutation génique sur le chromosome X.

Chez les filles, les deux chromosomes X devraient être affectés par la mutation, mais cela se produit rarement. Si le syndrome de Lesch-Nyhan n'est pas traité, les enfants meurent en bas âge. La dégradation de la guanine peut être inhibée par l'utilisation de médicaments et d'un régime alimentaire spécial. Les symptômes peuvent ainsi être partiellement atténués. Malheureusement, le syndrome de Lesch-Nyhan ne peut pas être traité de manière causale. L'hyperuricémie peut également survenir en relation avec d'autres maladies ou d'autres défauts génétiques. L'hyperuricémie primaire est un pour cent génétique et 99 pour cent causée par une diminution de l'excrétion d'acide urique par les reins.

Il existe également des formes secondaires d'hyperuricémie. Par exemple, des maladies associées à une détérioration accrue des cellules telles que la leucémie ou certaines maladies du sang peuvent produire plus de purines et donc d'acide urique. Les médicaments ou l'alcoolisme peuvent également entraîner des troubles du métabolisme des purines. En raison de l'augmentation des concentrations d'acide urique, des crises de goutte peuvent survenir en raison de précipités d'acide urique dans les articulations. Le traitement comprend une alimentation pauvre en purine et donc également pauvre en guanine.