Gdzie rozpoczyna się trawienie kwasów nukleinowych?
Kwasy nukleinowe są organicznymi związkami chemicznymi zbudowanymi z nukleotydów. Ich trawienie to skomplikowany proces, który rozpoczyna się w dwunastnicy. W jaki sposób są trawione, jaka jest ich rola, jakie enzymy są wymagane dla procesu trawienia oraz jak szczegółowo przebiega ten proces – dowiesz się w niniejszym artykule.
Poznaj nukleotydy dietetyczne polskiej marki NucleoCare – opracowane naukowo kompozycje najwyższej jakości składników wspierające organizm w szybszej odbudowie komórek odpornościowych i błony śluzowej jelit. Wypróbuj nowoczesną suplementację NucleoCare!
Charakterystyka kwasów nukleinowych
Kwasy nukleinowe, czyli DNA i różne klasy RNA, obecne są w każdej żywej komórce zwierzęcej i roślinnej.
Każdy nukleotyd zbudowany jest z trzech części: pierścienia zawierającego azot, pięciowęglowego cukru oraz co najmniej jednej grupy fosforanowej.
Pierwszy typ kwasów nukleinowych to DNA (kwas deoksyrybonukleinowy). Zazwyczaj znajduje się na podwójnej helisie. Wspomniane cukry oraz grupy fosforanowe znajdują się poza helisą i tworzą tym samym szkielet DNA. Często ta część nazywana jest szkieletem cukrowo-fosforanowym. W DNA występują 4 zasady azotowe: adenina (A), cytozyna (C), guanina (G) i tymina (T). Pary zasad azotowych są połączone ze sobą poprzez wiązania wodorowe. Cząsteczka DNA zbudowana jest ze sporej liczby deoksyrybonukleotydów. DNA stanowi materiał genetyczny wszystkich komórek.
Drugim typem jest RNA (kwas rybonukleinowy). Cząsteczka RNA ma postać jednego łańcucha polinukleotydowego. Kwasy rybonukleinowe są składnikami licznych elementów komórki tj.: jądra, mitochondria, rybosomy i cytoplazma. Cząsteczka RNA zbudowana jest z 4 zasad azotowych: adeniny (A),guaniny (G), cytozyny i uracylu (U). Wyróżnia się 3 główne rodzaje RNA: tRNA (transferowy), mRNA (matrycowy) oraz rRNA (rybosomalny).
Rola kwasów nukleinowych w organizmie
Rola kwasów nukleinowych polega na przechowywaniu informacji genetycznej naszego organizmu oraz pośredniczeniu w produkcji białek zgodnie z zasadami kodu genetycznego.
Cząsteczki kwasu rybonukleinowego (RNA) pełnią kluczowe role w prawidłowym funkcjonowaniu komórki. Odpowiadają m.in. za regulację ekspresji genów oraz wchodzą w skład aparatu translacyjnego. Niektóre cząsteczki RNA – rybozymy – mają również właściwości katalityczne.
Gdzie w żywności znajdziemy kwasy nukleinowe?
Mówi się o tym, że kwasy nukleinowe są obecne w żywności głównie w formie nukleoprotein. Znaleźć je możemy przede wszystkim w produktach spożywczych zawierających struktury komórkowe: DNA – głównie w jądrach komórkowych, a RNA – w cytoplazmie. Szczególnie bogatymi w oba te rodzaje kwasów nukleinowych są tkanki, które szybko rosną bądź też te, które zachowały potencjał do wzrostu i regeneracji. Zaliczyć do nich możemy: surowe mięso (mięśnie), owoce morza, warzywa strączkowe oraz grzyby. Mniejszą zawartość kwasów nukleinowych wykrywa się natomiast w podrobach.
Kwasy nukleinowe występują w formie DNA i RNA, jednak ich ilość wyrażana jest głównie jako zawartość puryn w badanym surowcu.
Jak podają Adjei i wsp. produktami żywnościowymi szczególnie bogatymi w kwasy nukleinowe jest mięso wołowe, wieprzowe, jagnięce, drobiowe oraz wątroby, ekstrakty mięsne i ryby, takie jak makrele oraz sardynki (1,5 ÷ 8 mg/g). Pozostałe ryby oraz owoce morza a także fasola, groch, soczewica i grzyby zawierają średnie ilości kwasów nukleinowych (0,5 ÷ 1,5 mg/g). Inne warzywa, w tym ziemniaki, a także owoce i zboża oraz nabiał, w tym jaja, sery i mleko krowie charakteryzują się znacznie niższym poziomem kwasów nukleinowych mierzonym zawartością puryn – do 0,2 mg/g produktu.
Dostępne dane literaturowe na temat zawartości kwasów nukleinowych w produktach spożywczych są rozbieżne stąd nie jest do końca poznane jakie ich faktyczne ilości występują w naszej żywności.
Jak przebiega trawienie kwasów nukleinowych?
Trawienie kwasów nukleinowych odbywa się w dwunastnicy w wyniku działania nukleaz czyli enzymów, które katalizują ich rozkład do nukleotydów. Enzymy te wydzielane są przez trzustkę i jelito cienkie.
Ze względu na miejsce ich działania wyróżnić możemy endonukleazy i egzonukleazy.
Endonukleazy są to enzymy z klasy hydrolaz katalizujące rozkład wiązań estrowych w środku łańcucha kwasu nukleinowego z wytworzeniem oligonukleotydów; działają na RNA (endorybonukleazy) lub DNA (endodeoksyrybonukleazy) o strukturze jedno- bądź dwuniciowej.
Egzonukleazy są to enzymy z klasy hydrolaz, katalizujące odłączenie nukleotydów od końców łańcuchów kwasów nukleinowych: DNA (egzodeoksyrybonukleazy) lub RNA (egzorybonukleazy); niektóre egzonukleazy mogą działać na oba te kwasy; rozkładają wówczas kwasy nukleinowe o strukturze jedno lub dwuniciowej, niezależnie od sekwencji zasad purynowych i pirymidynowych w ich łańcuchach.
Zawarte w soku trzustkowym nukleazy trzustkowe w dwunastnicy rozkładają DNA i RNA do oligonukleotydów, trinukleotydów, dinukleotydów oraz nukleotydów. Dalej w jelicie cienkim w obecności nukleaz zachodzi dalszy rozpad produktów trawienia DNA i RNA do pojedynczych nukleotydów. Nukleazy zajmują się katalizowaniem hydrolizy wiązań fosfodiestrowych łączących nukleotydy. Na dalszych etapach odbywa się odłączenie grup fosforanowych poszczególnych nukleotydów przez nukleotydazy. Dzięki temu powstają poszczególne nukleozydy. Na końcowym etapie trawienia wiązania chemiczne nukleozydów ulegają rozkładowi przez nukleozydazy. W efekcie trawienia kwasów nukleinowych powstają produkty końcowe tj. zasady azotowe, cukry i fosforany. Nukleozydy są wchłaniane przez błonę śluzową jelita do krwi wrotnej i następnie trafiają do wątroby, gdzie następnie transportowane są przez krążenie ogólnoustrojowe do innych narządów i tkanek.
Warto wiedzieć, iż rozpad nukleozydów prowadzi do otrzymania zasad purynowych lub pirymidynowych. Zasady purynowe są wówczas metabolizowane i przekształcane do kwasu moczowego, natomiast pirymidynowe – do beta‐aminokwasów. Proces ten odbywa się głównie w komórkach wątroby.
Podsumowanie
Kwasy nukleinowe pełnią szereg istotnych zadań w naszym organizmie. Wobec tego warto spożywać pokarmy bogate w te związki, które następnie zostaną odpowiednio strawione przez enzymy i wchłonięte do organizmu. Tam mogą być już wykorzystywane w szeregu wielu dobroczynnych dla nas funkcji.
Bibliografia:
[1] Głazowska J. i wsp. Kwasy nukleinowe w żywności– występowanie
i właściwości reologiczne, ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2016, 6 (109), 5 – 19, DOI: 10.15193/zntj/2016/109/157
[2] Adjei A.A., Shigeru Y., Kulkarni A.: Nucleic acids and/or their components: A possible role in immune function. J. Nutr. Sci. Vitaminol, 1995, 1 (41), 1-16.
[3] Carver J.D., Walker A.W.: The role of nucleotides in human nutrition. J. Nutr. Biochem, 1995, 2 (6), 58-72.