Guanina

Guanina es una importante base nitrogenada y es de vital importancia para el metabolismo de los ácidos nucleicos en el organismo. Puede sintetizarse en el cuerpo a partir de aminoácidos. Sin embargo, debido al alto gasto de energía de esta reacción, a menudo se recupera a través de la vía de rescate.

¿Qué es la guanina?

La guanina es una de las cinco bases nitrogenadas que desempeñan un papel clave en la estructura del ADN y el ARN. También es un componente básico de otras moléculas fisiológicamente importantes como el trifosfato de guanisina (GTP).

La guanina es una base de purina, cuya estructura química básica consiste en un anillo aromático heterocíclico formado por seis átomos y un anillo unido de cinco miembros. En el cuerpo suele presentarse como un mononucleótido con ribosa o desoxirribosa y un residuo de fosfato. Además del ATP, el mononucleótido GTP es un almacén de energía en el contexto del metabolismo energético. En la doble hélice del ADN, la guanina está ligada a la citosina de base nitrogenada complementaria a través de tres enlaces de hidrógeno.

Dado que la formación de guanina libre consume mucha energía, se recupera en el cuerpo a partir de los ácidos nucleicos mediante escisión (vía de rescate) y se utiliza nuevamente en forma de mononucleótido para la síntesis de ácidos nucleicos. Se descompone en ácido úrico en el cuerpo. La guanina es un sólido de aspecto ligeramente amarillento con un punto de fusión de 365 grados. Se derrite con la descomposición. Es insoluble en agua, pero se puede disolver en ácidos y álcalis.

Función, efecto y tareas

La guanina es parte de los ácidos nucleicos y de varios nucleótidos y nucleósidos. Como nucleobase importante, es una de las moléculas centrales de todos los organismos.

Forma el código genético con las otras tres nucleobases adenina, citosina y timina. Como estos, se une glicosídicamente al azúcar desoxirribosa en el ADN. Tres nucleobases sucesivas codifican un aminoácido cada una como un denominado codón. Por tanto, varios codones codifican una proteína como una cadena de aminoácidos consecutivos. El código genético se almacena en el ADN. Dentro de la doble hélice del ADN existe una cadena complementaria con las respectivas nucleobases complementarias. Está ligado a la cadena codonogénica por puentes de hidrógeno y es responsable de la estabilidad de la información genética.

Dentro del ARN, la guanina, junto con las otras nucleobases, juega un papel importante en la síntesis de proteínas. Los nucleósidos guanisina y desoxiguanisina también son productos intermedios importantes en el metabolismo. Además, los nucleótidos monofosfato de guanisina (GMP), difosfato de guanisina (GDP) y trifosfato de guanisina (GTP) son responsables del metabolismo energético además del ATP y ADP. Los nucleótidos del ADN también se encuentran como compuestos intermedios en el metabolismo.

Educación, ocurrencia, propiedades y valores óptimos

La guanina es de importancia central en el metabolismo de todos los organismos. Dado que forma parte de los ácidos nucleicos, también se presenta libremente como producto intermedio del metabolismo. En el organismo humano se puede sintetizar a partir de aminoácidos. Sin embargo, la biosíntesis consume mucha energía.

Por tanto, se recupera de los ácidos nucleicos en forma de nucleótido a través de la vía de rescate. En la ruta de rescate, las bases de purina libres como la adenina, guanina e hipoxantina se cortan del ácido nucleico existente y se forman nuevos mononucleótidos. Este proceso es mucho más eficiente energéticamente que la nueva síntesis de guanina y su mononucleótido. El mononucleótido se usa nuevamente para la síntesis de ácidos nucleicos. Por tanto, la vía de recuperación representa un proceso de reciclaje: cuando se degrada la guanina, se produce ácido úrico a través del producto intermedio xantina.

La descomposición de las purinas en el cuerpo es la principal fuente de ácido úrico. En aves, reptiles y murciélagos, la guanina es un importante producto de excreción de nitrógeno además del ácido úrico. Dado que este producto pastoso contiene poca agua y también es difícil de usar para la generación de energía, es excretado directamente por aves y murciélagos en particular. Debido a que la masa total se reduce cuando se excreta, la capacidad de estos animales para volar mejora. La guanina excretada forma lo que se conoce como guano, especialmente en suelos ricos en cal después de la intemperie. El guano es un fertilizante muy valioso rico en fósforo y nitrógeno.

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Enfermedades y trastornos

Si se altera el metabolismo de la guanina, pueden surgir problemas de salud. Por ejemplo, si la enzima hipoxantina guanina fosforribosil transferasa (HGPRT) es defectuosa, se interrumpe la vía de rescate. El llamado síndrome de Lesch-Nyhan se desarrolla a partir de esto.

En esta enfermedad, la recuperación de mononucleótidos de guaninsina de los ácidos nucleicos es insuficiente. Más bien, hay una mayor descomposición de la guanina. El cuerpo produce grandes cantidades de ácido úrico. Es por eso que esta enfermedad también se conoce como síndrome de hiperuricemia. En casos graves, se producen autoagresión, deterioro cognitivo e incluso agresión externa. A menudo, los pacientes se lesionan. Los niños se ven afectados principalmente porque la enfermedad autosómica recesiva es causada por una mutación genética en el cromosoma X.

En las niñas, ambos cromosomas X deberían verse afectados por la mutación, pero esto rara vez ocurre. Si el síndrome de Lesch-Nyhan no se trata, los niños mueren en la infancia. La descomposición de la guanina se puede inhibir mediante el uso de medicamentos y una dieta especial. De este modo, los síntomas pueden aliviarse parcialmente. Desafortunadamente, el síndrome de Lesch-Nyhan no se puede tratar de forma causal. La hiperuricemia también puede ocurrir en relación con otras enfermedades u otros defectos genéticos. La hiperuricemia primaria es genética en un uno por ciento y en un 99 por ciento se debe a una disminución de la excreción de ácido úrico a través de los riñones.

También existen formas secundarias de hiperuricemia. Por ejemplo, las enfermedades que están asociadas con un mayor deterioro celular, como la leucemia o ciertas enfermedades de la sangre, pueden producir más purinas y, por lo tanto, ácido úrico. Los medicamentos o el alcoholismo también pueden provocar trastornos del metabolismo de las purinas. Como resultado del aumento de las concentraciones de ácido úrico, pueden producirse ataques de gota debido a los precipitados de ácido úrico en las articulaciones. El tratamiento incluye una dieta baja en purinas y, por tanto, también baja en guanina.