Cytidin patří k nukleosidům a je složen z nukleové báze cytosinu a cukr želatina. Tvoří základní pár s guanosinem via vodík lepení. Hraje také ústřední roli v metabolismu pyrimidinu.
Co je to cytidin?
Cytidin představuje nukleosid složený z cytosinu a želatina, dusík základní cytosin se účastní montáže nukleové kyseliny spolu s adeninem, guaninem a thyminem. Fosforylace cytidinu vede k cytidinu monofosfátu (CMP), cytidíndifosfátu (CDP) nebo cytidinu trifosfátu (CTP). Cytidinmonofosfát je nukleotid RNA. Dva puriny a dva pyrimidiny základy se podílejí na sestavení každé nukleové kyseliny, přičemž thymin je vyměněn za uracil v RNA. Adenin a guanin tedy patří k purinu základy, zatímco tymin, cytosin a uracil patří k pyrimidinové bázi. Cytidin lze deaminovat na uridin pomocí cytidindeaminázy. Uridin je nukleosid z želatina a uracil. Může být také fosforylován na uridinmonofosfát. Uridinmonofosfát je také důležitým nukleotidem pro RNA. Kromě toho jsou CDP a CTP také aktivačními skupinami pro syntézu lecitin, cephalin a kardiolipin. Čistý cytidin existuje jako voda-rozpustná pevná látka, která se rozkládá při 201 až 220 stupních. Může být katalyticky degradován na cytosin a ribózu pomocí enzymu pyrimidinové nukleosidázy.
Funkce, akce a role
Cytidin hraje ústřední roli v metabolismu pyrimidinu. Pyrimidin poskytuje páteř pyrimidinu základy cytosin, thymin a uracil nalezené v nukleové kyseliny. Thymin je vyměněn za uracil v RNA. Uracil však také vzniká deaminací cytidinu cytidindeaminázou. Chemické transformace tří pyrimidinových bází mezi sebou mají zásadní význam pro opravné procesy v DNA a epigenetické změny. V kontextu Epigenetika, dochází k úpravám různých vlastností v důsledku vlivů prostředí. Genetický materiál se však v procesu nemění. Modifikační změny organismu jsou způsobeny odlišnou expresí genů. Proces diferenciace buněk těla za vzniku různých buněčných linií a orgánů tedy také představuje epigenetický proces. V závislosti na typu buňky jsou aktivovány nebo deaktivovány různé geny. K tomu dochází methylací cytidinových bází v DNA. Methylací vzniká methylcytosin, který lze převést na thymin deaminací. Komplementární nukleová báze guanin v protilehlém dvouřetězci umožňuje detekci chyby a výměnu thyminu zpět za cytosin. Guanin však lze také vyměnit za adenin, což vede k bodové mutaci. Pokud je nemetylovaný cytosin deaminován, tvoří se uracil. Jelikož se uracil nevyskytuje v DNA, je okamžitě znovu nahrazen cytosinem. V místě cytosinu je rychlost mutace poněkud zvýšena methylací. Zároveň se však stále více genů vypíná methylací, což vede k další specializaci buněk v buněčné linii. V opravných procesech opravte enzymy cílit na původní řetězec DNA, který rozpoznávají vyšším stupněm methylace. Na základě informací tam uložených je také vytvořeno doplňkové vlákno. Chyby v začlenění jsou okamžitě opraveny. Enzym AID (Activation Induced Cytidid Deaminase) navíc velmi specificky katalyzuje deaminaci cytidinových skupin na uridinové skupiny v jednořetězcové DNA. Vyskytují se somatické hypermuty, které mění sekvence protilátek B buněk. Poté proběhne selekce příslušných B buněk. Je tedy možná flexibilní imunitní odpověď.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální úrovně
Cytidin je meziproduktem metabolismu pyrimidinu. Jako izolovaná sloučenina nehraje žádnou roli. Jak již bylo zmíněno dříve, skládá se z nukleové báze cytosinu a pentosugar ribózy. Cytosin může být syntetizován samotným tělem. Jeho syntéza je však velmi energeticky náročná, takže se získává ze stavebních bloků nukleových kyselin jako součást záchranné cesty a může být znovu začleněna do nukleové kyseliny. Vzniká úplná degradace báze uhlík oxid, voda, a močovina. Jako nukleosid je přítomen v RNA. V DNA je cytosin vázán na deoxyribózu, takže nukleosid deoxycytidin je zde přítomen jako stavební blok.
Nemoci a poruchy
Methylace na cytidinových zbytcích DNA jsou pro markery velmi důležité pro oddělení různých biochemických procesů. K chybám však může dojít také během methylace vést na nemoc. V případě chybných methylací se zvýšily i snížily gen mohou být spuštěny aktivity, které neodpovídají požadavkům. Během buněčného dělení jsou tyto methylační vzorce zděděny. Z dlouhodobého hlediska mohou nastat změny vést na nemoc. Například některé nádorové buňky mají odchylné methylační struktury, které se nevyskytují ve zdravých buňkách. Methylace tedy může blokovat určité geny, které kódují růst regulující enzymy. Pokud tyto enzymy chybí, může dojít k neomezenému buněčnému růstu. To také ovlivňuje enzymy, které při výskytu buněčných defektů iniciují uspořádanou buněčnou smrt (apoptózu). Cílená manipulace s methylací DNA dnes ještě není možná. Existují však studie o úplné demetylaci nádorových buněk, aby se dostaly zpět pod kontrolu regulace růstu Proteinů. Podle několika klinických studií může být růst tumoru omezen demetylací u pacientů s akutním myeloidem leukémie. Tento postup je také známý jako epigenetický terapie. Methylační procesy mohou také hrát roli u jiných nemocí. Vlivy prostředí způsobují, že se organismus přizpůsobuje změněným podmínkám a vytváří biologické modifikace založené na methylacích cytidinových zbytků DNA. Tělo tedy provádí a studium proces, který však může také způsobit chybnou regulaci.
