Pseudouridin

Na Pseudouridin gre za nukleozid, ki je gradnik RNK. Kot taka je predvsem sestavina prenosa RNA (tRNA) in je vključena v prevajanje.

Kaj je psevouridin?

Pseudouridin je osnovna snov tRNA in je sestavljen iz dveh komponent: nukleobaze uracila in sladkorja β-D-ribofuranoze. Tudi biologija ga imenuje Psi-uridin in jo okrajša z grško črko Psi (Ψ) iz.

Pseudouridin je izomer nukleozidnega uridina: Ima enako molekulsko maso kot uridin in je sestavljen iz popolnoma enakih gradnikov. Edina razlika med pseudouridinom in uridinom je njihova različna tridimenzionalna struktura. Prostorska razlika med obema nukleozidoma je nukleobaza uracil. Pri uridinu je osrednji obroč, ki ga tvori uracil, sestavljen iz skupno štirih atomov ogljika, ene spojine NH in enega dušikovega atoma.

V primeru psevouridina pa je osrednja osnovna struktura sestavljena iz obroča, sestavljenega iz štirih posameznih ogljikovih atomov in dveh NH spojin. Biologija zato pseudouridin imenuje tudi naravno spremenjen nukleozid. Prvič so ga odkrili v petdesetih letih prejšnjega stoletja in od takrat so ga prepoznali kot najpogosteje spremenjen nukleozid.

Funkcija, učinek in naloge

Kot nukleobaza RNA je psevouridin sestavni del prenosne RNA (tRNA). TRNA se pojavlja v obliki kratkih verig in deluje kot orodje pri prevajanju. Biologija opisuje prevajanje kot postopek, v katerem se informacije v genih prevedejo v beljakovine.

Pri ljudeh se genetska informacija shranjuje predvsem v obliki DNK. Človeška DNK prebiva v jedru vsake celice in je ne zapusti. Šele ko se celica deli in se celično jedro raztopi, se DNK premakne v preostalem telesu celice. Da lahko celica še vedno dostopa do informacij, shranjenih v DNK, jih naredi kopijo. Ta kopija je kreatorna RNA ali na kratko mRNA. Istoimenska razlika med DNK in RNK je kisik, ki se veže na ribozo. Ko mRNA migrira iz celičnega jedra, se lahko začne prevajanje.

Dva konca tRNA se lahko vežeta na različne molekule. En konec tRNA je zasnovan tako, da se natančno ujema s trojico mRNA, to je skupino treh zaporednih baz. Primerna aminokislina se prikloni na nasprotni konec tRNA. Skupaj dvajset aminokislin, ki se pojavljajo v naravi, tvorijo gradnike vseh obstoječih beljakovin. Trojna enolično kodira specifično aminokislino. Ribosom povezuje aminokisline, ki so na enem koncu tRNA, in ustvari dolgo verigo. Ta beljakovinska veriga se zaradi svojih fizikalnih lastnosti zloži in tako dobi značilno prostorsko strukturo.

Iz teh verig so sestavljeni tako hormoni in nevrotransmiterji kot gradniki celic in zunajceličnih struktur. Ko ribosom povezuje dve sosednji aminokislini, se tRNA ponovno sprosti in lahko prevzame novo aminokislino ter jo prenese v mRNA. Pseudouridin se pojavi v stranski zanki tRNA. Brez pseudouridina tRNA ne bi bila funkcionalna in organizem ne bi mogel izvesti osnovnih mikroprocesov.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Molekularna formula za pseudouridin je C9H12N2O6. Pseudouridin je sestavljen iz sladkorne riboze in nukleobaze uracila. Uracil nadomešča osnovni timin z ribonukleinsko kislino (RNA), ki jo najdemo le v deoksiribonukleinski kislini (DNK). Ostale tri baze človeških nukleinskih kislin so adenin, gvanin in citozin; pojavljajo se tako v DNK kot v RNK.

Riboza sladkorja ima osnovno strukturo, sestavljeno iz petih ogljikovih atomov. Zato ga tudi biologija imenuje pentoza. Ribose igra ne le vlogo sestavnih delov kromosomov; pojavlja se na primer tudi pri dobavitelju energije ATP in deluje kot sekundarna sporočilna snov pri nekaterih nevronskih in hormonskih procesih. Človeško telo uporablja encim, imenovan pseudouridin sintaza, za sintezo pseudouridina. V primeru nekaterih bolezni lahko ta proces moti. Posledica tega so bolezni, ki običajno lahko prizadenejo več organskih sistemov.

Bolezni in motnje

V mitohondrijah najdemo tudi psevouridin v tRNA. Mitohondrije so organele, ki delujejo kot drobne elektrarne v celicah. Imajo svojo gensko sestavo in se prenašajo z matere na otroke preko jajčne celice.

Pri miopatiji z laktacidozo in sideroblastično anemijo pride do motenj psevdouridin sintaze. Ta bolezen je mišična bolezen, ki jo spremlja anemija. Verjetno mutacija preprečuje pravilno tvorbo psevouridin sintaze. Kot rezultat tega lahko telo proizvede okvarjeno tRNA, ki je drugačna od zdrave tRNA. V tej obliki metabolične miopatije nenormalna tRNA povzroča gibanje nestrpnosti pri otrocih in anemijo v mladostništvu. Vendar se pojavlja zelo redko. Pseudouridin je lahko vpleten tudi pri boleznih oči, ledvic in drugih organskih sistemov.

Nedavne raziskave na primer kažejo, da je koncentracija pseudouridina primerna kot označevalec za delovanje ledvic. Do sedaj so zdravniki raven kreatina uporabljali predvsem kot marker. Pomanjkljivost te metode pa je, da je raven kreatina zelo nagnjena k napakam: odvisna je na primer tudi od količine mišične mase. Psevouridin in C-manozil-triptofan sta brez tega vpliva in bi zato lahko v prihodnosti nadomestila kreatin kot marker za delovanje ledvic (Sekula et al., 2015).