A pseudouridin egy nukleozid, amely az RNS építőköve. Mint ilyen, elsősorban a transzfer RNS (tRNS) alkotóeleme és részt vesz a transzlációban.
Mi az a pszeudouridin?
A pseudouridin a tRNS alapkomponense, és két építőelemből áll: a nukleáris bázis uracilból és a cukor β-D-ribofuranóz. A biológia psi-uridinként is emlegeti, és a görög Psi (Ψ) betűvel rövidíti. A pseudouridin a nukleozid uridin izomerje: ugyanaz a molekulája tömeg mint uridin, és pontosan ugyanabból az építőelemekből áll. Az egyetlen különbség a pszeudouridin és az uridin között az, hogy eltérő a háromdimenziós szerkezetük. A két nukleozid közötti térbeli különbség az uracil nukleáris bázisban rejlik. Az uridinben az uracil által képzett központi gyűrű összesen négyből áll szén atomok, egy NH vegyület és egy nitrogén atom. A pszeudouridinben azonban az alapvető központi szerkezet négy egyén gyűrűjéből áll szén atomok és két NH-vegyület. A biológia ezért a pszeudouridint természetesen módosított nukleozidként említi. Először az 1950-es években fedezték fel, és azóta azonosították a leggyakoribb módosított nukleozidként.
Funkció, hatások és szerepek
A pszeudouridin RNS nuklein bázisként a transzfer RNS (tRNS) alkotóeleme. A tRNS rövid láncok formájában fordul elő, és a fordítás eszközeként működik. A biológia a fordítást olyan folyamatként írja le, amelyben a gének információi átfordulnak fehérjék. Emberekben a genetikai információkat főleg DNS formájában tárolják. Az emberi DNS az egyes sejtek magjában található, és nem hagyja el azokat. A DNS csak akkor oszlik meg, amikor a sejt megoszlik és a mag feloldódik, a sejttest többi részében. Annak érdekében, hogy a sejt továbbra is hozzáférhessen a DNS-ben tárolt információkhoz, másolatot készít azokról. Ez a példány messenger RNS, vagy röviden mRNS. A név és a különbség a DNS és az RNS között az oxigén, amely a ribóz. Miután az mRNS kivándorolt a magból, megkezdődhet a transzláció. A tRNS két vége mindegyikhez máshoz kötődhet molekulák. A tRNS egyik vége olyan, hogy pontosan illeszkedik az mRNS triplettjéhez, azaz három egymást követő bázisok. Egy megfelelő aminosav dokkol a tRNS ellentétes végére. Összesen húsz aminosavak amelyek a természetben fordulnak elő, az összes létező építőelemét alkotják fehérjék. Minden hármas egyedileg kódol egy adott aminosavat. Riboszóma köti össze a aminosavak a tRNS egyik végén helyezkedik el, így egy hosszú láncot hozva létre. Ez a proteinlánc fizikai tulajdonságai miatt összehajlik, így jellegzetes térszerkezetet kap. Mindkét hormonok és a neurotranszmitterek, valamint a sejtek és az extracelluláris struktúrák építőkövei ezekből a láncokból állnak. Amikor a riboszóma összekapcsol két szomszédos aminosavak, a tRNS ismét felszabadul, és új aminosavat felvehet, és az mRNS-be továbbíthatja. A pszeudouridin a tRNS laterális hurokjában jelenik meg. Pszeudouridin nélkül a tRNS nem lenne működőképes, és a szervezet nem lenne képes bázikus mikroprocesszorokat végrehajtani.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális szintek
A pszeudouridin molekulaképlete a C9H12N2O6. A pszeudouridin a cukor ribóz és a nukleáris bázis uracil. Ban ben ribonukleinsav (RNS), az uracil helyettesíti a timin bázist, amely csak a dezoxiribonukleinsav (DNS). A másik három bázisok az ember nukleinsavak jelentése adenin, guanin és citozin; a DNS-ben és az RNS-ben egyaránt előfordulnak. A cukor ribóz alapszerkezete öt szén atomok. Ezért nevezi a biológia pentóznak is. A ribóz nemcsak az építőkockaként játszik szerepet kromoszómák; előfordul például az energiaszolgáltató ATP-ben, és másodlagos hírvivőként működik egyes idegi és hormonális folyamatokban. Az emberi test szintetizálja a pszeudouridint egy enzim, a pszeudouridin-szintáz segítségével. Bizonyos betegségek esetén ez a folyamat megzavarható. Ez olyan betegségeket eredményez, amelyek jellemzően több szervrendszert is érinthetnek.
Betegségek és rendellenességek
In mitokondriumA pszeudouridin a tRNS-ben is megtalálható. A mitokondriumok olyan organellumok, amelyek apró erőművekként működnek a sejtekben. Saját genetikai anyaguk van, és az anyáktól a gyermekeikig a petesejten keresztül öröklődnek. Teopátiás myopathiában acidózis és szideroblasztikus vérszegénység, van egy pszeudoruridin szintáz rendellenesség. Ez a betegség izombetegség kíséri vérszegénység. Feltehetően egy mutáció megakadályozza a pszeudouridin-szintáz helyes termelését. Ennek eredményeként a szervezet hibás tRNS-t termelhet, amely eltér az egészséges tRNS-től. Ini a metabolikus myopathia ilyen formája, a gyermekek intoleranciája és vérszegénység serdülőkorban a kóros tRNS eredményeként jelentkeznek. Ez azonban nagyon ritkán fordul elő. A pseudouridin szerepet játszhat a szem, a vesék és más szervrendszerek betegségében is. A legújabb kutatások azt mutatják például, hogy a koncentráció pszeudouridin felhasználható markerként vese funkció. Eddig az orvosok főleg használták kreatin szintek, mint marker. Ennek a módszernek azonban hátránya, hogy a kreatin az érték nagyon fogékony a tévedésre: például az izomzat mértékétől is függ tömeg. Pszeudouridin és C-mannozil triptofán mentesek ettől a befolyástól, ezért helyettesíthetik kreatin mint a jövőben a veseműködés markere (Sekula et al., 2015).
