Pseudouridine

na Pseudouridine je to nukleozid, ktorý je stavebným blokom RNA. Ako taký je primárne súčasťou transferovej RNA (tRNA) a je zapojený do translácie.

Čo je to pseudouridín?

Pseudouridín je základnou látkou tRNA a skladá sa z dvoch zložiek: nukleobázovej uracily a cukrovej β-D-ribofuranózy. Biológia to tiež nazýva Psy-uridín a skrátene ho uvádza grécke písmeno Psi (Ψ) z.

Pseudouridín je izomér nukleozidového uridínu: má rovnakú molekulovú hmotnosť ako uridín a pozostáva z presne tých istých stavebných blokov. Jediným rozdielom medzi pseudouridínom a uridínom je ich odlišná trojrozmerná štruktúra. Priestorovým rozdielom medzi týmito dvoma nukleozidmi je nukleobázová uracil. V prípade uridínu pozostáva centrálny kruh, ktorý tvorí uracil, celkom zo štyroch atómov uhlíka, jednej zlúčeniny NH a jedného atómu dusíka.

V prípade pseudouridínu však centrálna bázická štruktúra pozostáva z kruhu tvoreného štyrmi jednotlivými atómami uhlíka a dvoma zlúčeninami NH. Biológia preto tiež nazýva pseudouridín prírodne modifikovaný nukleozid. Prvýkrát bol objavený v 50. rokoch 20. storočia a od tej doby bol identifikovaný ako najhojnejší modifikovaný nukleozid.

Funkcia, účinok a úlohy

Ako RNA nukleobáza je pseudouridín súčasťou transferovej RNA (tRNA). TRNA sa objavuje vo forme krátkych reťazcov a funguje ako nástroj pri translácii. Biológia opisuje transláciu ako proces, pri ktorom sa informácie v génoch prekladajú do proteínov.

U ľudí sa genetické informácie ukladajú hlavne vo forme DNA. Ľudská DNA leží v jadre každej bunky a neopúšťa ju. Len keď sa bunka rozdeľuje a bunkové jadro sa rozpustí, DNA sa pohybuje vo zvyšku tela bunky. Aby bunka mala stále prístup k informáciám uloženým v DNA, vytvorí jej kópiu. Táto kópia je messengerová RNA alebo skrátene mRNA. Rovnakým rozdielom medzi DNA a RNA je kyslík, ktorý sa viaže na ribózu. Po migrácii mRNA z bunkového jadra môže začať translácia.

Dva konce tRNA sa môžu viazať na rôzne molekuly. Jeden koniec tRNA je navrhnutý tak, že presne zodpovedá tripletu mRNA, t. J. Skupine troch po sebe nasledujúcich báz. Vhodná aminokyselina sa pripája na opačný koniec tRNA. Celkom dvadsať aminokyselín, ktoré sa vyskytujú v prírode, tvorí stavebné kamene všetkých existujúcich proteínov. Triplet jedinečne kóduje špecifickú aminokyselinu. Ribozóm spája aminokyseliny, ktoré sú na jednom konci tRNA, a vytvára dlhý reťazec. Tento proteínový reťazec sa pre svoje fyzikálne vlastnosti rozkladá, a preto dostáva charakteristickú priestorovú štruktúru.

Z týchto reťazcov pozostávajú hormóny a neurotransmitery, ako aj stavebné bloky pre bunky a extracelulárne štruktúry. Keď ribozóm spája dve susedné aminokyseliny, tRNA sa znova uvoľní a môže prijať novú aminokyselinu a preniesť ju do mRNA. Pseudouridín sa vyskytuje v bočnej slučke tRNA. Bez pseudouridínu by tRNA nebola funkčná a organizmus by nebol schopný vykonávať základné mikroprocesy.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Molekulárny vzorec pre pseudouridín je C9H12N206. Pseudouridín sa skladá z cukrovej ribózy a nukleobázovej uracily. Uracil nahrádza bázický tymín v kyseline ribonukleovej (RNA), ktorá sa nachádza iba v kyseline deoxyribonukleovej (DNA). Ďalšími tromi bázami ľudských nukleových kyselín sú adenín, guanín a cytozín; vyskytujú sa v DNA aj RNA.

Cukrová ribóza má základnú štruktúru pozostávajúcu z piatich atómov uhlíka. Preto ju biológia nazýva aj pentózou. Ribóza hrá úlohu nielen ako súčasť chromozómov; vyskytuje sa napríklad aj v dodávateľovi energie ATP a v niektorých neuronálnych a hormonálnych procesoch pôsobí ako sekundárna messengerová látka. Ľudské telo používa na syntézu pseudouridínu enzým nazývaný pseudouridínsyntáza. V prípade niektorých chorôb môže byť tento proces narušený. Výsledkom sú choroby, ktoré zvyčajne postihujú niekoľko orgánových systémov.

Choroby a poruchy

V mitochondriách sa v tRNA nachádza aj pseudouridín. Mitochondrie sú organely, ktoré pôsobia ako malé elektrárne v bunkách. Majú svoj vlastný genetický make-up a sú prenášané z matiek na svoje deti cez vaječnú bunku.

Pri myopatii s laktátovou acidózou a sideroblastickou anémiou dochádza k narušeniu pseudoruridínsyntázy. Toto ochorenie je svalové ochorenie, ktoré je sprevádzané anémiou. Mutácia pravdepodobne bráni správnej tvorbe pseudouridínsyntázy. Výsledkom je, že telo môže produkovať chybnú tRNA, ktorá sa líši od zdravej tRNA. Pri tejto forme metabolickej myopatie spôsobuje abnormálna tRNA neznášanlivosť pohybu u detí a anémiu v dospievaní. Vyskytuje sa však veľmi zriedka. Pseudouridín sa môže podieľať aj na ochoreniach očí, obličiek a iných orgánov.

Napríklad nedávny výskum naznačuje, že koncentrácia pseudouridínu je vhodná ako ukazovateľ funkcie obličiek. Doteraz lekári používali hlavne kreatín ako marker. Nevýhodou tejto metódy je však to, že hladina kreatínu je veľmi náchylná na chyby: závisí tiež napríklad od množstva svalovej hmoty. Pseudouridín a C-manozyl-tryptofán sú bez tohto vplyvu, a preto by mohli v budúcnosti nahradiť kreatín ako ukazovateľ funkcie obličiek (Sekula et al., 2015).