PURINE: CARATTERISTICHE, STRUTTURA, FUNZIONI - BIOLOGIA - 2025

Le purine sono molecole strutturalmente piatte, eterocicliche, formate dalla fusione di due anelli: uno di sei atomi e altri cinque. Le principali molecole che includono le purine sono i nucleotidi. Questi ultimi sono i mattoni che fanno parte degli acidi nucleici.

Oltre alla loro partecipazione a molecole ereditarie, le purine sono presenti in strutture ad alta energia come ATP e GTP e altre molecole di interesse biologico, come la nicotinammide adenina dinucleotide, la nicotinamide adenina dinucleotide fosfato (NADPH) e il coenzima Q.

Fonte: Sponk

Caratteristiche e struttura

La struttura delle purine è la seguente: una molecola eterociclica, composta da un anello pirimidinico e da un anello imidazolico. In termini di numero di atomi, gli anelli hanno sei e cinque atomi.

Sono molecole piatte che contengono azoto. Li troviamo che fanno parte dei nucleosidi e dei nucleotidi. Questi ultimi sono i mattoni degli acidi nucleici: DNA e RNA.

Nei mammiferi, le purine si trovano in proporzioni più elevate nelle molecole di DNA e RNA, in particolare come adenina e guanina. Li troviamo anche in molecole uniche come AMP, ADP, ATP e GTP, tra gli altri.

Caratteristiche

-Blocchi strutturali di acidi nucleici

Gli acidi nucleici sono responsabili della conservazione delle informazioni genetiche e dell'orchestrazione del processo di sintesi proteica. Strutturalmente, sono biopolimeri i cui monomeri sono nucleotidi.

Le purine fanno parte dei nucleotidi

In un nucleotide troviamo tre componenti: (1) un gruppo fosfato, (2) uno zucchero a cinque atomi di carbonio e (3) una base azotata; lo zucchero è il componente centrale della molecola.

La base azotata può essere una purina o una pirimidina. Le purine che normalmente troviamo negli acidi nucleici sono la guanina e l'adenina. Entrambi sono anelli composti da nove atomi.

Le purine formano legami glicosidici con ribosio attraverso l'azoto in posizione 9 e il carbonio 1 dello zucchero.

Un mnemonico anglosassone per ricordare che le purine hanno nove atomi è che sia l'adenina che la guanina hanno la parola nove, che significa nove.

Le purine non si accoppiano tra loro

La doppia elica del DNA richiede l'accoppiamento di basi. A causa dell'ostacolo sterico (cioè, problemi di dimensioni), una purina non può essere accoppiata con un'altra purina.

In condizioni normali, la purina adenina si accoppia con pirimidina timina (A + T) e purina guanina con pirimidina citosina (G + C). Ricorda che le pirimidine sono molecole piatte costituite da un unico anello, e quindi più piccole. Questo modello è noto come regola di Chargaff.

La struttura della molecola di RNA non è costituita da una doppia elica, tuttavia troviamo le stesse purine che abbiamo menzionato nel DNA. Le basi azotate che variano tra le due molecole sono le pirimidine.

-Molecole di immagazzinamento dell'energia

I nucleosidi trifosfati, in particolare l'ATP (adenosina trifosfato), sono molecole ricche di energia. La stragrande maggioranza delle reazioni chimiche nel metabolismo utilizza l'energia immagazzinata nell'ATP.

I legami tra i fosfati sono ad alta energia, poiché diverse cariche negative insieme si respingono e ne favoriscono la rottura. L'energia rilasciata è quella utilizzata dalla cellula.

Oltre all'ATP, le purine sono costituenti di molecole di interesse biologico come la nicotinamide adenina dinucleotide, la nicotinamide adenina dinucleotide fosfato (NADPH) e il coenzima Q.

-Neurotrasmettitori

Numerosi studi hanno dimostrato che le purine fungono da molecole di segnale attraverso la glia nel sistema nervoso centrale.

Le purine possono anche essere trovate come parte di strutture chiamate nucleosidi. Sono molto simili ai nucleotidi, ma mancano del gruppo fosfato.

I nucleosidi hanno un'attività biologica poco rilevante. Tuttavia, nei mammiferi troviamo un'eccezione molto marcata: l'adenosina. Questa molecola ha molteplici funzioni ed è coinvolta nella regolazione dei processi nei sistemi nervoso e cardiovascolare, tra gli altri.

L'azione dell'adenosina nella regolazione del sonno è ben nota. Nel cervello troviamo più recettori per questo nucleoside. La presenza di adenosina è correlata alla sensazione di stanchezza.

Metabolismo delle purine

Sintesi

La biosintesi delle purine viene iniziata con una spina dorsale di ribosio-5-fosfato. L'enzima fosforibosil pirofosfato sintetasi è responsabile della catalizzazione dell'aggiunta di un pirofosfato.

Successivamente agisce l'enzima glutammina-PRPP amidotransferasi o amidofosforibosiltransferasi, che catalizza l'interazione tra PRPP (acronimo per designare il composto prodotto nel passaggio precedente, fosforibosil pirofosfato) e glutammina per formare il prodotto 5-fosforibosil ammina.

Quest'ultimo composto funge da spina dorsale per una serie di aggiunte molecolari, la cui fase finale è la formazione di inosina monofosfato, abbreviato IMP.

L'IMP può seguire la conversione AMP o GMP. Queste strutture possono essere fosforilate per creare molecole ad alta energia, come ATP o GTP. Questa via consiste di 10 reazioni enzimatiche.

In generale, l'intero processo di sintesi delle purine è altamente dipendente dall'energia e richiede il consumo di più molecole di ATP. La sintesi delle purine de novo avviene principalmente nel citoplasma delle cellule epatiche.

Requisiti dietetici

Sia le purine che le pirimidine sono prodotte in quantità adeguate nella cellula, quindi non ci sono requisiti essenziali per queste molecole nella dieta. Tuttavia, quando queste sostanze vengono consumate, vengono riciclate.

Malattie associate al metabolismo delle purine: gotta

All'interno della cellula, uno dei risultati del metabolismo delle basi puriche è la produzione di acido urico (C ₅ H ₄ N ₄ O ₃ ), dovuto all'azione di un enzima chiamato xantina ossidasi.

In una persona sana, è normale trovare bassi livelli di acido urico nel sangue e nelle urine. Tuttavia, quando questi valori normali diventano alti, questa sostanza si accumula gradualmente nelle articolazioni del corpo e in alcuni organi, come i reni.

La composizione della dieta è un fattore determinante nella produzione della gotta, poiché l'assunzione continua di elementi ricchi di purine (alcol, carne rossa, frutti di mare, pesce, tra gli altri), può a sua volta aumentare le concentrazioni di acido urico.

I sintomi di questa condizione sono arrossamento delle aree colpite e forte dolore. È uno dei tipi di artrite che colpisce i pazienti a causa dell'accumulo di microcristalli.

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