cytidine

cytidine appartiene ai nucleosidi ed è costituito dalla citosina base nucleica e dallo zucchero ribosio. Forma una coppia di basi con la guanosina tramite legami idrogeno. Svolge anche un ruolo centrale nel metabolismo della pirimidina.

Cos'è la citidina?

La citidina è un nucleoside costituito da citosina e ribosio. Oltre ad adenina, guanina e timina, la citosina a base di azoto è coinvolta nella sintesi degli acidi nucleici. La fosforilazione della citidina produce citidina monofosfato (CMP), citidina difosfato (CDP) o citidina trifosfato (CTP).

La citidina monofosfato è un nucleotide nell'RNA. Due basi purine e due pirimidiniche sono coinvolte nella struttura degli acidi nucleici, con la timina scambiata con l'uracile nell'RNA. Adenina e guanina appartengono alle basi puriniche, mentre timina, citosina e uracile appartengono alle basi pirimidiniche. La citidina deaminasi può deaminare la citidina in uridina. L'uridina è un nucleoside a base di ribosio e uracile. Può anche essere fosforilato in uridina monofosfato.

L'uridina monofosfato è anche un importante nucleotide per l'RNA. Inoltre, CDP e CTP stanno attivando anche gruppi per la sintesi di lecitina, cefalina e cardiolipina. La citidina pura è presente come un solido idrosolubile che si decompone a 201-220 gradi. Può essere cataliticamente degradato a citosina e ribosio dall'enzima pirimidina nucleosidasi.

Funzione, effetto e compiti

La citidina svolge un ruolo centrale nel metabolismo della pirimidina. La pirimidina fornisce la struttura di base per le basi pirimidiniche citosina, timina e uracile presenti negli acidi nucleici. La timina nell'RNA viene scambiata con l'uracile.

L'uracile è anche prodotto dalla deaminazione della citidina con la citidina deaminasi. Le conversioni chimiche tra le tre basi pirimidiniche sono di fondamentale importanza per i processi di riparazione del DNA e per i cambiamenti epigenetici. Nel contesto dell'epigenetica, varie proprietà vengono modificate dalle influenze ambientali. Tuttavia, il materiale genetico non cambia. I cambiamenti di modifica di un organismo sono causati dalla diversa espressione di geni. Anche i processi di differenziazione delle cellule del corpo per la formazione di diverse linee cellulari e organi rappresentano un processo epigenetico: a seconda del tipo di cellula, geni differenti vengono attivati ​​o disattivati.

Ciò avviene attraverso la metilazione delle basi citidiniche all'interno del DNA. Durante la metilazione, si forma metilcitosina, che può essere convertita in timina mediante deaminazione. La guanina nucleobase complementare nel doppio filamento opposto consente di riconoscere l'errore e di sostituire nuovamente la timina con la citosina. Tuttavia, la guanina può anche essere scambiata con adenina, che porta a una mutazione puntiforme. Se la citosina non metilata viene deaminata, viene prodotto uracile. Poiché l'uracile non compare nel DNA, viene immediatamente sostituito dalla citosina. Invece della citosina, il tasso di mutazione dovuto alla metilazione è leggermente aumentato.

Allo stesso tempo, tuttavia, sempre più geni vengono disattivati ​​attraverso la metilazione, con conseguente ulteriore specializzazione delle cellule all'interno della linea cellulare. Nei processi di riparazione, gli enzimi di riparazione si basano sul filamento di DNA originale, che riconoscono attraverso un grado più elevato di metilazione. Anche il filone complementare viene costruito sulla base delle informazioni ivi memorizzate. Gli errori di installazione vengono corretti immediatamente. Inoltre, l'enzima AID (Activation Induced Cytidine Deaminase) catalizza in modo molto specifico la deaminazione dei gruppi citidina in gruppi uridina nel DNA a filamento singolo. Si verificano ipermutazioni somatiche, che modificano le sequenze anticorpali delle cellule B. Quindi vengono selezionate le celle B corrispondenti. Ciò consente una risposta immunitaria flessibile.

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

La citidina è un prodotto intermedio del metabolismo della pirimidina. Come connessione isolata, non importa. Come già accennato, è composto dalla citosina base nucleica e dallo zucchero ribosio quintuplo. Il corpo può sintetizzare la citosina stessa.

Tuttavia, la sua sintesi è molto energivora, quindi viene recuperata dai blocchi costitutivi dell'acido nucleico nell'ambito del percorso di salvataggio e può essere reintegrata negli acidi nucleici. Quando la base è completamente scomposta, vengono prodotti anidride carbonica, acqua e urea. È presente come nucleoside nell'RNA. Nel DNA, la citosina è legata al desossiribosio, quindi la desossicitidina nucleosidica si trova qui come elemento costitutivo.

Malattie e disturbi

Le metilazioni sui residui di citidina del DNA sono molto importanti per la marcatura al fine di separare diversi processi biochimici. Tuttavia, possono verificarsi anche errori nella metilazione che portano alla malattia.

In caso di metilazione difettosa, possono essere attivate attività geniche sia aumentate che diminuite che non soddisfano i requisiti. Questi modelli di metilazione vengono trasmessi durante la divisione cellulare. A lungo termine, si verificano cambiamenti che possono portare a malattie. Ad esempio, alcune cellule tumorali hanno strutture di metilazione diverse che non si verificano nelle cellule sane. Ad esempio, la metilazione può bloccare alcuni geni che codificano per gli enzimi che regolano la crescita. Se questi enzimi mancano, può verificarsi una crescita cellulare non inibita. Questo vale anche per gli enzimi che avviano la morte cellulare ordinata (apoptosi) quando si verificano difetti cellulari.

Un'influenza mirata della metilazione del DNA non è ancora possibile oggi. Tuttavia, esistono studi sulla completa demetilazione delle cellule tumorali per sottoporle nuovamente al controllo delle proteine ​​regolatrici della crescita. Secondo diversi studi clinici, è stato dimostrato che la demetilazione limita la crescita del tumore nei pazienti con leucemia mieloide acuta. Questa procedura è nota anche come terapia epigenetica. I processi di metilazione possono anche svolgere un ruolo in altre malattie. A causa delle influenze ambientali, l'organismo si adatta alle mutate condizioni con la formazione di modificazioni biologiche basate sulla metilazione dei residui di citidina del DNA. Il corpo esegue così un processo di apprendimento, che può però anche causare una regolazione errata.