Цитозин

Цитозин являє собою нуклеїнову основу, яка є будівельним блоком ДНК і РНК. Генетичний код кожної живої істоти складається з неї та трьох інших нуклеобаз.

Що таке цитозин?

Точна хімічна назва цитозину 4-аміно-1Н-піримідин-2-он, оскільки аміногрупа нуклеїнової основи знаходиться в четвертому стандартному положенні піримідинової основи. Піримідин - це молекула, структура якої утворює шестичленне кільце з двома атомами азоту.

Атом кисню займає друге положення. Піримідин - неорганічна частинка; він служить основою для численних інших конструкцій, таких як цитозин, в яких він є важливим будівельним елементом. Цитозин лише частково розчинний у етанолі та воді. Його нормальний фізичний стан твердий, температура плавлення - 320 до 325 ° С. Це робить цитозин одним із найбільш міцних хімічних сполук.

Нуклеобаза в чистому вигляді повинна бути позначена етикеткою небезпеки «подразник», оскільки вона може дратувати слизові оболонки і викликати запалення. Однак цитозин лише запускає цю реакцію в неприродних концентраціях, які не зустрічаються в природі і виробляються лише штучним біохімічним синтезом.

Функція, ефект та завдання

Цитозин є однією з чотирьох нуклеїнових основ, які разом із молекулами цукру утворюють ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) та подібну РНК (рибонуклеїнову кислоту). Цитозин, таким чином, відіграє важливу роль у зберіганні спадкової інформації, яка відповідає за контроль клітин і спадковість.

ДНК складається з довгих ланцюгів так званих нуклеотидів. Для того, щоб цитозиновий будівельний блок став нуклеотидом, він повинен поєднуватися з іншими будівельними блоками. Нуклеотид складається з молекули цукру, фосфатної кислоти та основи. У людській ДНК молекула цукру - це так звана пентоза; назва пентоза відноситься до п’ятикутної структури цукру. Спеціальні ферменти зчитують ДНК у клітинному ядрі і роблять копію, яка виходить з ядра. Там він знову читається іншими ферментами і переводиться на білки.

Тому біологія також називає цей процес перекладом. Під час трансляції відповідальний фермент вибирає правильну молекулу білка для кожного коду, яка складається з трьох пар основ, і створює з неї довгі ланцюги.Цитозин разом з гуаніном, ще одним нуклеїновим підставою, утворює так звану пару основ. Два будівельні блоки ДНК можуть утворювати зв’язок один з одним, як дві частини головоломки, але не з іншими двома нуклеобазами, тиміном та аденіном. Цитозин та гуанін поєднуються за допомогою водневої зв’язки і можуть знову їх розчиняти шляхом розщеплення водню.

Тимін - це також піримідинова основа, яка створюється на основі шестичленного кільця. Усі живі істоти поділяють ці основні принципи успадкування і базуються на одному і тому ж базовому генетичному матеріалі. Тільки послідовність базових пар визначає, який організм випливає з генетичного коду, яку форму він має та які функції він може виконувати.

Освіта, виникнення та властивості

Цитозин виникає з піримідину. Ця речовина являє собою шестичленне кільце з двома атомами азоту.Ні2 група і одна молекула кисню з подвійним зв’язком приєднуються до піримідину одинарним зв’язком. Крім того, атом водню приєднується до одного з двох атомів азоту піримідинового кільця. Природні науки розрізняють дві форми цитозину - тавтомери.

Крім таутомеру H1, існує ще одна форма цитозину, таутомер 3H. Таутомер Н1 та тавтомер Н3 відрізняються один від одного тим, що різні додаткові групи приєднуються до різних положень на піримідиновому кільці. Варіант Н1 зустрічається частіше. Немає оптимального значення для цитозину; Як часто цитозин виникає в організмі людини, залежить від різних факторів. Однак, оскільки він знаходиться в ядрі кожної окремої клітини, це дуже часто.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби та розлади

Цитозин є складовою частиною ДНК і визначається його місцем у послідовності генетичного коду разом з трьома іншими основами про основні механізми життя. Тому життя без цитозину неможливе.

Якщо, наприклад, не було достатньої кількості основних речовин, з яких виробляється цитозин під час дуже ранньої фази вагітності, подальший розвиток ембріона було б неможливим навіть на стадії окремих клітин. Тому повна відсутність цитозину в живому організмі немислима. Цитозин складається з атомів, які є дуже поширеними. Тому дефіцит внаслідок неправильного харчування є вкрай малоймовірним. Клітина тіла може обмінюватися цитозином, як і всі інші підстави, помилками при копіюванні ДНК (транскрипція) на іншу базу.

Це мутація, при якій ферменти всередині клітин утворюють неправильні білкові ланцюги. Ці білки не є функціональними або функціональними лише в обмеженій мірі або досягають іншого ефекту, ніж призначено. Це порушує регулярні процеси в організмі. У випадку дефіциту міоаденілатдеамінази (дефіцит MAD або MADD), наприклад, генетичний код гена AMPD1 має помилку. Цитозин фактично повинен знаходитися в положенні 34 екзону 2; але через генетичний дефект це положення неправильно займає нуклеотид тиміну.

Ця невелика зміна має різкі наслідки: код тепер сигналізує про "стоп" в цій точці, тому ферменти лише синтезують неповний білок під час трансляції. В результаті порушення метаболізму скелетних м’язів проявляється в MADD. Це викликає м’язовий дискомфорт, наприклад, судоми, слабкість і біль.