Nukleosiid koosneb alati monosahhariidiga seotud nukleiinalusest riboos või desoksüriboos N-glükosiidsideme abil. Kõik 5 nukleiinset alused - DNA ja RNA topelt- ja üksikheeliksite ehitusmaterjalid - saab ensümaatiliselt muuta nukleosiidideks. Mõnel glükosiidil on füsioloogiline tähendus, näiteks adenosiin, mis on ADP ja ATP põhiline ehitusplokk mobiilsides energia metabolism.
Mis on nukleosiidid?
DNA topeltheeliksid ja RNA üksikud heeliksid moodustuvad ainult viie erineva nukleiinijärjestuse järjestustest alused nukleotiidide kujul. Kõik viis nukleiini alused, mille viie- ja kuueliikmelistel puriinitsüklitel põhinev põhistruktuur on adeniin ja guaniin, ning tsütosiin, tümiin ja uratsiil põhinevad pürimidiini aromaatsel kuueliikmelisel tsüklil, võivad N-glükosiidiliselt ühendada monosahhariidiga riboos ja desoksüriboos. Pentoosi C-aatomi 1 hüdroksüülrühm (-OH) reageerib nukleiinaluse aminorühmaga (-NH2), moodustades ja lõhustades H2O molekuli. Kui riboos või desoksüriboosi jääk on kinnitatud, muundatakse adeniin adenosiin või vastavalt desoksüadenosiin. Sarnaselt muundatakse puriini alus guaniin vastavalt guanosiiniks ja deoksüguanosiiniks. Kolm puriinalust tümiin, tsütosiin ja uratsiil muudetakse riboosi jäägi lisamise teel tümidiiniks, tsütidiiniks ja uridiiniks või lisamisel lisatakse neile eesliide “deoksü-”. suhkur jääk koosneb desoksüriboosist. Lisaks eksisteerib suur hulk modifitseeritud nukleosiide, millest mõned mängivad rolli ülekande DNA-s (tDNA) ja ribosomaalses RNA-s (rRNA). Kunstlikult toodetud, modifitseeritud nukleosiidid, nn nukleosiidanaloogid toimivad osaliselt viirusevastaste ravimitena ja neid kasutatakse spetsiaalselt retroviiruste vastu võitlemiseks. Mõnedel nukleosiidanaloogidel on tsütostaatiline aktiivsus, mistõttu neid kasutatakse teatud vastu võitlemiseks vähk rakke.
Funktsioon, tegevus ja rollid
Viie aluselise nukleosiidi üks olulisemaid funktsioone on muundamine nukleotiidideks, lisades a fosfaat rühm pentoosini ning nukleotiididena moodustavad DNA ja RNA ehituskivid. Muudetud kujul täidavad mõned nukleosiidid ülesandeid ka teatud ainevahetusprotsesside katalüüsimisel. Näiteks nn “aktiivne metioniini”(S-adenosüülmetioniin) on metüülrühmade doonor. Mõnel juhul toimivad nukleosiidid ka oma nukleotiidivormis rühma ülekandvate koensüümide ehitusplokkidena. Näited hõlmavad järgmist riboflaviin (vitamiin B2), mis on paljude koensüümide eelkäija ja mängib seega keskset rolli paljudes ainevahetusprotsessides. Elementide energiavarustuses adenosiin mängib väga olulist rolli adensiindifosfaadina (ADP) ja adenosiintrifosfaadina (ATP). ATP-d võib kirjeldada kui universaalset energiakandjat ja see toimib ka kui a fosfaat doonor väga paljudes metaboolsetes protsessides, mis hõlmavad fosforüülimist. Guanosiintrifosfaat (GTP) on nn tsitraattsükli energiakandja aastal mitokondrid. Nukleotiidid on ka koensüümi A ja vitamiini B12. Nukleosiide uridiini ja tsütidiini kasutatakse kombineeritult ravimid raviks närvipõletik ja lihasehaigused. Näiteks kasutatakse ravimit närvijuur põletik lülisamba ja lendva. Modifitseeritud nukleosiidid, nn nukleosiidanaloogid, näitavad mõnel juhul virrostaatilist toimet retroviiruste vastu. Neid kasutatakse aastal ravimid näiteks vastu herpes simplex-viirus ja HIV viirused. Oma rolli mängivad teised tsütostaatilise aktiivsusega nukleosiidanaloogid vähk ravi.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
Nukleosiidid koosnevad täielikult süsinik, vesinik, hapnikja lämmastik. Kõiki aineid leidub praktiliselt kõikjal maakeral. Mikroelemendid ja harva mineraalid nukleosiidide moodustamiseks pole neid vaja. Sellest hoolimata ei sünteesi keha nukleosiide nullist, kuna süntees on keeruline ja energiat tarbiv. Seetõttu läheb inimkeha vastupidisele teele, saades nukleosiidid peamiselt lagunemisprotsessidest puriini ja pürimidiini vaheainevahetuses (päästetee). Nukleosiidid osalevad paljudes ensümaatilistes-katalüütilistes ainevahetusprotsessides puhtal kujul või fosforüülitud kujul nukleotiididena. Erilist tähelepanu väärib adenosiini funktsioon ATP ja ADP kujul nn hingamisteede ahelas. Nukleotiid guaniintrifosfaadil on nn tsitraattsüklis otsustav roll. Tsüklites toimuvad protsessid mitokondrid rakkudest. Kuna nukleosiide leidub praktiliselt kõigis keharakkudes peaaegu alati suurtes kogustes seotud kujul või funktsionaalsete kandjatena, ei ole optimaalse optimaalse kontsentratsioon. Väärtuse määramine kontsentratsioon spetsiifiliste nukleosiidide või nukleotiidide sisaldus veri plasma võib olla kasulik diagnooside ja diferentsiaaldiagnooside jaoks.
Haigused ja häired
Nukleosiidid on paljude ainevahetusprotsesside aktiivne osa ja nende funktsioone võib harva käsitleda eraldi. Häired hõlmavad tavaliselt keerukaid ensümaatilisi-katalüütilisi protsesse, mis teatud kohtades katkestatakse või pärsitakse, mis viib vastavate sümptomiteni. Haigused, mis põhjustavad nukleosiidide metaboolseid kõrvalekaldeid, hõlmavad tavaliselt ka puriini või pürimidiini metabolismi, kuna viiel aluselisel nukleosiidil on kas puriini või pürimidiini selgroog. Tuntud häire puriini ainevahetuses on põhjustatud tuntud Lesch-Nyhani sündroomist, pärilikust haigusest, mis põhjustab hüpoksantiini-guaniini fosforibosüültransferaasi (HGPRT) defitsiiti. Ensüümipuudus takistab teatud nukleiinaluste ringlussevõttu, mille tulemuseks on hüpoksantiini ja guaniini kumulatiivne kuhjumine. See omakorda käivitab hüperurikeemia, kõrgendatud kusihappe tasemele, mis viib podagra. Kõrgendatud kusihappe tase viib hoiusteni liigesed ja kõõluste ümbrised, mis võivad põhjustada valusaid sümptomeid. Väga haruldane pärilik haigus avaldub adenülosuktsinaadi lüaasi puudulikkuses, mis põhjustab probleeme puriini ainevahetuses. Haigus põhjustab lihaste tõmblemine ja loote arengu edasilükkamine raske kulgemisega.
