A citidin a nukleozidokhoz tartozik, és a nukleáris bázis citozinjából és a cukor ribóz. Alapot képez a guanozinnal hidrogén kötés. A pirimidin metabolizmusában is központi szerepet játszik.
Mi a citidin?
A citidin a citozinból és a nukleozidból áll ribóz Az nitrogén a bázis citozin részt vesz a nukleinsavak adeninnel, guaninnal és timinnel együtt. A citidin foszforilezése citidin-monofoszfátot (CMP), citidin-difoszfátot (CDP) vagy citidin-trifoszfátot (CTP) eredményez. A citidin-monofoszfát az RNS nukleotidja. Két purin és két pirimidin bázisok részt vesznek az egyes nukleinsavak összeállításában, a timint pedig az RNS-ben uracilra cserélik. Így az adenin és a guanin a purinhoz tartozik bázisok, míg a timin, a citozin és az uracil a pirimidinbázisokhoz tartozik. A citidint dezaminálhatjuk uridinné a citidin-deamináz segítségével. Az uridin a nukleozid ribóz és uracil. Foszforilezhető uridin-monofoszfáttá is. Az uridin-monofoszfát szintén fontos nukleotid az RNS számára. Ezenkívül a CDP és a CTP is aktiválja a csoportokat a szintéziséhez lecitin, cefalin és kardiolipin. A tiszta citidin a vízoldható szilárd anyag, amely 201-220 fokon bomlik. A pirimidin-nukleozidáz enzim katalitikusan lebonthatja citozinná és ribózzá.
Funkció, cselekvés és szerepek
A citidin központi szerepet játszik a pirimidin metabolizmusában. A pirimidin alkotja a pirimidin gerincét bázisok citoszin, timin és uracil található nukleinsavak. A timint az RNS-ben uracilra cserélik. Az uracil azonban úgy is képződik, hogy a citidint dezaminálják a citidin-deaminázzal. A három pirimidinbázis kémiai átalakulása központi jelentőségű a DNS-ben zajló javítási folyamatok és az epigenetikai változások szempontjából. Ebben az értelemben epigenetika, a különféle tulajdonságok módosulása a környezeti hatások következtében történik. A genetikai anyag azonban nem változik a folyamat során. Egy szervezet módosulásait a gének eltérő expressziója okozza. Tehát a testsejtek differenciálódási folyamatai különböző sejtvonalak és szervek kialakításához epigenetikus folyamatot is képviselnek. A sejttípustól függően különböző gének aktiválódnak vagy inaktiválódnak. Ez a citidinbázisok metilezésével történik a DNS-ben. A metilezés metil-citozint eredményez, amelyet dezaminálással timinné alakíthatunk. Az ellentétes kettős szálban lévő komplementer nukleáris bázis guanin lehetővé teszi a hiba kimutatását és a timin visszaváltását citozinná. A guanin azonban adeninné is cserélhető, ami pontmutációt eredményez. Ha a nem metilezett citozint dezamináljuk, uracil képződik. Mivel az uracil nem fordul elő a DNS-ben, azonnal újra citoszinnal helyettesítik. A citozin helyén a mutáció sebességét némileg növeli a metiláció. Ugyanakkor azonban egyre több gént kapcsol ki metiláció, ami a sejtek további specializálódását eredményezi a sejtvonalon belül. Javítási folyamatokban javítás enzimek megcélozza az eredeti DNS-szálat, amelyet nagyobb fokú metilációval ismernek fel. Az ott tárolt információk alapján felépül a kiegészítő szál is. A beépítéssel kapcsolatos hibákat azonnal kijavítják. Ezenkívül az AID enzim (aktiváció indukálta citidin-deamináz) nagyon specifikusan katalizálja a citidin-csoportok dezaminálódását uridincsoportokká az egyszálú DNS-ben. Szomatikus hipermutációk lépnek fel, amelyek megváltoztatják a B-sejtek antitest-szekvenciáját. Ezt követően a megfelelő B-sejtek kiválasztódása történik. Így rugalmas immunválasz lehetséges.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális szintek
A citidin a pirimidin metabolizmusának intermedierje. Elszigetelt vegyületként nem játszik szerepet. Mint korábban említettük, a nukleáris bázis citozinból és a pentosugar ribózból áll. A citozint maga a test szintetizálhatja. Szintézise azonban nagyon energiaigényes, ezért a nukleinsav építőköveiből nyerhető ki a mentési út részeként, és újra beépíthető a nukleinsavak. A bázis teljes lebomlása termel szén dioxid, vízés karbamid. Nukleozidként az RNS-ben van jelen. A DNS-ben a citozin kötődik a dezoxiribózhoz, így a nukleozid-dezoxicitidin építőelemként van jelen.
Betegségek és rendellenességek
A DNS citidin-maradékainál végzett metilezés nagyon fontos a markerek számára a különféle biokémiai folyamatok elkülönítésére. A metilezés során azonban hibák is előfordulhatnak vezet betegségre. Hibás metilációk esetén mind nőtt, mind csökkent gén kiválthatók olyan tevékenységek, amelyek nem felelnek meg a követelményeknek. A sejtosztódás során ezek a metilációs minták öröklődnek. Hosszú távon olyan változások történnek, amelyek képesek vezet betegségre. Például egyes tumorsejtek eltérõ metilációs struktúrákkal rendelkeznek, amelyek az egészséges sejtekben nem fordulnak elõ. Így a metiláció blokkolhat bizonyos növekedést szabályozó géneket enzimek. Ha ezek enzimek hiányoznak, gátolhatatlan sejtnövekedés léphet fel. Ez kihat azokra az enzimekre is, amelyek a rendezett sejthalált (apoptózist) kezdeményezik, ha sejthibák lépnek fel. A DNS-metiláció célzott manipulálása ma még nem lehetséges. Vannak azonban tanulmányok a daganatos sejtek teljes demetilezéséről, hogy visszahozzák őket a növekedést szabályozó irányítás alá fehérjék. Számos klinikai vizsgálat szerint a daganat növekedését demetilezés korlátozhatja akut mieloidos betegeknél leukémia. Ez az eljárás epigenetikus néven is ismert terápia. A metilezési folyamatok más betegségeknél is szerepet játszhatnak. A környezeti hatások hatására a szervezet alkalmazkodik a megváltozott körülményekhez, biológiai módosításokat képezve a DNS citidinmaradékainak metilációja alapján. Így a test elvégzi a tanulás folyamat, amely azonban szabályozást is okozhat.
