A nukleozid mindig a monoszacharidhoz kapcsolt nukleáris bázisból áll ribóz vagy dezoxiribóz N-glikozidos kötéssel. Mind az 5 nukleáris bázisok - a DNS és RNS kettős és egyszeres hélixek építőkövei - enzimatikusan nukleozidokká alakíthatók. Néhány glikozid fiziológiai jelentőséggel bír, mint pl adenozin, amely az ADP és az ATP alapvető építőköve a cellában energia anyagcserét.
Mik azok a nukleozidok?
A DNS kettős spirálja és az RNS egyetlen spirálja csak öt különböző nukleáris szekvenciából képződik bázisok nukleotidok formájában. Mind az öt nukleáris bázisokamelyeknek az adenin és a guanin az alapszerkezete a purin öt- és hattagú gyűrűin, a citozin, a timin és az uracil pedig a pirimidin aromás hattagú gyűrűjén alapul, N-glikozidikusan egyesülhetnek a monoszachariddal ribóz és dezoxiribóz. A pentóz 1. atomjának hidroxilcsoportja (-OH) reagál a nukleáris bázis amino-csoportjával (-NH2), hogy H2O molekulát képezzen és szétváljon. Amikor a ribóz vagy dezoxiribóz maradék kapcsolódik, az adenin átalakul adenozin vagy dezoxi-adenozin. Hasonlóképpen, a purin bázis guanin átalakul guanozinná, illetve dezoxiguanozinná. A három purinbázisból a timint, a citozint és az uracilt timidinné, citidinné és uridinná alakítják a ribózmaradék hozzáadásával, vagy ha hozzáadják a cukor a maradék dezoxiribózból áll. Ezenkívül számos módosított nukleozid létezik, amelyek közül néhány szerepet játszik a transzfer DNS-ben (tDNS) és a riboszomális RNS-ben (rRNS). A mesterségesen előállított, módosított nukleozidok, az úgynevezett nukleozid-analógok részben vírusellenes hatásúak, és kifejezetten a retrovírusok leküzdésére szolgálnak. Egyes nukleozid analógok citosztatikus aktivitást mutatnak, ezért bizonyos ellen küzdenek rák sejtekben.
Funkció, cselekvés és szerepek
Az öt bázikus nukleozid egyik legfontosabb funkciója az a hozzáadásával nukleotidokká alakul foszfát csoportot a pentózhoz, és nukleotidként a DNS és az RNS építőköveit alkotják. Módosított formában egyes nukleozidok bizonyos metabolikus folyamatok katalízisében is feladatokat látnak el. Például az úgynevezett „aktív metionin”(S-adenozil-metionin) a metilcsoportok donoraként szolgál. Bizonyos esetekben a nukleozidok nukleotid formájában is működnek, mint a csoportátadó koenzimek építőkövei. Ilyenek például riboflavin (vitamin B2), amely számos koenzim előfutáraként szolgál, és ezért számos anyagcsere-folyamatban központi szerepet játszik. A sejtek energiaellátásában adenozin nagyon fontos szerepet játszik adenzin-difoszfátként (ADP) és adenozin-trifoszfátként (ATP). Az ATP univerzális energiahordozóként írható le, és a-ként is szolgál foszfát donor nagyon sok metabolikus folyamatban, amelyek foszforilációt jelentenek. A guanozin-trifoszfát (GTP) az úgynevezett citrát-ciklus energiahordozója mitokondrium. A nukleotidok szintén a koenzim A és vitamin B12. Az uridin és citidin nukleozidokat kombinációban alkalmazzuk szerek kezelni ideggyulladás és izombetegségek. Például a gyógyszert használják ideggyökér gyulladás a gerinc és lumbágó. A módosított nukleozidok, az úgynevezett nukleozid-analógok, egyes esetekben virosztatikus hatást mutatnak a retrovírusokkal szemben. Ban használják szerek például herpesz simplex vírus és HIV vírusok. Más citosztatikus aktivitású nukleozidanalógok szerepet játszanak a rák kezelést.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek
A nukleozidok teljes egészében a következőkből állnak szén, hidrogén, oxigénés nitrogén. Valamennyi anyag gyakorlatilag mindenhol bőséges a Földön. Nyomelemek és ritka ásványok nem szükségesek a nukleozidok felépítéséhez. Ennek ellenére a test nem szintetizálja a nukleozidokat a semmiből, mert a szintézis összetett és energiaigényes. Ezért az emberi test az ellenkező utat járja be, főleg a köztes purin- és pirimidin-anyagcserében (megmentési útvonal) zajló lebontási folyamatokból nyer nukleozidokat. A nukleozidok különféle enzimatikus-katalitikus anyagcsere-folyamatokban vesznek részt tiszta formában vagy foszforilezett formában nukleotidként. Különösen figyelemre méltó az adenozin ATP és ADP formájú funkciója az úgynevezett légzési láncban. A guanin-trifoszfát nukleotid döntő szerepet játszik az úgynevezett citrát-ciklusban. A ciklusokban a folyamatok a mitokondrium sejtek. Mivel a nukleozidok szinte mindig nagy mennyiségben, kötött formában vagy funkcionális hordozóként vannak jelen gyakorlatilag az összes testsejtben, nincs általános korlát vagy irányérték az optimális koncentráció. A koncentráció specifikus nukleozidok vagy nukleotidok vér a plazma hasznos lehet a diagnózisokhoz és a differenciáldiagnózisokhoz.
Betegségek és rendellenességek
A nukleozidok számos metabolikus folyamat aktív részei, és funkcióik ritkán tekinthetők elszigetelten. A rendellenességek általában összetett enzimatikus-katalitikus folyamatokat foglalnak magukban, amelyeket megszakítanak vagy gátolnak bizonyos helyeken, ami megfelelő tünetekhez vezet. A nukleozidok metabolikus rendellenességeit okozó betegségek általában purin vagy pirimidin anyagcserét is magukban foglalnak, mivel az öt bázikus nukleozid purin vagy pirimidin gerincet hordoz. A purin metabolizmusának ismert rendellenességét a jól ismert Lesch-Nyhan-szindróma okozza, amely örökletes betegség a hipoxantin-guanin-foszforibozil-transzferáz (HGPRT) hiányát okozza. Az enzimhiány megakadályozza egyes nukleáris bázisok újrafeldolgozását, ami a hipoxantin és a guanin kumulatív felhalmozódását eredményezi. Ez viszont kiváltja hiperurikémia, emelkedett húgysav szintre vezet, ami köszvény. Az emelkedett húgysav szint betétekhez vezet ízületek és ínhüvelyek, amelyek fájdalmas tüneteket okozhatnak. Egy nagyon ritka örökletes betegség adenil-szukcinát-liáz-hiányban nyilvánul meg, ami a purin anyagcseréjében problémákhoz vezet. A betegség okozza izomrángás és késleltette a magzat fejlődését súlyos lefolyással.
