Κυτιδίνη

Κυτιδίνη ανήκει στους νουκλεοζίτες και αποτελείται από την κυτοσίνη νουκλεϊκής βάσης και τη ριβόζη σακχάρου. Σχηματίζει ένα ζεύγος βάσεων με γουανοσίνη μέσω δεσμών υδρογόνου. Παίζει επίσης κεντρικό ρόλο στο μεταβολισμό της πυριμιδίνης.

Τι είναι η κυτιδίνη;

Η κυτιδίνη είναι ένα νουκλεοζίτη που αποτελείται από κυτοσίνη και ριβόζη. Εκτός από την αδενίνη, τη γουανίνη και τη θυμίνη, η κυτοσίνη βάσης αζώτου εμπλέκεται στη σύνθεση νουκλεϊκών οξέων. Η φωσφορυλίωση της κυτιδίνης παράγει μονοφωσφορική κυτιδίνη (CMP), διφωσφορική κυτιδίνη (CDP) ή τριφωσφορική κυτιδίνη (CTP).

Η μονοφωσφορική κυτιδίνη είναι ένα νουκλεοτίδιο στο RNA. Δύο βάσεις πουρίνης και δύο πυριμιδίνης εμπλέκονται στη δομή των νουκλεϊκών οξέων, με την θυμίνη να ανταλλάσσεται με ουρακίλη στο RNA. Η αδενίνη και η γουανίνη ανήκουν στις βάσεις πουρίνης, ενώ η θυμίνη, η κυτοσίνη και η ουρακίλη ανήκουν στις βάσεις πυριμιδίνης. Η απαμινάση κυτιδίνης μπορεί να αποαμινώσει την κυτιδίνη έως την ουριδίνη. Η ουριδίνη είναι ένα νουκλεοζίτη κατασκευασμένο από ριβόζη και ουρακίλη. Μπορεί επίσης να φωσφορυλιωθεί σε μονοφωσφορική ουριδίνη.

Η μονοφωσφορική ουριδίνη είναι επίσης ένα σημαντικό νουκλεοτίδιο για το RNA. Επιπλέον, CDP και CTP ενεργοποιούν επίσης ομάδες για τη σύνθεση λεκιθίνης, κεφαλίνης και καρδιολιπίνης. Η καθαρή κυτιδίνη υπάρχει ως υδατοδιαλυτό στερεό που αποσυντίθεται στους 201 έως 220 βαθμούς. Μπορεί να αποικοδομηθεί καταλυτικά σε κυτοσίνη και ριβόζη από το ένζυμο νουκλεοσιδάση πυριμιδίνης.

Λειτουργία, εφέ & εργασίες

Η κυτιδίνη παίζει κεντρικό ρόλο στο μεταβολισμό της πυριμιδίνης. Η πυριμιδίνη παρέχει τη βασική δομή για τις βάσεις πυριμιδίνης κυτοσίνη, θυμίνη και ουρακίλη που εμφανίζονται στα νουκλεϊκά οξέα. Η θυμίνη στο RNA ανταλλάσσεται με ουρακίλη.

Η ουρακίλη παράγεται επίσης με την αποαμίνωση της κυτιδίνης με την απαμινάση κυτιδίνης. Οι χημικές μετατροπές μεταξύ των τριών βάσεων πυριμιδίνης είναι κεντρικής σημασίας για τις διαδικασίες επιδιόρθωσης στο DNA και τις επιγενετικές αλλαγές. Στο πλαίσιο της επιγενετικής, διάφορες ιδιότητες τροποποιούνται από περιβαλλοντικές επιδράσεις. Ωστόσο, το γενετικό υλικό δεν αλλάζει. Οι αλλαγές τροποποίησης ενός οργανισμού προκαλούνται από τη διαφορετική έκφραση των γονιδίων. Οι διαδικασίες διαφοροποίησης των κυττάρων του σώματος για το σχηματισμό διαφορετικών κυτταρικών σειρών και οργάνων αντιπροσωπεύουν επίσης μια επιγενετική διαδικασία.

Αυτό πραγματοποιείται μέσω της μεθυλίωσης των βάσεων κυτιδίνης εντός του DNA. Κατά τη μεθυλίωση, σχηματίζεται μεθυλκυτοσίνη, η οποία μπορεί να μετατραπεί σε θυμίνη με αποαμίωση. Η συμπληρωματική νουκλεοβάση γουανίνη στον αντίθετο διπλό κλώνο επιτρέπει την αναγνώριση του σφάλματος και την αντικατάσταση της θυμίνης με κυτοσίνη. Ωστόσο, η γουανίνη μπορεί επίσης να ανταλλαχθεί με αδενίνη, η οποία οδηγεί σε σημειακή μετάλλαξη. Εάν η μη μεθυλιωμένη κυτοσίνη αποαμινοποιείται, παράγεται ουρακίλη. Επειδή η ουρακίλη δεν εμφανίζεται στο DNA, αντικαθίσταται αμέσως από κυτοσίνη. Αντί της κυτοσίνης, ο ρυθμός μετάλλαξης λόγω μεθυλίωσης είναι ελαφρώς αυξημένος.

Ταυτόχρονα, ωστόσο, όλο και περισσότερα γονίδια απενεργοποιούνται μέσω μεθυλίωσης, με αποτέλεσμα περαιτέρω εξειδίκευση των κυττάρων εντός της κυτταρικής σειράς. Στις διαδικασίες επιδιόρθωσης, τα ένζυμα επιδιόρθωσης βασίζονται στον αρχικό κλώνο DNA, τον οποίο αναγνωρίζουν μέσω υψηλότερου βαθμού μεθυλίωσης. Ο συμπληρωματικός κλώνος βασίζεται επίσης στις πληροφορίες που αποθηκεύονται εκεί. Τα σφάλματα εγκατάστασης διορθώνονται αμέσως. Επιπλέον, το ένζυμο ΑΙϋ (Κυτταρίνη που προκαλείται από ενεργοποίηση αποαμινάση) καταλύει πολύ συγκεκριμένα την αποαμίωση ομάδων κυτιδίνης σε ομάδες ουριδίνης σε μονόκλωνο DNA. Εμφανίζονται σωματικές υπερμετατροπές, οι οποίες αλλάζουν τις αλληλουχίες αντισωμάτων των Β κυττάρων. Στη συνέχεια επιλέγονται τα αντίστοιχα κελιά Β. Αυτό επιτρέπει μια ευέλικτη ανοσοαπόκριση.

Εκπαίδευση, εμφάνιση, ιδιότητες και βέλτιστες τιμές

Η κυτιδίνη είναι ένα ενδιάμεσο προϊόν του μεταβολισμού της πυριμιδίνης. Ως μεμονωμένη σύνδεση, δεν έχει σημασία. Όπως έχει ήδη αναφερθεί, αποτελείται από την κυτοσίνη νουκλεϊκής βάσης και από την πενταπλή ζάχαρη ριβόζη. Το σώμα μπορεί να συνθέσει την ίδια την κυτοσίνη.

Ωστόσο, η σύνθεσή του είναι πολύ εντατική σε ενέργεια, έτσι ώστε να ανακτάται από δομικά στοιχεία νουκλεϊνικού οξέος στο πλαίσιο της οδού διάσωσης και μπορεί να επανενταχθεί σε νουκλεϊκά οξέα. Όταν η βάση διαλυθεί εντελώς, παράγονται διοξείδιο του άνθρακα, νερό και ουρία. Είναι παρόν ως νουκλεοζίτη στο RNA. Στο DNA, η κυτοσίνη συνδέεται με δεοξυριβόζη, έτσι ώστε η νουκλεοζίτη δεοξυκυτιδίνη να εμφανίζεται εδώ ως δομικό στοιχείο.

Ασθένειες & Διαταραχές

Οι μεθυλιώσεις στα υπολείμματα κυτιδίνης του DNA είναι πολύ σημαντικές για τη σήμανση προκειμένου να διαχωριστούν διαφορετικές βιοχημικές διεργασίες. Ωστόσο, μπορεί να εμφανιστούν σφάλματα στη μεθυλίωση που οδηγούν σε ασθένειες.

Στην περίπτωση ελαττωματικών μεθυλιώσεων, μπορούν να ενεργοποιηθούν τόσο αυξημένες όσο και μειωμένες γονιδιακές δραστηριότητες που δεν πληρούν τις απαιτήσεις. Αυτά τα πρότυπα μεθυλίωσης μεταδίδονται κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης. Μακροπρόθεσμα, εμφανίζονται αλλαγές που μπορούν να οδηγήσουν σε ασθένειες. Για παράδειγμα, ορισμένα καρκινικά κύτταρα έχουν διαφορετικές δομές μεθυλίωσης που δεν εμφανίζονται σε υγιή κύτταρα. Για παράδειγμα, η μεθυλίωση μπορεί να αποκλείσει ορισμένα γονίδια που κωδικοποιούν ένζυμα που ρυθμίζουν την ανάπτυξη. Εάν λείπουν αυτά τα ένζυμα, μπορεί να συμβεί ανεμπόδιστη ανάπτυξη κυττάρων. Αυτό ισχύει επίσης για ένζυμα που ξεκινούν ομαλό κυτταρικό θάνατο (απόπτωση) όταν εμφανίζονται κυτταρικά ελαττώματα.

Η στοχευμένη επιρροή της μεθυλίωσης του DNA δεν είναι ακόμη δυνατή σήμερα. Ωστόσο, υπάρχουν μελέτες σχετικά με την πλήρη απομεθυλίωση των καρκινικών κυττάρων, προκειμένου να υποβληθούν ξανά στον έλεγχο των πρωτεϊνών που ρυθμίζουν την ανάπτυξη. Σύμφωνα με αρκετές κλινικές μελέτες, η απομεθυλίωση έχει αποδειχθεί ότι περιορίζει την ανάπτυξη όγκων σε ασθενείς με οξεία μυελογενή λευχαιμία. Αυτή η διαδικασία είναι επίσης γνωστή ως επιγενετική θεραπεία. Οι διαδικασίες μεθυλίωσης μπορεί επίσης να παίξουν ρόλο σε άλλες ασθένειες. Λόγω περιβαλλοντικών επιδράσεων, ο οργανισμός προσαρμόζεται σε μεταβαλλόμενες συνθήκες με το σχηματισμό βιολογικών τροποποιήσεων που βασίζονται σε μεθυλίωση των καταλοίπων κυτιδίνης του DNA. Το σώμα πραγματοποιεί έτσι μια μαθησιακή διαδικασία, η οποία, ωστόσο, μπορεί επίσης να προκαλέσει εσφαλμένη ρύθμιση.