Guanosine

Guanosine est le nucléoside de la guanine à base de purine et est formé par l'addition du simple sucre ribose. Si on ajoute du désoxyribose plutôt que du ribose, c'est de la désoxyguanosine.

La guanosine fait partie des hélices et des doubles hélices de l'ARN. La désoxyguanosine analogue fait partie de l'ADN. En tant que guanosine triphosphate (GTP) avec trois groupes phosphate attachés, la guanosine est une réserve d'énergie importante et un donneur de groupes phosphate dans le cycle du citrate dans les mitochondries des cellules.

Qu'est-ce que la guanosine?

La guanosine est le nucléoside de la guanine à base de purine. Il est créé par l'ajout d'un groupe ribose via une liaison N-glycosidique. Dans le cas de l'analogue désoxyguanosine, le pentose attaché est constitué du groupe désoxyribose.

La guanosine et la désoxyguanosine sont des composants des hélices simples et doubles d'ARN et d'ADN. La base complémentaire forme la cytosine de base pyrimidique ou son nucléoside cytidine et désoxycytidine, auxquelles la guanosine est liée sous forme de paire de bases avec une triple liaison hydrogène. Avec des groupes phosphate attachés en plus, la guanosine forme une partie fonctionnelle importante du soi-disant cycle de l'acide citrique dans la chaîne respiratoire sous forme de guanosine diphosphate (GDP) et de guanosine triphosphate (GTP).

C'est une chaîne de processus contrôlés catalytiquement au sein du métabolisme énergétique qui se déroule dans les mitochondries des cellules. Le GTP sert de réserve d'énergie et de donneur de groupe phosphate. Sous l'action d'une enzyme spécifique, le GTP peut être converti en guanosine monophosphate cyclique en séparant deux groupes phosphate, qui joue un rôle particulier dans la transmission du signal au sein de la cellule. Sous une forme légèrement modifiée, le GTP prend en charge les tâches de transport de ce qu'on appelle Ran-GTP pour le transport nécessaire des substances entre le noyau cellulaire et le cytosol, en surmontant la membrane cellulaire.

Fonction, effet et tâches

Les hélices doubles et simples du matériel génétique ADN et ARN se composent d'une chaîne de seulement quatre nucléobases différentes, dont les bases guanine et adénine sont basées sur le squelette de la purine, qui se compose d'un cycle à cinq et six chaînons.

Les deux bases cytosine et thymine incarnent des bases pyrimidiniques avec un cycle aromatique à six chaînons. La nucléobase uracile doit être considérée comme une exception, qui est presque identique à la thymine et prend la place de la thymine dans l'ARN. Cependant, les longues chaînes des hélices ne sont pas constituées d'acides nucléiques inchangés, mais de leurs nucléotides. Les nucléobases sont converties en riboses ou désoxyriboses par addition d'un groupe ribose (ARN) ou d'un groupe désoxyribose (ADN), et par addition d'un ou plusieurs groupes phosphate au nucléotide correspondant. Dans le cas de la guanine, il s'agit de guanosine monophosphate ou de désoxyguanosine monophosphate, qui est incorporée en tant que maillon dans les hélices à longue chaîne d'ARN et d'ADN.

En tant que composant de l'ADN et de l'ARN, la guanosine - comme les autres nucléotides - n'a pas de rôle actif, mais code plutôt pour les protéines correspondantes qui sont synthétisées dans la cellule via des copies du brin d'ADN. La guanosine joue un rôle actif sous forme de GTP et de GDP dans le cycle de l'acide citrique au sein de la chaîne respiratoire en tant que donneur de groupe phosphate. Sous forme modifiée de guanosine monophosphate, le nucléotide joue également un rôle actif et agit comme une substance messagère pour le transport intracellulaire du signal, ce qui est particulièrement important pour les processus anabolisants de la synthèse des protéines. Sous la forme de Ran-GTP, le nucléotide agit comme un véhicule de transport spécialisé pour le transport de substances du noyau cellulaire à travers la membrane nucléaire dans le cytosol.

Éducation, occurrence, propriétés et valeurs optimales

La formule chimique de la guanosine est C10H13N5O5 et montre que le nucléoside se compose exclusivement de carbone, d'hydrogène, d'azote et d'oxygène. Ce sont des molécules qui sont disponibles en quantités pratiquement illimitées sur terre. Les oligo-éléments ou minéraux rares ne font pas partie de la guanosine.

La guanosine se présente - principalement sous la forme du nucléotide du même nom - à quelques exceptions près dans toutes les cellules humaines en tant que composant de l'ADN et de l'ARN ainsi que dans les mitochondries et dans le cytosol des cellules. Le corps est capable de synthétiser la guanosine dans le métabolisme des purines dans un processus très complexe. Cependant, l'extraction de la guanosine via le processus de voie de récupération est préférée. Les composés de valeur plus élevée contenant des nucléobases ou des nucléotides sont dégradés enzymatiquement et catalytiquement de manière à ce que les nucléosides tels que la guanosine puissent être recyclés.

Pour le corps, cela présente l'avantage que les processus de dégradation biochimique sont moins complexes et donc moins sujets aux erreurs et que moins d'énergie, c'est-à-dire moins d'ATP et moins de consommation de GTP, a lieu. La complexité et la rapidité avec lesquelles la guanosine et ses mono-, di- et triphosphates sont impliqués dans les réactions catalytiques ne permettent aucune indication directe sur une concentration optimale dans le sérum sanguin.

Maladies et troubles

Les multiples processus métaboliques dans lesquels la guanosine est impliquée conjointement avec d'autres nucléosides et en particulier sous forme phosphorylée en tant que nucléotide signifient que des troubles fonctionnels peuvent survenir à certains points du métabolisme.

Ce sont avant tout des défauts génétiques qui peuvent conduire à la non-présence de certaines enzymes ou à l'inhibition de leur bioactivité. Un défaut génétique connu lié à l'X conduit au syndrome de Lesch-Nyhan. Le syndrome provoque un dysfonctionnement de la voie de récupération du métabolisme des purines, de sorte que le corps doit de plus en plus emprunter la voie anabolique de la nouvelle synthèse. Le défaut génétique, qui peut être hérité de manière récessive, conduit à une défaillance fonctionnelle de l'hypoxanthine-guanine-phosphoribosyltransférase (HGPRT).

Malgré une nouvelle synthèse accrue, il existe une carence en guanosine et ses dérivés bioactifs. Ceci est lié à une production excessive d'acide urique, qui provoque des symptômes d'accompagnement tels que la formation de calculs urinaires et rénaux. L'augmentation permanente du taux d'acide urique peut entraîner la précipitation de cristaux d'acide urique dans les tissus et provoquer des crises de goutte douloureuses. Les troubles neurologiques, y compris la propension à l'automutilation, sont encore plus graves.