Citidīns pieder pie nukleozīdiem un sastāv no nukleīnās bāzes citozīna un cukurs riboze. Tas veido bāzes pāri ar guanozīnu via ūdeņradis sasaistīšana. Tam ir arī galvenā loma pirimidīna metabolismā.
Kas ir citidīns?
Citidīns ir nukleozīds, kas sastāv no citozīna un riboze. slāpeklis bāzes citozīns ir iesaistīts nukleīnskābes kopā ar adenīnu, guanīnu un timīnu. Fosforilējot citidīnu, rodas citidīna monofosfāts (CMP), citidīna difosfāts (CDP) vai citidīna trifosfāts (CTP). Citidīna monofosfāts ir RNS nukleotīds. Divi purīns un divi pirimidīns bāzes ir iesaistīti katras nukleīnskābes montāžā, timīnā RNS nomainot pret uracilu. Tādējādi adenīns un guanīns pieder pie purīna bāzes, savukārt timīns, citozīns un uracils pieder pie pirimidīna bāzēm. Citidīnu deamināze var dezinficēt līdz uridīnam. Uridīns ir urīna nukleozīds riboze un uracils. To var arī fosforilēt par uridīna monofosfātu. Uridīna monofosfāts ir arī nozīmīgs RNS nukleotīds. Turklāt CDP un CTP aktivizē arī grupas sintēzei lecitīns, cefalīns un kardiolipīns. Tīrs citidīns pastāv kā a ūdensšķīstoša cietviela, kas sadalās 201 līdz 220 grādos. Pirimidīna nukleozidāzes enzīms to var katalītiski sadalīt citozīnā un ribozē.
Funkcija, darbība un lomas
Citimīnam ir galvenā loma pirimidīna metabolismā. Pirimidīns nodrošina pirimidīna mugurkaulu bāzes citosīns, timīns un uracils nukleīnskābes. Riminā timīns tiek apmainīts pret uracilu. Tomēr uracilu veido arī dezaminējot citidīnu ar citidīna deamināzi. Trīs pirimidīna bāzu ķīmiskām transformācijām viena otrai ir galvenā nozīme DNS atjaunošanās procesos un epigenētiskajās izmaiņās. Kontekstā epigenetics, dažādu īpašību modifikācijas notiek vides ietekmes rezultātā. Tomēr ģenētiskais materiāls procesā nemainās. Organisma modifikācijas izmaiņas izraisa atšķirīgā gēnu izpausme. Tādējādi ķermeņa šūnu diferenciācijas procesi, veidojot dažādas šūnu līnijas un orgānus, pārstāv arī epigenētisko procesu. Atkarībā no šūnu veida tiek aktivizēti vai deaktivizēti dažādi gēni. Tas notiek, metilējot citidīna bāzes DNS. Metilējot rodas metilcitozīns, kuru deaminējot var pārveidot par timīnu. Komplementārā nukleīnbāzes guanīns pretējā dubultā virknē ļauj atklāt kļūdu un timīnu atkal apmainīt pret citozīnu. Tomēr guanīnu var apmainīt arī pret adenīnu, kā rezultātā rodas punktu mutācija. Ja nemetilētais citozīns tiek dezaminēts, veidojas uracils. Tā kā uracils DNS nenotiek, to nekavējoties atkal aizstāj ar citozīnu. Citozīna vietā mutācijas ātrumu nedaudz palielina metilēšana. Tomēr tajā pašā laikā metilēšana izslēdz arvien vairāk gēnu, kā rezultātā šūnas tiek tālāk specializētas šūnu līnijā. Remonta procesos, remonts fermenti mērķēt uz sākotnējo DNS virkni, kuru viņi atpazīst pēc augstākas metilēšanas pakāpes. Pamatojoties uz tur glabāto informāciju, tiek veidota arī papildu daļa. Iekļaušanas kļūdas nekavējoties izlabo. Turklāt enzīms AID (aktivācijas inducēta citidīna deamināze) ļoti specifiski katalizē citidīna grupu deaminēšanu uz uridīna grupām vienvirziena DNS. Notiek somatiskas hipermutācijas, kas maina B šūnu antivielu secības. Pēc tam notiek atbilstošo B šūnu atlase. Tādējādi ir iespējama elastīga imūnā atbilde.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālie līmeņi
Citidīns ir pirimidīna metabolisma starpprodukts. Kā izolēts savienojums tam nav nozīmes. Kā minēts iepriekš, tas sastāv no nukleīnās bāzes citozīna un pentosugar ribozes. Citozīnu organismā var sintezēt pats. Tomēr tā sintēze ir ļoti energoietilpīga, tāpēc to atgūst no nukleīnskābes celtniecības blokiem kā daļu no glābšanas ceļa un to var reinkorporēt nukleīnskābes. Pilnīga pamatnes degradācija rada ogleklis dioksīds, ūdens, un urīnviela. Kā nukleozīds tas atrodas RNS. DNS citozīns ir saistīts ar dezoksiribozi, tāpēc nukleozīds dezoksicitidīns šeit atrodas kā celtniecības elements.
Slimības un traucējumi
Metilēšana pie citidīna DNS atliekām ir ļoti svarīga, lai marķieri atdalītu dažādus bioķīmiskos procesus. Tomēr kļūdas var rasties arī metilēšanas laikā vadīt uz slimību. Bojātu metilāciju gadījumā gan palielinājās, gan samazinājās gēns var izraisīt darbības, kas neatbilst prasībām. Šūnu dalīšanās laikā šie metilēšanas modeļi tiek pārmantoti. Ilgtermiņā notiek izmaiņas, kas var vadīt uz slimību. Piemēram, dažām audzēja šūnām ir novirzes metilēšanas struktūras, kas nenotiek veselās šūnās. Tādējādi metilēšana var bloķēt noteiktus gēnus, kas kodē augšanu regulējošus fermenti. Ja šie fermenti trūkst, var rasties kavēta šūnu augšana. Tas ietekmē arī fermentus, kas iniciē sakārtotu šūnu nāvi (apoptozi), kad rodas šūnu defekti. Mērķtiecīga manipulācija ar DNS metilēšanu šodien vēl nav iespējama. Tomēr ir pētījumi par audzēja šūnu pilnīgu demetilēšanu, lai tās atkal pakļautu augšanu regulējošai kontrolei proteīni. Saskaņā ar vairākiem klīniskiem pētījumiem, pacientiem ar akūtu mieloīdu audzēja augšanu var ierobežot demetilēšana leikēmija. Šī procedūra ir pazīstama arī kā epigenētiska terapija. Metilēšanas procesiem var būt nozīme arī citās slimībās. Vides ietekme liek organismam pielāgoties mainītajiem apstākļiem, veidojot bioloģiskas modifikācijas, kuru pamatā ir DNS citidīna atlikumu metilēšana. Tādējādi ķermenis veic a mācīšanās process, kas tomēr var izraisīt arī nepareizu regulējumu.
