Pseudouridine

ที่ Pseudouridine มันเป็นนิวคลีโอไซด์ที่เป็นส่วนประกอบของ RNA ดังนั้นจึงเป็นองค์ประกอบหลักของการถ่ายโอนอาร์เอ็นเอ (tRNA) และเกี่ยวข้องกับการแปล

pseudouridine คืออะไร?

Pseudouridine เป็นสารพื้นฐานของ tRNA และประกอบด้วยส่วนประกอบสองส่วนคือ nucleobase uracil และน้ำตาลβ-D-ribofuranose ชีววิทยายังเรียกมันว่า psi-uridine และย่อด้วยอักษรกรีก Psi (Ψ) จาก.

Pseudouridine เป็นไอโซเมอร์ของนิวคลีโอไซด์ยูริดีน: มีมวลโมเลกุลเช่นเดียวกับยูริดีนและประกอบด้วยส่วนประกอบเดียวกันทุกประการ ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวระหว่าง pseudouridine และ uridine คือโครงสร้างสามมิติที่แตกต่างกัน ความแตกต่างเชิงพื้นที่ระหว่างนิวคลีโอไซด์ทั้งสองคือนิวคลีโอเบสยูราซิล ในกรณีของยูริดีนวงแหวนกลางที่รูปแบบของอูราซิลประกอบด้วยคาร์บอนสี่อะตอมสารประกอบ NH หนึ่งอะตอมและไนโตรเจนหนึ่งอะตอม

อย่างไรก็ตามในกรณีของ pseudouridine โครงสร้างพื้นฐานกลางประกอบด้วยวงแหวนซึ่งประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนสี่อะตอมและสารประกอบ NH สองชนิด ชีววิทยาจึงเรียก pseudouridine ว่าเป็นนิวคลีโอไซด์ที่ดัดแปลงตามธรรมชาติ ค้นพบครั้งแรกในทศวรรษ 1950 และนับตั้งแต่นั้นได้รับการระบุว่าเป็นนิวคลีโอไซด์ดัดแปลงที่มีอยู่มากที่สุด

ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน

ในฐานะที่เป็น RNA nucleobase pseudouridine เป็นส่วนประกอบของ transfer RNA (tRNA) tRNA ปรากฏในรูปแบบของโซ่สั้นและทำหน้าที่เป็นเครื่องมือในการแปล ชีววิทยาอธิบายการแปลเป็นกระบวนการที่ข้อมูลในยีนถูกแปลเป็นโปรตีน

ในมนุษย์ข้อมูลทางพันธุกรรมส่วนใหญ่เก็บไว้ในรูปแบบของดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอของมนุษย์อาศัยอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ทุกเซลล์และไม่ทิ้งไว้ เมื่อเซลล์แบ่งตัวและนิวเคลียสของเซลล์สลายไปเท่านั้น DNA จะเคลื่อนที่ไปในส่วนที่เหลือของร่างกายเซลล์ เพื่อให้เซลล์ยังคงสามารถเข้าถึงข้อมูลที่เก็บไว้ใน DNA ได้จึงทำการคัดลอก สำเนานี้คือ messenger RNA หรือ mRNA สำหรับระยะสั้น ความแตกต่างระหว่าง DNA และ RNA ในชื่อนี้คือออกซิเจนที่เกาะติดกับไรโบส หลังจาก mRNA ย้ายออกจากนิวเคลียสของเซลล์แล้วการแปลจะเริ่มขึ้น

tRNA ปลายทั้งสองข้างสามารถจับกับโมเลกุลต่างกันได้ ปลายด้านหนึ่งของ tRNA ได้รับการออกแบบในลักษณะที่ตรงกับ mRNA สามเท่านั่นคือกลุ่มของฐานสามฐานที่ต่อเนื่องกัน กรดอะมิโนที่เหมาะสมจะเชื่อมต่อกับปลายอีกด้านของ tRNA กรดอะมิโนทั้งหมดยี่สิบชนิดที่เกิดขึ้นในธรรมชาติเป็นส่วนประกอบของโปรตีนที่มีอยู่ทั้งหมด Triplet รหัสเฉพาะของกรดอะมิโนเฉพาะ ไรโบโซมเชื่อมต่อกรดอะมิโนที่ปลายด้านหนึ่งของ tRNA ทำให้เกิดสายโซ่ยาว ห่วงโซ่โปรตีนนี้พับเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพจึงได้รับโครงสร้างเชิงพื้นที่ที่มีลักษณะเฉพาะ

ทั้งฮอร์โมนและสารสื่อประสาทตลอดจนส่วนประกอบของเซลล์และโครงสร้างภายนอกเซลล์ประกอบด้วยโซ่เหล่านี้ เมื่อไรโบโซมเชื่อมโยงกรดอะมิโนสองตัวที่อยู่ใกล้เคียง tRNA จะถูกปล่อยออกมาอีกครั้งและสามารถรับกรดอะมิโนใหม่และขนส่งไปยัง mRNA Pseudouridine ปรากฏในวงด้านข้างของ tRNA หากไม่มี pseudouridine tRNA จะไม่สามารถใช้งานได้และสิ่งมีชีวิตจะไม่สามารถใช้งานไมโครโพรเซสเซอร์พื้นฐานได้

การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม

สูตรโมเลกุลของ pseudouridine คือ C9H12N2O6 Pseudouridine ประกอบด้วยน้ำตาลไรโบสและนิวคลีโอเบสยูราซิล Uracil แทนที่ไทมีนพื้นฐานในกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) ซึ่งพบเฉพาะในกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) อีกสามฐานของกรดนิวคลีอิกของมนุษย์คืออะดีนีนกัวนีนและไซโตซีน เกิดขึ้นทั้งใน DNA และ RNA

น้ำตาลไรโบสมีโครงสร้างพื้นฐานที่ประกอบด้วยคาร์บอนห้าอะตอม นั่นคือเหตุผลที่ชีววิทยาเรียกมันว่าเพนโตส ไรโบสไม่เพียง แต่มีบทบาทเป็นส่วนประกอบของโครโมโซมเท่านั้น นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นใน ATP ผู้จัดหาพลังงานเช่นและทำหน้าที่เป็นสารรองในกระบวนการประสาทและฮอร์โมน ร่างกายมนุษย์ใช้เอนไซม์ที่เรียกว่า pseudouridine synthase เพื่อสังเคราะห์ pseudouridine ในกรณีของโรคบางชนิดกระบวนการนี้อาจถูกรบกวน ผลที่ตามมาคือโรคที่มักส่งผลต่อระบบอวัยวะต่างๆ

โรคและความผิดปกติ

ในไมโทคอนเดรียยังพบ pseudouridine ใน tRNA ไมโตคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์ที่ทำหน้าที่เป็นโรงไฟฟ้าขนาดเล็กในเซลล์ พวกมันมีลักษณะทางพันธุกรรมของตัวเองและส่งต่อจากแม่ไปยังลูก ๆ ผ่านทางเซลล์ไข่

ในโรคระบบประสาทที่มีภาวะกรดแลคติกและโรคโลหิตจางจากไซเดอโรบลาสติกมีการหยุดชะงักของสารสังเคราะห์ pseudoruridine โรคนี้เป็นโรคของกล้ามเนื้อที่มาพร้อมกับโรคโลหิตจาง สันนิษฐานว่าการกลายพันธุ์ป้องกันการสร้าง pseudouridine synthase ที่ถูกต้อง เป็นผลให้ร่างกายอาจผลิต tRNA ผิดพลาดซึ่งแตกต่างจาก tRNA ที่ดีต่อสุขภาพ ในรูปแบบของการเผาผลาญพลังงานนี้ tRNA ที่ผิดปกติจะทำให้เด็กไม่สามารถเคลื่อนไหวได้และโรคโลหิตจางในวัยรุ่น อย่างไรก็ตามมันเกิดขึ้นน้อยมาก Pseudouridine สามารถเกี่ยวข้องกับโรคตาไตและระบบอวัยวะอื่น ๆ

ตัวอย่างเช่นงานวิจัยล่าสุดระบุว่าความเข้มข้นของ pseudouridine เหมาะสำหรับเป็นเครื่องหมายสำหรับการทำงานของไต จนถึงขณะนี้แพทย์ส่วนใหญ่ใช้ระดับครีเอทีนเป็นเครื่องหมาย อย่างไรก็ตามข้อเสียของวิธีนี้คือระดับครีเอทีนมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดมากขึ้นเช่นกันตัวอย่างเช่นปริมาณของมวลกล้ามเนื้อ Pseudouridine และ C-mannosyl-tryptophan ปราศจากอิทธิพลนี้ดังนั้นจึงสามารถแทนที่ creatine เป็นเครื่องหมายสำหรับการทำงานของไตในอนาคตได้ (Sekula et al., 2015)