Purinas: características, estrutura, funções - Ciência - 2023

science
Purinas: características, estrutura, funções - Ciência
Purinas: características, estrutura, funções - Ciência

Contente

As purinas São moléculas heterocíclicas estruturalmente planas, formadas pela fusão de dois anéis: um de seis átomos e outro de cinco. As principais moléculas que incluem purinas são nucleotídeos. Os últimos são os blocos de construção que fazem parte dos ácidos nucléicos.

Além de sua participação em moléculas de hereditariedade, as purinas estão presentes em estruturas de alta energia, como ATP e GTP, e outras moléculas de interesse biológico, como nicotinamida adenina dinucleotídeo, nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADPH) e coenzima Q.

Características e estrutura

A estrutura das purinas é a seguinte: uma molécula heterocíclica, formada por um anel pirimidina e um anel imidazol. Em termos de número de átomos, os anéis têm seis e cinco átomos.


Eles são moléculas planas que contêm nitrogênio. Nós os encontramos fazendo parte dos nucleosídeos e nucleotídeos. Os últimos são os blocos de construção dos ácidos nucléicos: DNA e RNA.

Em mamíferos, as purinas são encontradas em proporções mais elevadas nas moléculas de DNA e RNA, especificamente como adenina e guanina. Também os encontramos em moléculas exclusivas, como AMP, ADP, ATP e GTP, entre outras.

Características

- Blocos estruturais de ácidos nucléicos

Os ácidos nucléicos são responsáveis ​​por armazenar informações genéticas e orquestrar o processo de síntese de proteínas. Estruturalmente, são biopolímeros cujos monômeros são nucleotídeos.

Purinas são parte de nucleotídeos

Em um nucleotídeo encontramos três componentes: (1) um grupo fosfato, (2) um açúcar de cinco carbonos e (3) uma base nitrogenada; o açúcar é o componente central da molécula.


A base de nitrogênio pode ser uma purina ou uma pirimidina. As purinas que normalmente encontramos nos ácidos nucléicos são guanina e adenina. Ambos são anéis compostos de nove átomos.

As purinas formam ligações glicosídicas com a ribose através do nitrogênio na posição 9 e do carbono 1 do açúcar.

Uma regra mnemônica anglo-saxônica para lembrar que purinas têm nove átomos é que ambos os termos em inglês, adenina Y guanina tem a palavra nove, o que significa nove.

Purinas não se emparelham

A dupla hélice do DNA requer pareamento de bases. Devido ao impedimento estérico (isto é, preocupações com o tamanho), uma purina não pode ser emparelhada com outra purina.

Em condições normais, a purina adenina emparelha-se com pirimidina timina (A + T) e purina guanina com pirimidina citosina (G + C). Lembre-se de que as pirimidinas são moléculas planas compostas por um único anel e, portanto, menores. Esse padrão é conhecido como regra de Chargaff.


A estrutura da molécula de RNA não consiste em uma dupla hélice, mas mesmo assim encontramos as mesmas purinas que mencionamos no DNA. As bases nitrogenadas que variam entre as duas moléculas são as pirimidinas.

- Moléculas de armazenamento de energia

O trifosfato de nucleosídeo, particularmente ATP (trifosfato de adenosina), são moléculas ricas em energia. A grande maioria das reações químicas no metabolismo usa a energia armazenada no ATP.

As ligações entre os fosfatos são de energia alta, uma vez que várias cargas negativas juntas se repelem e favorecem seu colapso. A energia liberada é a utilizada pela célula.

Além do ATP, as purinas são constituintes de moléculas de interesse biológico, como nicotinamida adenina dinucleotídeo, nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADPH) e coenzima Q.

-Neurotransmissores

Numerosos estudos demonstraram que as purinas atuam como moléculas de sinal para a glia no sistema nervoso central.

As purinas também podem ser encontradas como parte de estruturas chamadas nucleosídeos. Eles são muito semelhantes aos nucleotídeos, mas não possuem o grupo fosfato.

Os nucleosídeos têm pouca atividade biológica relevante. No entanto, nos mamíferos, encontramos uma exceção muito marcante: a adenosina. Essa molécula tem múltiplas funções e está envolvida na regulação de processos nos sistemas nervoso e cardiovascular, entre outros.

A ação da adenosina na regulação do sono é bem conhecida. No cérebro, encontramos vários receptores para esse nucleosídeo. A presença de adenosina está relacionada à sensação de cansaço.

Metabolismo de purina

Síntese

A biossíntese de purinas é iniciada com uma estrutura de ribose-5-fosfato. A enzima fosforibosil pirofosfato sintetase é responsável por catalisar a adição de um pirofosfato.

Posteriormente, atua a enzima glutamina-PRPP amidotransferase ou amidofosforibosiltransferase, que catalisa a interação entre o PRPP (acrônimo do composto produzido na etapa anterior, fosforibosil pirofosfato) e a glutamina para formar o produto 5-fosforibosil amina.

O último composto serve como base para uma série de adições moleculares, a etapa final das quais é a formação de monofosfato de inosina, abreviado IMP.

O IMP pode seguir a conversão AMP ou GMP. Essas estruturas podem ser fosforiladas para criar moléculas de alta energia, como ATP ou GTP. Esta rota consiste em 10 reações enzimáticas.

Em geral, todo o processo de síntese de purinas é altamente dependente de energia, exigindo o consumo de várias moléculas de ATP. Síntese de novo de purinas ocorre principalmente no citoplasma das células do fígado.

Requisitos de dieta

Tanto as purinas quanto as pirimidinas são produzidas em quantidades adequadas na célula, portanto, não há requisitos essenciais para essas moléculas na dieta. No entanto, quando essas substâncias são consumidas, são recicladas.

Doenças associadas ao metabolismo das purinas: gota

No interior da célula, um dos resultados do metabolismo das bases puricas é a produção de ácido úrico (C5H4N4OU3), devido à ação de uma enzima chamada xantina oxidase.

Em uma pessoa saudável, é normal encontrar níveis baixos de ácido úrico no sangue e na urina. No entanto, quando esses valores normais se tornam elevados, essa substância se acumula gradualmente nas articulações do corpo e em alguns órgãos, como o rim.

A composição da dieta é um fator determinante na produção de gota, uma vez que a ingestão contínua de elementos ricos em purinas (álcool, carnes vermelhas, frutos do mar, peixes, entre outros), pode por sua vez aumentar as concentrações de ácido úrico.

Os sintomas dessa condição são vermelhidão das áreas afetadas e dor intensa. É um dos tipos de artrite que acomete os pacientes devido ao acúmulo de microcristais.

Referências

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013).Biologia celular essencial. Garland Science.
  2. Borea, P. A., Gessi, S., Merighi, S., Vincenzi, F., & Varani, K. (2018). Farmacologia dos receptores de adenosina: o estado da técnica.Revisões fisiológicas, 98(3), 1591-1625.
  3. Brady, S. (2011).Neuroquímica básica: princípios da neurobiologia molecular, celular e médica. Imprensa acadêmica.
  4. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2007). A célula: uma abordagem molecular. Washington, DC, Sunderland, MA.
  5. Devlin, T. M. (2004).Bioquímica: livro didático com aplicações clínicas. Eu inverti.
  6. Firestein, G. S., Budd, R., Gabriel, S. E., McInnes, I. B., & O'Dell, J. R. (2016).Livro eletrônico de Reumatologia de Kelley e Firestein. Elsevier Health Sciences.
  7. Griffiths, A. J. (2002).Análise genética moderna: integrando genes e genomas. Macmillan.
  8. Griffiths, A. J., Wessler, S. R., Lewontin, R. C., Gelbart, W. M., Suzuki, D. T., & Miller, J. H. (2005).Uma introdução à análise genética. Macmillan.
  9. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005).Bioquímica: texto e atlas. Panamerican Medical Ed.
  10. Mikhailopulo, I. A., & Miroshnikov, A. I. (2010). Novas tendências em biotecnologia de nucleosídeos.Act Naturae 2(5).
  11. Passarge, E. (2009).Texto e atlas de genética. Panamerican Medical Ed.
  12. Pelley, J. W. (2007).Bioquímica Integrada da Elsevier. Mosby.
  13. Siegel, G. J. (1999).Neuroquímica básica: aspectos moleculares, celulares e médicos. Lippincott-Raven.