pseudouridina

A pseudouridina è un nucleoside che è un elemento costitutivo dell'RNA. In quanto tale, è principalmente un componente dell'RNA di trasferimento (tRNA) ed è coinvolto nella traduzione.

Cos'è la pseudouridina?

La pseudouridina è una sostanza base del tRNA e consiste di due componenti: la nucleobase uracile e lo zucchero β-D-ribofuranosio. Anche la biologia lo chiama Psi-uridina e lo abbrevia con la lettera greca Psi (Ψ) a partire dal.

La pseudouridina è un isomero dell'uridina nucleosidica: ha la stessa massa molecolare dell'uridina e consiste esattamente degli stessi mattoni. L'unica differenza tra pseudouridina e uridina è la loro diversa struttura tridimensionale. La differenza spaziale tra i due nucleosidi è la nucleobase uracile. Nel caso dell'uridina, l'anello centrale che l'uracile forma è costituito da un totale di quattro atomi di carbonio, un composto NH e un atomo di azoto.

Nel caso della pseudouridina, invece, la struttura di base centrale è costituita da un anello composto da quattro singoli atomi di carbonio e due composti NH. La biologia quindi chiama anche la pseudouridina un nucleoside modificato naturalmente. Fu scoperto per la prima volta negli anni '50 e da allora è stato identificato come il nucleoside modificato più abbondante.

Funzione, effetto e compiti

In quanto nucleobase dell'RNA, la pseudouridina è un componente dell'RNA di trasferimento (tRNA). Il tRNA si presenta sotto forma di catene corte e funziona come uno strumento di traduzione. La biologia descrive la traduzione come un processo in cui le informazioni nei geni vengono tradotte in proteine.

Negli esseri umani, le informazioni genetiche sono immagazzinate principalmente sotto forma di DNA. Il DNA umano risiede nel nucleo di ogni cellula e non lo lascia. Solo quando la cellula si divide e il nucleo cellulare si dissolve, il DNA si muove nel resto del corpo cellulare. Affinché la cellula possa ancora accedere alle informazioni immagazzinate nel DNA, ne fa una copia. Questa copia è l'RNA messaggero, o mRNA in breve. L'omonima differenza tra DNA e RNA è l'ossigeno che si attacca al ribosio. Dopo che l'mRNA è migrato fuori dal nucleo cellulare, la traduzione può iniziare.

Le due estremità del tRNA possono legarsi a molecole diverse. Un'estremità del tRNA è progettata in modo tale da corrispondere esattamente a una tripletta dell'mRNA, ovvero un gruppo di tre basi consecutive. Un amminoacido adatto si aggancia all'estremità opposta del tRNA. Il totale di venti amminoacidi presenti in natura costituiscono i mattoni di tutte le proteine ​​esistenti. Una tripletta codifica in modo univoco un amminoacido specifico. Un ribosoma collega gli amminoacidi che si trovano a un'estremità del tRNA, creando una lunga catena. Questa catena proteica si piega a causa delle sue proprietà fisiche e riceve così una caratteristica struttura spaziale.

Sia gli ormoni che i neurotrasmettitori, nonché i mattoni per le cellule e le strutture extracellulari, sono costituiti da queste catene. Quando il ribosoma collega due amminoacidi vicini, il tRNA viene nuovamente rilasciato e può assorbire un nuovo amminoacido e trasportarlo all'mRNA. La pseudouridina appare in un'ansa laterale del tRNA. Senza la pseudouridina, il tRNA non sarebbe funzionale e l'organismo non sarebbe in grado di eseguire microprocessi di base.

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

La formula molecolare della pseudouridina è C9H12N2O6. La pseudouridina è costituita dallo zucchero ribosio e dalla nucleobase uracile. L'uracile sostituisce la timina di base nell'acido ribonucleico (RNA), che si trova solo nell'acido desossiribonucleico (DNA). Le altre tre basi degli acidi nucleici umani sono adenina, guanina e citosina; si trovano sia nel DNA che nell'RNA.

Lo zucchero ribosio ha una struttura di base composta da cinque atomi di carbonio. Ecco perché la biologia lo chiama anche pentoso. Il ribosio non solo svolge un ruolo come componente dei cromosomi; si trova anche nell'ATP fornitore di energia, per esempio, e agisce come una sostanza messaggera secondaria in alcuni processi neuronali e ormonali. Il corpo umano utilizza un enzima chiamato pseudouridina sintasi per sintetizzare la pseudouridina. Nel caso di alcune malattie questo processo può essere disturbato. Il risultato sono malattie che possono tipicamente colpire diversi sistemi di organi.

Malattie e disturbi

Nei mitocondri, la pseudouridina si trova anche nel tRNA. I mitocondri sono organelli che agiscono come minuscole centrali elettriche nelle cellule. Hanno il loro corredo genetico e vengono trasmessi dalle madri ai loro figli attraverso la cellula uovo.

Nella miopatia con acidosi lattica e anemia sideroblastica, si verifica un'interruzione della pseudoruridina sintasi. Questa malattia è una malattia muscolare accompagnata da anemia. Presumibilmente una mutazione impedisce la corretta formazione della pseudouridina sintasi. Di conseguenza, il corpo può produrre un tRNA difettoso diverso dal tRNA sano. In questa forma di miopatia metabolica, il tRNA anormale causa intolleranza al movimento nei bambini e anemia nell'adolescenza. Tuttavia, si verifica molto raramente. La pseudouridina può anche essere coinvolta nelle malattie degli occhi, dei reni e di altri sistemi di organi.

Ad esempio, recenti ricerche indicano che la concentrazione di pseudouridina è adatta come marker per la funzionalità renale. Finora, i medici hanno utilizzato principalmente il livello di creatina come indicatore. Lo svantaggio di questo metodo, però, è che il livello di creatina è molto soggetto a errori: dipende anche, ad esempio, dalla quantità di massa muscolare. La pseudouridina e il C-mannosil-triptofano sono esenti da questa influenza e potrebbero quindi sostituire la creatina come marker per la funzione renale in futuro (Sekula et al., 2015).