Cytidín patrí k nukleozidom a je zložený z nukleovej bázy cytozínu a cukor ribóza. Tvorí základný pár s guanozínom via vodík lepenie. Hrá tiež ústrednú úlohu v metabolizme pyrimidínu.
Čo je to cytidín?
Cytidín predstavuje nukleozid zložený z cytozínu a ribóza, dusík základný cytozín je zapojený do montáže nukleové kyseliny spolu s adenínom, guanínom a tymínom. Výsledkom fosforylácie cytidínu je cytidínmonofosfát (CMP), cytidíndifosfát (CDP) alebo cytidíntrifosfát (CTP). Cytidínmonofosfát je nukleotid RNA. Dva puríny a dva pyrimidíny základy sú zapojené do zostavenia každej nukleovej kyseliny, pričom tymín bol v RNA vymenený za uracil. Adenín a guanín teda patria k purínu základyzatiaľ čo tymín, cytozín a uracil patria k pyrimidínovým zásadám. Cytidín sa môže deaminovať na uridín cytidíndeaminázou. Uridín je nukleozid kyseliny ribóza a uracil. Môže sa tiež fosforylovať na uridínmonofosfát. Uridínmonofosfát je tiež dôležitým nukleotidom pre RNA. Ďalej, CDP a CTP sú tiež aktivačné skupiny pre syntézu lecitín, cefalín a kardiolipín. Čistý cytidín existuje ako a voda-rozpustná tuhá látka, ktorá sa rozkladá pri 201 až 220 stupňoch. Môže sa katalyticky degradovať na cytozín a ribózu pomocou enzýmu pyrimidín-nukleozidázy.
Funkcia, činnosť a roly
Cytidín hrá ústrednú úlohu v metabolizme pyrimidínu. Pyrimidín predstavuje hlavný reťazec pyrimidínu základy cytozín, tymín a uracil nájdené v nukleové kyseliny. Tymín sa vymení za uracil v RNA. Uracil sa však tiež vytvára deamináciou cytidínu cytidíndeaminázou. Chemické transformácie troch pyrimidínových báz medzi sebou majú ústredný význam pre procesy opravy v DNA a epigenetické zmeny. V kontexte Epigenetika, dochádza k úpravám rôznych vlastností v dôsledku vplyvov prostredia. Genetický materiál sa však v procese nemení. Zmeny modifikácie organizmu sú spôsobené rozdielnou expresiou génov. Procesy diferenciácie buniek tela za vzniku rôznych bunkových línií a orgánov teda tiež predstavujú epigenetický proces. V závislosti od typu bunky sa aktivujú alebo deaktivujú rôzne gény. K tomu dochádza metyláciou cytidínových báz v DNA. Metyláciou vzniká metylcytozín, ktorý sa môže konvertovať na tymín deamináciou. Komplementárna nukleová báza guanín v opačnom dvojvlákne umožňuje detekciu chyby a výmenu tymínu späť za cytozín. Guanín však možno vymeniť aj za adenín, čo vedie k bodovej mutácii. Ak sa nemetylovaný cytozín deaminuje, vytvorí sa uracil. Pretože sa uracil nevyskytuje v DNA, je okamžite znovu nahradený cytozínom. V mieste cytozínu sa rýchlosť mutácie mierne zvyšuje metyláciou. Zároveň sa však čoraz viac génov vypína metyláciou, čo vedie k ďalšej špecializácii buniek v bunkovej línii. V opravných procesoch opravte enzýmy zacieliť na pôvodné vlákno DNA, ktoré rozpoznávajú vyšším stupňom metylácie. Na základe informácií tam uložených sa tiež zostaví doplnkové vlákno. Chyby pri zabudovaní sú okamžite opravené. Ďalej enzým AID (aktiváciou vyvolaná cytidíndeamináza) veľmi špecificky katalyzuje deamináciu cytidínových skupín na uridínové skupiny v jednovláknovej DNA. Vyskytujú sa somatické hypermutácie, ktoré menia protilátkové sekvencie B buniek. Potom prebehne selekcia vhodných B buniek. Je teda možná flexibilná imunitná odpoveď.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne úrovne
Cytidín je medziproduktom metabolizmu pyrimidínu. Ako izolovaná zlúčenina nehrá žiadnu úlohu. Ako už bolo spomenuté vyššie, je zložený z nukleovej bázy cytozínu a pentosugar ribózy. Cytozín si telo môže syntetizovať samo. Jeho syntéza je však veľmi energeticky náročná, takže sa získava zo stavebných blokov nukleových kyselín ako súčasť záchrannej cesty a môže sa znovu začleniť do nukleové kyseliny. Produkuje sa úplná degradácia bázy uhlík oxid, vodaa močovina. Ako nukleozid je prítomný v RNA. V DNA je cytozín naviazaný na deoxyribózu, takže nukleozid deoxycytidín je tu prítomný ako stavebný blok.
Choroby a poruchy
Metylácie na cytidínových zvyškoch DNA sú pre markery veľmi dôležité na oddelenie rôznych biochemických procesov. Chyby sa však môžu vyskytnúť aj pri metylácii viesť na chorobu. V prípade chybných metylácií sa zvýšili aj znížili gen môžu byť spustené činnosti, ktoré nezodpovedajú požiadavkám. Počas delenia buniek sa tieto metylačné vzorce dedia. Z dlhodobého hľadiska dôjde k zmenám, ktoré môžu viesť na chorobu. Napríklad niektoré nádorové bunky majú odlišné metylačné štruktúry, ktoré sa nevyskytujú v zdravých bunkách. Metylácia teda môže blokovať určité gény, ktoré kódujú reguláciu rastu enzýmy. Ak tieto enzýmy chýbajú, môže sa vyskytnúť neinhibovaný rast buniek. To tiež ovplyvňuje enzýmy, ktoré pri poruchách buniek iniciujú usporiadanú bunkovú smrť (apoptózu). Cielená manipulácia s metyláciou DNA nie je dnes možná. Existujú však štúdie o úplnej demetylácii nádorových buniek, aby sa dostali späť pod kontrolu regulácie rastu proteíny. Podľa niekoľkých klinických štúdií môže byť rast nádoru obmedzený demetyláciou u pacientov s akútnym myeloidom leukémie. Tento postup je tiež známy ako epigenetický terapie. Metylačné procesy môžu hrať úlohu aj pri iných chorobách. Vplyvy prostredia spôsobujú, že sa organizmus prispôsobuje zmeneným podmienkam a vytvára biologické modifikácie na základe metylácie cytidínových zvyškov DNA. Telo teda vykonáva a štúdium procesu, ktorý však môže tiež spôsobiť nesprávnu reguláciu.
