citidin

citidin a nukleozidokhoz tartozik, és a nukleáris bázis citozinból és a cukor ribózból áll. Bázispárt képez guanozinnal hidrogénkötések útján. Központi szerepet játszik a pirimidin metabolizmusában is.

Mi a citidin?

A citidin egy nukleozid, amely citozint és ribozt tartalmaz. Az adenin, guanin és a timin mellett a nitrogén alapú citozin részt vesz a nukleinsavak szintézisében. A citidin-foszforilezés során citidin-monofoszfátot (CMP), citidin-difoszfátot (CDP) vagy citidin-trifoszfátot (CTP) állítanak elő.

A citidin-monofoszfát az RNS nukleotidja. Két purin és két pirimidin bázis vesz részt a nukleinsavak szerkezetében, a timint az RNS-ben uracilre cserélve. Az adenin és a guanin a purin bázisokhoz tartoznak, míg a timin, a citozin és az uracil a pirimidin bázisokhoz tartoznak. A citidin-dezamináz a citidint uridinné deaminálja. Az uridin egy nukleozid, amelyet ribózból és uracilból készítenek. Az uridin-monofoszfáttá is foszforilálódhat.

Az uridin-monofoszfát szintén fontos nukleotid az RNS-ben. Ezenkívül a CDP és a CTP aktiváló csoportok a lecitin, cefalin és kardiolipin szintézisében is. A tiszta citidin vízben oldódó szilárd anyagként van jelen, amely 201–220 fokon bomlik. A pirimidin nukleozidáz enzim katalitikusan lebonthatja citozinná és ribózává.

Funkció, hatás és feladatok

A citidin a központi szerepet játszik a pirimidin metabolizmusában. A pirimidin biztosítja a nukleinsavakban előforduló citozin, timin és uracil pirimidin bázisának alapvető szerkezetét. Az RNS-ben lévő timint kicserélik uracilra.

Az uracilt szintén előállítják a citidin és a citidin-deamináz dezaminálásával. A három pirimidinbázis közötti kémiai átalakulások központi jelentőségűek a DNS helyreállítási folyamataiban és az epigenetikus változásokban. Az epigenetika kapcsán a környezeti hatások változtatják meg a különféle tulajdonságokat. A genetikai anyag azonban nem változik. A szervezet módosulási változásait a gének eltérő expressziója okozza. A testsejtek differenciálódási folyamatai a különféle sejtvonalak és szervek kialakulásához szintén epigenetikus folyamatot képviselnek: A sejt típusától függően a különböző gének aktiválódnak vagy deaktiválódnak.

Ez a citidin-bázisok metilálásával történik a DNS-en belül. A metilezés során metil-citozin képződik, amely dezaminálással timinné alakulhat. A komplementer nukleáris bázisú guanin az ellentétes kettős szálban lehetővé teszi a hiba felismerését és a timin helyettesítését citozinnal. A guanint azonban cserélhetik az adeninre is, ami pontmutációhoz vezet. Ha a nem metilezett citozin dezaminált, uracil képződik. Mivel az uracil nem jelenik meg a DNS-ben, azt azonnal citoszinnal helyettesíti. Citozin helyett a metilezés miatti mutációs arány kissé növekszik.

Ugyanakkor egyre több gén metilációval kapcsol ki, ami a sejtek további specializálódását eredményezi a sejtvonalban. A helyreállítási folyamatokban a helyreállítási enzimek az eredeti DNS-szálon alapulnak, amelyet nagyobb metilációval tudnak felismerni. A kiegészítő irányt az ott tárolt információk alapján építették fel. A telepítési hibákat azonnal kijavítják. Ezenkívül az AID enzim (aktiválással indukált citidin-dezamináz) nagyon specifikusan katalitálja a citidincsoportok dezaminálását uridincsoportokká az egyszálú DNS-ben. Szomatikus hipermutációk fordulnak elő, amelyek megváltoztatják a B-sejtek antitest-szekvenciáit. Ezután kiválasztjuk a megfelelő B cellákat. Ez lehetővé teszi a rugalmas immunválaszt.

Oktatás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek

A citidin a közbenső termék a pirimidin metabolizmusában. Izolált kapcsolatként nem számít. Mint már említettük, a nuklein alap citozinból és az ötszögcukor-ribózból áll. A test maga szintetizálhatja a citozint.

Szintézise azonban nagyon energiaigényes, tehát a megmentési útvonal útján a nukleinsav építőelemekből nyerhető ki és újraintegrálható nukleinsavakba. Amikor az alap teljesen lebomlik, széndioxid, víz és karbamid képződik. Nukleozidként van jelen az RNS-ben. A DNS-ben a citozin kötődik dezoxiribózhoz, így a nukleozid dezoxi-citidin itt építőelemként fordul elő.

Betegségek és rendellenességek

A DNS citidin-maradványainak metilezése nagyon fontos a jelöléseknél, a különféle biokémiai folyamatok elválasztása érdekében. A metilációban azonban hibák is előfordulhatnak, amelyek betegséghez vezetnek.

Hibás metilezések esetén megnövekedett és csökkent génaktivitás is kiváltható, amelyek nem felelnek meg a követelményeknek. Ezek a metilezési minták továbbadódnak a sejtosztódás során. Hosszú távon olyan változások történnek, amelyek betegségeket okozhatnak. Például egyes tumorsejtek eltérő metilezési struktúrával rendelkeznek, amelyek nem fordulnak elő egészséges sejtekben. Például a metilezés blokkolhat bizonyos géneket, amelyek a növekedést szabályozó enzimeket kódolják. Ha ezek az enzimek hiányoznak, gátláslan sejtnövekedés léphet fel. Ez vonatkozik azokra az enzimekre is, amelyek a sejt rendellenes elhalálozását (apoptózist) kezdeményezik, amikor a sejthibák előfordulnak.

A DNS-metilezés célzott befolyásolása jelenleg még nem lehetséges. Ugyanakkor vannak tanulmányok a tumorsejtek teljes demetilezéséről annak érdekében, hogy azokat ismét a növekedést szabályozó fehérjék ellenőrzése alá helyezzék. Számos klinikai vizsgálat szerint a demetilezés korlátozta a daganat növekedését akut mieloid leukémiában szenvedő betegekben. Ez az eljárás epigenetikus terápiaként is ismert. A metilezési folyamatok szerepet játszhatnak más betegségekben is. A környezeti hatások miatt a szervezet alkalmazkodik a megváltozott körülményekhez, a biológiai módosítások kialakulásával, amelyek a DNS citidin-maradványainak metilezésén alapulnak. A test tehát tanulási folyamatot hajt végre, amely ugyanakkor helytelen szabályozást is okozhat.