pseudouridiinisyntaasi-

at pseudouridiinisyntaasi- se on nukleosidi, joka on RNA: n rakennuspalikka. Sellaisena se on pääasiassa siirto-RNA: n (tRNA) komponentti ja osallistuu translaatioon.

Mikä on pseudouridine?

Pseudouridiini on tRNA: n emäksinen aine ja koostuu kahdesta komponentista: nukleobaasiurasiilista ja sokerin β-D-ribofuranoosista. Biologia kutsuu myös sitä Psi-uridiini ja lyhentaa sitä kreikkalaisella kirjaimella Psi (Ψ) alkaen.

Pseudouridiini on nukleosidi-uridiinin isomeeri: Sillä on sama molekyylimassa kuin uridiinilla ja se koostuu täsmälleen samoista rakennuspalikoista. Ainoa ero pseudouridiinin ja uridiinin välillä on niiden erilainen kolmiulotteinen rakenne. Alueellinen ero näiden kahden nukleosidin välillä on nukleobaasiurasiili. Uridiinin tapauksessa keskirengas, jonka urasiili muodostaa, koostuu yhteensä neljästä hiiliatomista, yhdestä NH-yhdisteestä ja yhdestä typpiatomista.

Pseudouridiinin tapauksessa keskeinen emäksinen rakenne koostuu renkaasta, joka koostuu neljästä erillisestä hiiliatomista ja kahdesta NH-yhdisteestä. Siksi biologia kutsuu pseudouridiiniä myös luonnollisesti modifioiduksi nukleosidiksi. Se löydettiin ensimmäisen kerran 1950-luvulla, ja siitä lähtien se on tunnistettu runsaimmin modifioiduksi nukleosidiksi.

Toiminto, vaikutukset ja tehtävät

RNA-nukleobaasina pseudouridiini on siirto-RNA: n (tRNA) komponentti. TRNA esiintyy lyhyiden ketjujen muodossa ja toimii käännösvälineenä. Biologia kuvaa translaatiota prosessina, jossa geenien informaatio muunnetaan proteiineiksi.

Ihmisillä geneettinen tieto varastoidaan pääasiassa DNA: n muodossa. Ihmisen DNA sijaitsee jokaisen solun ytimessä eikä jätä sitä. Vain kun solu jakautuu ja soluydin liukenee, DNA liikkuu muussa solurungossa. Jotta solu voi silti käyttää DNA: hon tallennettuja tietoja, se tekee siitä kopion. Tämä kopio on lähetti-RNA tai lyhyt mRNA. DNA: n ja RNA: n samanlainen ero on hape, joka kiinnittyy riboosiin. Sen jälkeen kun mRNA on muuttunut ulos solun ytimestä, translaatio voi alkaa.

TRNA: n kaksi päätä voivat sitoutua erilaisiin molekyyleihin. TRNA: n toinen pää on suunniteltu siten, että se vastaa tarkalleen mRNA: n kolmoista, ts. Kolmen peräkkäisen emäksen ryhmää. Sopiva aminohappo telakoituu tRNA: n vastakkaiseen päähän. Kaikkiaan 20 luonnossa esiintyvää aminohappoa muodostaa rakennuspalikoita kaikille olemassa oleville proteiineille. Kolmikko koodaa ainutlaatuisesti tiettyä aminohappoa. Ribosomi yhdistää tRNA: n toisessa päässä olevat aminohapot muodostaen pitkän ketjun. Tämä proteiiniketju taittuu fysikaalisten ominaisuuksiensa vuoksi ja saa siten ominaisen tilarakenteen.

Sekä hormonit että välittäjäaineet, samoin kuin solujen ja solunulkoisten rakenteiden rakennuspalikat koostuvat näistä ketjuista. Kun ribosomi yhdistää kaksi vierekkäistä aminohappoa, tRNA vapautuu jälleen ja voi ottaa uuden aminohapon ja kuljettaa sen mRNA: han. Pseudouridiini esiintyy tRNA: n sivusilmukassa. Ilman pseudouridiiniä tRNA ei olisi toiminnallinen eikä organismi kykenisi suorittamaan emäksisiä mikroprosesseja.

Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot

Pseudouridiinin molekyylikaava on C9H12N2O6. Pseudouridiini koostuu sokeririboosista ja nukleobaasiurasiilista. Uracil korvaa emäksisen tymiinin ribonukleiinihapossa (RNA), jota esiintyy vain deoksiribonukleiinihapossa (DNA). Ihmisen nukleiinihappojen muut kolme emästä ovat adeniini, guaniini ja sytosiini; niitä esiintyy sekä DNA: ssa että RNA: ssa.

Sokeririboosilla on perusrakenne, joka koostuu viidestä hiiliatomista. Siksi biologia kutsuu sitä myös pentoosiksi. Riboosilla ei ole vain rooli kromosomien osana; se esiintyy myös esimerkiksi energiantoimittajan ATP: ssä ja toimii sekundaarisena lähetysaineena joissakin hermosolujen ja hormonien prosesseissa. Ihmiskeho käyttää pseudouridiini-syntaasi-nimistä entsyymiä pseudouridiinin syntetisoimiseen. Tietyissä sairauksissa tämä prosessi voi olla häiritty. Tuloksena on sairauksia, jotka voivat tyypillisesti vaikuttaa useisiin elinjärjestelmiin.

Sairaudet ja häiriöt

Mitokondrioissa pseudouridiiniä löytyy myös tRNA: sta. Mitokondriat ovat organelleja, jotka toimivat pieninä voimalaitoksina soluissa. Heillä on oma geneettinen meikkansa, ja ne välittyvät äideiltä lapsilleen munasolun kautta.

Maitohappoasidoosin ja sideroblastisen anemian myopatiassa esiintyy pseudoruridiinin syntaasin häiriöitä. Tämä sairaus on lihassairaus, johon liittyy anemia. Oletettavasti mutaatio estää pseudouridiinisyntaasin oikean muodostumisen. Seurauksena elimistö voi tuottaa viallisen tRNA: n, joka eroaa terveestä tRNA: sta. Tässä metabolisen myopatian muodossa epänormaali tRNA aiheuttaa lasten liikkumattomuutta ja nuoruuden aikana anemiaa. Sitä esiintyy kuitenkin hyvin harvoin. Pseudouridiini voi myös olla osallisena silmien, munuaisten ja muiden elinjärjestelmien sairauksissa.

Esimerkiksi viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että pseudouridiinikonsentraatio on sopiva merkki munuaisten toiminnalle. Toistaiseksi lääkärit ovat käyttäneet pääasiassa kreatiinitasoa merkkiaineena. Tämän menetelmän haittana on kuitenkin se, että kreatiinitaso on erittäin alttiita virheille: se riippuu myös esimerkiksi lihaksen massasta. Pseudouridiini ja C-mannosyyli-tryptofaani ovat vapaita tästä vaikutuksesta ja voivat siksi tulevaisuudessa korvata kreatiinin merkkinä munuaistoiminnalle (Sekula et al., 2015).