Pseudouridine is een nucleoside dat een bouwsteen is van RNA. Als zodanig is het voornamelijk een onderdeel van transfer-RNA (tRNA) en is het betrokken bij translatie.
Wat is pseudouridine?
Pseudouridine is een basiscomponent van tRNA en bestaat uit twee bouwstenen: de nucleïnezuurbasis uracil en de suiker β-D-ribofuranose. Biologie noemt het ook psi-uridine en kort het af met de Griekse letter Psi (Ψ). Pseudouridine is een isomeer van het nucleoside uridine: het heeft hetzelfde molecuul massa als uridine en bestaat uit exact dezelfde bouwstenen. Het enige verschil tussen pseudouridine en uridine is hun verschillende driedimensionale structuur. Het ruimtelijke verschil tussen de twee nucleosiden ligt in de nucleïnezuurbasis uracil. Bij uridine bestaat de centrale ring die wordt gevormd door de uracil uit in totaal vier carbon atomen, een NH-verbinding en een stikstof atoom. Bij pseudouridine bestaat de centrale basisstructuur echter uit een ring van vier afzonderlijke carbon atomen en twee NH-verbindingen. Biologie verwijst daarom naar pseudouridine als een natuurlijk gemodificeerd nucleoside. Het werd voor het eerst ontdekt in de jaren 1950 en is sindsdien geïdentificeerd als het meest voorkomende gemodificeerde nucleoside.
Functie, effecten en rollen
Als een RNA-nucleïnezuurbasis is pseudouridine een component van transfer-RNA (tRNA). Het tRNA komt voor in de vorm van korte ketens en fungeert als vertaalhulpmiddel. Biologie beschrijft vertaling als een proces waarin de informatie van genen wordt vertaald eiwitten Bij mensen wordt genetische informatie voornamelijk opgeslagen in de vorm van DNA. Menselijk DNA bevindt zich in de kern van elke cel en verlaat deze niet. Pas als de cel zich deelt en de celkern oplost, beweegt het DNA zich in de rest van het cellichaam. Zodat de cel nog steeds toegang heeft tot de informatie die in het DNA is opgeslagen, maakt hij er een kopie van. Deze kopie is messenger RNA, of kortweg mRNA. Het gelijknamige verschil tussen DNA en RNA is zuurstof, die aan de ribose Nadat het mRNA uit de kern is gemigreerd, kan de vertaling beginnen. De twee uiteinden van het tRNA kunnen elk aan verschillende binden moleculen Het ene uiteinde van het tRNA is zodanig dat het precies past op een triplet van het mRNA, dwz op een groep van drie opeenvolgende bases Een bijpassend aminozuur komt aan op het andere uiteinde van het tRNA. In totaal twintig aminozuren die in de natuur voorkomen, vormen de bouwstenen voor al het bestaande eiwitten Elk triplet codeert op unieke wijze voor een specifiek aminozuur. Een ribosoom verbindt de aminozuren gelegen aan het ene uiteinde van het tRNA, waardoor een lange ketting ontstaat. Deze eiwitketen vouwt vanwege zijn fysische eigenschappen, waardoor het een karakteristieke ruimtelijke structuur krijgt. Beide hormonen en neurotransmitters, evenals bouwstenen voor cellen en extracellulaire structuren, bestaan uit deze ketens. Wanneer het ribosoom twee aangrenzende aminozurenkomt het tRNA weer vrij en kan het een nieuw aminozuur opnemen en naar het mRNA transporteren. Pseudouridine verschijnt in een laterale lus van het tRNA. Zonder pseudouridine zou het tRNA niet functioneel zijn en zou het organisme geen basismicroprocessen kunnen uitvoeren.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale niveaus
De molecuulformule voor pseudouridine is C9H12N2O6. Pseudouridine is samengesteld uit de suiker ribose en de nucleïnezuurbasis uracil. In ribonucleïnezuur (RNA), uracil vervangt de basisthymine, die alleen wordt aangetroffen in desoxyribonucleïnezuur (DNA). De andere drie bases van mens nucleïnezuren zijn adenine, guanine en cytosine; ze komen zowel in DNA als in RNA voor. De suiker ribose heeft een basisstructuur van vijf carbon atomen. Daarom noemt de biologie het ook wel een pentose. Ribose speelt niet alleen een rol als bouwsteen van chromosomen het komt bijvoorbeeld ook voor in de energieleverancier ATP en fungeert als een secundaire boodschapper bij sommige neuronale en hormonale processen. Het menselijk lichaam maakt pseudouridine aan met behulp van een enzym, pseudouridinesynthase. Bij bepaalde ziekten kan dit proces worden verstoord. Dit resulteert in ziekten die typisch meerdere orgaansystemen kunnen aantasten.
Ziekten en aandoeningen
In mitochondriawordt pseudouridine ook aangetroffen in tRNA. mitochondriën zijn organellen die functioneren als kleine energiecentrales in cellen. Ze hebben hun eigen genetisch materiaal en worden via de eicel van moeder op hun kinderen overgeërfd. Bij myopathie met melkzuur acidose en sideroblastisch bloedarmoedeis er een aandoening van pseudoruridinesynthase. Deze ziekte is een spierziekte die gepaard gaat met bloedarmoede Vermoedelijk verhindert een mutatie de juiste productie van pseudouridinesynthase. Als gevolg hiervan kan het lichaam defect tRNA produceren dat verschilt van gezond tRNA. Ini deze vorm van metabole myopathie, intolerantie bij kinderen en bloedarmoede in de adolescentie optreden als gevolg van het abnormale tRNA. Het komt echter zeer zelden voor. Pseudouridine kan ook betrokken zijn bij aandoeningen van de ogen, nieren en andere orgaansystemen. Recent onderzoek geeft bijvoorbeeld aan dat de concentratie van pseudouridine kan worden gebruikt als een marker voor nier functie. Tot nu toe hebben artsen voornamelijk gebruikt creatine niveaus als een marker. Het nadeel van deze methode is echter dat de creatine waarde is zeer foutgevoelig: het hangt bijvoorbeeld ook af van de spieromvang massa Pseudouridine en C-mannosyl tryptofaan zijn vrij van deze invloed en kunnen daarom vervangen creatine als een marker voor de nierfunctie in de toekomst (Sekula et al., 2015).
