Cytozyna

Cytozyna jest bazą nukleinową, która jest budulcem DNA i RNA. Kod genetyczny każdej żywej istoty składa się z niego i trzech innych zasad nukleinowych.

Co to jest cytozyna?

Dokładna nazwa chemiczna cytozyny to 4-amino-1H-pirymidyn-2-on, ponieważ grupa aminowa zasady nukleinowej znajduje się na czwartej standardowej pozycji zrębu pirymidynowego. Pirymidyna to cząsteczka, której struktura tworzy sześcioczłonowy pierścień z dwoma atomami azotu.

Atom tlenu zajmuje drugą pozycję. Pirymidyna jest cząstką nieorganiczną; służy jako podstawa dla wielu innych konstruktów, takich jak cytozyna, w której stanowi ważny element budulcowy. Cytozyna jest tylko częściowo rozpuszczalna w etanolu i wodzie. Jego normalny stan fizyczny jest stały, temperatura topnienia wynosi 320 do 325 ° C. To sprawia, że ​​cytozyna jest jednym z silniejszych związków chemicznych.

Nukleozasada w czystej postaci musi być oznaczona etykietą „drażniący”, ponieważ może podrażniać błony śluzowe i powodować stan zapalny. Jednak cytozyna wyzwala tę reakcję tylko w nienaturalnych stężeniach, które nie występują w przyrodzie i są wytwarzane jedynie w drodze sztucznej syntezy biochemicznej.

Funkcja, efekt i zadania

Cytozyna jest jedną z czterech zasad nukleinowych, które razem z cząsteczkami cukru tworzą DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) i podobny RNA (kwas rybonukleinowy). Dlatego cytozyna odgrywa ważną rolę w przechowywaniu informacji dziedzicznej, która jest odpowiedzialna za kontrolę komórek i dziedziczność.

DNA składa się z długich łańcuchów tak zwanych nukleotydów. Aby blok budulcowy cytozyny stał się nukleotydem, musi łączyć się z innymi blokami budulcowymi. Nukleotyd składa się z cząsteczki cukru, kwasu fosforanowego i zasady. W ludzkim DNA cząsteczka cukru to tak zwana pentoza; nazwa pentoza odnosi się do pięciokątnej struktury cukru. Specjalne enzymy odczytują DNA w jądrze komórkowym i tworzą kopię, która wydostaje się z jądra. Tam jest ponownie odczytywany przez inne enzymy i tłumaczony na białka.

Dlatego biologia nazywa ten proces również tłumaczeniem. Podczas translacji odpowiedzialny enzym wybiera odpowiednią cząsteczkę białka dla każdego kodu, który składa się z trzech par zasad i tworzy z niego długie łańcuchy.Cytozyna wraz z guaniną, inną zasadą nukleinową, tworzy tak zwaną parę zasad. Dwa bloki budulcowe DNA mogą tworzyć połączenie ze sobą jak dwa elementy układanki - ale nie z pozostałymi dwoma zasadami nukleinowymi, tyminą i adeniną. Cytozyna i guanina łączą się za pomocą wiązania wodorowego i mogą je ponownie rozpuścić przez oddzielenie wodoru.

Tymina jest również zasadą pirymidynową, która powstaje na bazie sześcioczłonowego pierścienia. Wszystkie żywe istoty dzielą te podstawowe zasady dziedziczenia i są oparte na tym samym podstawowym materiale genetycznym. Dopiero sekwencja par zasad decyduje, który organizm wyłoni się z kodu genetycznego, jaki ma kształt i jakie funkcje może pełnić.

Edukacja, występowanie i właściwości

Cytozyna powstaje z pirymidyny. Substancja ta jest sześcioczłonowym pierścieniem z dwoma atomami azotu.Grupa NH2 i pojedyncza cząsteczka tlenu z podwójnym wiązaniem są połączone z pirymidyną pojedynczym wiązaniem. Ponadto atom wodoru przyłącza się do jednego z dwóch atomów azotu pierścienia pirymidynowego. Nauki przyrodnicze rozróżniają dwie formy cytozyny, tautomery.

Oprócz tautomeru H1 istnieje inna forma cytozyny, tautomer 3H. Tautomer H1 i tautomer H3 różnią się od siebie tym, że różne dodatkowe grupy przyłączają się do różnych pozycji na pierścieniu pirymidynowym. Częściej występuje wariant H1. Nie ma optymalnej wartości dla cytozyny; To, jak często cytozyna występuje w organizmie człowieka, zależy od różnych czynników. Jednak ponieważ znajduje się w jądrze każdej komórki, jest bardzo powszechny.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i zaburzenia

Cytozyna jest budulcem DNA i jest określana przez jej miejsce w sekwencji kodu genetycznego wraz z trzema innymi podstawami dotyczącymi podstawowych mechanizmów życia. Dlatego życie bez cytozyny nie jest możliwe.

Gdyby np. Nie było wystarczającej ilości podstawowych substancji dostępnych w bardzo wczesnej fazie ciąży, z której powstaje cytozyna, dalszy rozwój zarodka nie byłby możliwy nawet na etapie pojedynczych komórek. Dlatego nie do pomyślenia jest całkowity brak cytozyny w żywym organizmie. Cytozyna składa się z bardzo powszechnych atomów. Dlatego niedobór będący wynikiem złego odżywiania jest niezwykle mało prawdopodobny. Komórka ciała może wymieniać cytozynę, jak wszystkie inne zasady, przez pomyłki w kopiowaniu DNA (transkrypcji) na inną zasadę.

Jest to mutacja, w której enzymy w komórkach tworzą niewłaściwe łańcuchy białkowe. Białka te nie są funkcjonalne lub funkcjonalne tylko w ograniczonym zakresie lub osiągają inny efekt niż zamierzony. To zakłóca regularne procesy organizmu. Na przykład w przypadku niedoboru deaminazy mioadenylanowej (niedobór MAD lub MADD) kod genetyczny genu AMPD1 jest uszkodzony. Cytozyna powinna faktycznie znajdować się w pozycji 34 egzonu 2; ale z powodu defektu genetycznego ta pozycja jest nieprawidłowo zajmowana przez nukleotyd tyminę.

Ta niewielka zmiana ma drastyczne skutki: kod sygnalizuje teraz „stop” w tym momencie, dlatego enzymy syntetyzują tylko niekompletne białko podczas translacji. W rezultacie zaburzenie metaboliczne mięśni szkieletowych objawia się w MADD. Powoduje dyskomfort mięśni, taki jak skurcze, osłabienie i ból.