Adenine

Adenine là một hợp chất thơm dị vòng với xương sống là purine, với vai trò là cơ sở nhân hữu cơ, cùng với ba bazơ khác, tạo thành một trong những khối xây dựng cơ bản của thông tin di truyền trong DNA và RNA.

Ngoài ra, adenine ở dạng nucleoside hoặc nucleotide đóng một vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất như NAD, FADH2 hoặc ATP, đặc biệt là trong sự cân bằng năng lượng của tế bào, trong ty thể.

Adenine là gì

Adenine với công thức phân tử hóa học C5N5H5 bao gồm một vòng thơm dị vòng (cấu trúc cơ bản purin) với một nhóm amin đính kèm (NH2). Adenine do đó còn được gọi là Aminopurine được chỉ định. Nó là một chất rắn màu vàng nhạt thăng hoa ở 220 độ C, tức là chuyển trực tiếp sang trạng thái khí và chỉ hòa tan rất ít trong nước.

Việc bổ sung một phân tử đường deoxyribose biến adenine thành deoxyadenosine, một trong 4 khối xây dựng tạo nên chuỗi xoắn kép DNA. Deoxythymidine, được hình thành từ thymidine và phân tử deoxyribose cũng được gắn vào, đóng vai trò là cơ sở bổ sung. Trong trường hợp của RNA, đây là một quá trình được sửa đổi một chút. Adenine trở thành adenosine thông qua việc bổ sung một phân tử đường D-ribose. Adenosine chiếm vị trí của deoxyadenosine trong DNA trong RNA. Cơ sở bổ sung không phải là thymine, mà là uracil ở dạng uridine.

Ngoài ra, adenosine tạo nên cấu trúc cơ bản của các nucleotide ATP, ADP và AMP, đóng vai trò quan trọng trong sự cân bằng năng lượng của tế bào. Adenosine cũng thực hiện các chức năng quan trọng như một đồng yếu tố trong một số enzym, hormone và chất điều hòa thần kinh như coenzyme A, NADPH và NADH.

Chức năng, tác dụng và nhiệm vụ

Là một phần của chuỗi xoắn kép DNA, adenosine tạo thành cặp bazơ adenine-thymine (A-T) thông qua hai cầu hydro với thymine bazơ nucleic bổ sung ở dạng deoxythymidine. Trong RNA chủ yếu là sợi đơn, adenine có một chức năng tương tự, mặc dù uracil không phải là thymidine như là cơ sở bổ sung trong quá trình hình thành sợi bổ sung, mRNA (RNA thông tin).

Là một thành phần của DNA và RNA, adenine không tham gia trực tiếp vào các quá trình trao đổi chất mà chỉ phục vụ, kết hợp với các nucleobase khác, mã hóa trình tự axit amin để tổng hợp các protein tương ứng. Một phần của quá trình chuyển hóa năng lượng của hầu hết các tế bào, được gọi là chuỗi hô hấp, về cơ bản bao gồm một loạt các quá trình oxy hóa và khử, được gọi là quá trình oxy hóa khử. Adenosine, được phosphoryl hóa để tạo thành adenosine triphosphate (ATP), có tầm quan trọng trung tâm trong chuỗi hô hấp. ATP giải phóng một nhóm phốt pho và do đó trở thành adensoindiphosphate (ADP) hoặc adenosine monophosphate (AMP). Nhìn chung, nó là một quá trình tỏa nhiệt sử dụng sự phân hủy cacbohydrat để tạo ra năng lượng cho quá trình trao đổi chất và ví dụ: B. cung cấp cho hoạt động của cơ.

Trong chức năng này, adenine hoặc adenosine tham gia trực tiếp vào các phản ứng hóa học. Một thành phần năng động quan trọng trong chuỗi phản ứng oxy hóa khử cũng là sự chuyển điện tử từ các điện tử liên kết với hydro (H) hoặc các hạt mang điện tử khác. Ở đây, adenin và adenosine là các thành phần chức năng của các enzym hoặc chất xúc tác như nicotine diamide (NAD) và những chất khác, cuối cùng sẽ phá vỡ quá trình oxy hóa (đốt cháy) hydro thành nước thành nhiều bước riêng lẻ được kiểm soát xúc tác và do đó có sẵn cho quá trình trao đổi chất mà không gây bỏng. .

Giáo dục, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu

Theo công thức hóa học C5N5H5, adenin bao gồm các khối xây dựng cơ bản là cacbon, nitơ và hydro, tất cả đều có nhiều trong tự nhiên. Các nguyên tố vi lượng hoặc khoáng chất hiếm không bắt buộc. Theo đó, không cần phải sợ thiếu nguyên liệu để tổng hợp, mà là một vấn đề trong quá trình sản xuất của chính cơ thể.

Vì quá trình tổng hợp tốn nhiều thời gian và năng lượng, khoảng 90% thời gian cơ thể sử dụng một con đường khác, nó tổng hợp adenine thông qua tái chế. Trong quá trình chuyển hóa purine, adenine thu được như một sản phẩm phân hủy từ các hợp chất phức tạp hơn. Adenine chỉ trở nên hiệu quả về mặt sinh hóa như một nucleoside thông qua việc bổ sung một phân tử deoxyribose. Điều này biến adenine thành deoxyadenosine. Với việc bổ sung thêm một đến ba gốc phosphate, deoxyadenosine trở thành một nucleotide được gọi là adenosine monophosphate (AMP), cyclic adenosine monophosphate (cAMP), adenosine diphosphate (ADP) hoặc adenosine triphosphate (ATP).

Phù hợp với các nhiệm vụ đa dạng của adenine và các biểu hiện hoạt động sinh hóa của nó trong môi trường đáp ứng các yêu cầu thay đổi động và adenine tự do không xảy ra trong tuần hoàn của cơ thể, bất kỳ mức adenine nào không thể đo được. Chỉ có thể rút ra kết luận gián tiếp về quá trình chuyển hóa purin nguyên vẹn bằng cách quan sát và đo lường các quá trình trao đổi chất nhất định.

Bệnh & Rối loạn

Rối loạn chuyển hóa được biết đến nhiều nhất - trên thực tế nhưng hiếm gặp - xảy ra liên quan đến việc cơ thể tự sản xuất adenine và các dạng hoạt tính sinh học của nó là hội chứng Lesch-Nyhan. Nó là một khiếm khuyết di truyền trên nhiễm sắc thể x. Đột biến gen dẫn đến sự thiếu hụt hoàn toàn hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase (HGPRT).

Việc thiếu HGPRT dẫn đến rối loạn chuyển hóa purine, do đó, việc tái chế các gốc purine là hypoxanthine và guanine, vốn thường diễn ra, không còn cần thiết nữa. Thay vào đó, cơ thể buộc phải liên tục sản xuất adenine thông qua quá trình tổng hợp. Điều này dẫn đến lượng axit uric quá nhiều và kết tủa các tinh thể axit uric, có thể gây ra bệnh gút hoặc hình thành sỏi tiết niệu ở khớp. Ngoài ra, trẻ sơ sinh thường bị chậm phát triển trí tuệ và gia tăng chứng tự mãn.

Một bệnh di truyền hiếm gặp khác là bệnh Huntington. Có một khiếm khuyết di truyền trên nhiễm sắc thể số 4. Trình tự cơ sở cytosine-adenine-guanine với 10 đến 30 lần lặp lại thường được tìm thấy ở một gen nhất định. Nếu có hơn 36 trong số những lần được gọi là lặp lại bộ ba do đột biến gen, thì bệnh di truyền Huntington sẽ xảy ra. Trong quá trình bệnh có các vấn đề về vận động và tổn thương thần kinh không thể chữa khỏi.