Citidin spada med nukleozide in je sestavljen iz nukleinske baze citozina in sladkorja riboza. S pomočjo gvanozina tvori osnovni par vodik vezanje. Ima tudi osrednjo vlogo pri presnovi pirimidina.
Kaj je citidin?
Citidin predstavlja nukleozid, sestavljen iz citozina in riboza. dušik osnovni citozin sodeluje pri sestavljanju nukleinska kislina skupaj z adeninom, gvaninom in timinom. Fosforilacija citidina povzroči citidin monofosfat (CMP), citidin difosfat (CDP) ali citidin trifosfat (CTP). Citidin monofosfat je nukleotid RNA. Dva purina in dva pirimidina baze sodelujejo pri sestavljanju vsake nukleinske kisline, pri čemer se timin v RNA zamenja za uracil. Tako spadata adenin in gvanin v purin baze, medtem ko timin, citozin in uracil spadajo med pirimidinske baze. Citidin se lahko deaminira v uridin s pomočjo citidin deaminaze. Uridin je nukleozid riboza in uracil. Lahko se tudi fosforilira v uridin monofosfat. Uridin monofosfat je tudi pomemben nukleotid za RNA. Poleg tega CDP in CTP aktivirata tudi skupini za sintezo lecitin, cefalin in kardiolipin. Čisti citidin obstaja kot vode-topna trdna snov, ki se razgradi pri 201 do 220 stopinjah. Encim pirimidin nukleosidaza ga lahko katalitično razgradi v citozin in ribozo.
Funkcija, delovanje in vloge
Citidin ima osrednjo vlogo pri presnovi pirimidina. Pirimidin predstavlja hrbtenico pirimidina baze citozin, timin in uracil, ki jih najdemo v nukleinska kislina. Timin se v RNA zamenja za uracil. Vendar pa uracil nastane tudi z deaminiranjem citidina s citidin deaminazo. Kemijske transformacije treh pirimidinskih baz med seboj so osrednjega pomena za procese popravljanja DNK in epigenetske spremembe. V okviru Epigenetika, spremembe različnih lastnosti se pojavijo kot posledica vplivov okolja. Vendar se genski material pri tem ne spremeni. Spremembe sprememb organizma povzroča različna ekspresija genov. Tako tudi diferenciacijski procesi telesnih celic, ki tvorijo različne celične rodove in organe, predstavljajo epigenetski proces. Glede na vrsto celice se aktivirajo ali deaktivirajo različni geni. To se zgodi z metilacijo baz citidina znotraj DNA. Metilacija proizvaja metilcitozin, ki ga lahko z deaminacijo pretvorimo v timin. Komplementarna nukleinska baza gvanin v nasprotni dvojni verigi omogoča odkrivanje napake in izmenjavo timina nazaj v citozin. Vendar pa lahko gvanin zamenjamo tudi za adenin, kar povzroči točkovno mutacijo. Če je demetiran nemetilirani citozin, nastane uracil. Ker se uracil ne pojavi v DNK, ga takoj spet nadomesti citozin. Na mestu citozina se stopnja mutacije nekoliko poveča z metilacijo. Hkrati pa se vse več genov izklopi z metilacijami, kar povzroči nadaljnjo specializacijo celic znotraj celične linije. V postopkih popravil popravite encimi ciljajo na prvotno verigo DNA, ki jo prepoznajo po višji stopnji metilacije. Na podlagi tam shranjenih informacij je zgrajen tudi komplementarni sklop. Napake pri vključitvi se takoj popravijo. Poleg tega encim AID (z aktiviranjem inducirano citidin deaminazo) zelo natančno katalizira razkrojitev citidinskih skupin v uridinske skupine v enoverižni DNA. Pojavijo se somatske hipermutacije, ki spremenijo protitelesna zaporedja celic B. Nato poteka izbira ustreznih B celic. Tako je mogoč prilagodljiv imunski odziv.
Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne ravni
Citidin je intermediat presnove pirimidina. Kot izolirana spojina nima nobene vloge. Kot smo že omenili, je sestavljen iz nukleinske baze citozina in pentosuharske riboze. Citozin lahko telo sintetizira samo. Njegova sinteza pa je zelo energetsko zahtevna, zato se kot del rešilne poti predela iz gradnikov nukleinske kisline in jo je mogoče ponovno vključiti v nukleinska kislina. Popolna degradacija baze povzroči ogljika dioksid, vodein sečnina. Kot nukleozid je prisoten v RNA. V DNK je citozin vezan na deoksiribozo, tako da je tu nukleozidni deoksicitidin prisoten kot gradnik.
Bolezni in motnje
Metilacije na ostankih citidina DNA so zelo pomembne za markerje, da ločijo različne biokemijske procese. Vendar pa se med metilacijo lahko pojavijo tudi napake, ki vodi do bolezni. V primeru napačne metilacije se je povečala in zmanjšala gen lahko sprožijo dejavnosti, ki ne ustrezajo zahtevam. Med delitvijo celic so ti vzorci metilacije podedovani. Dolgoročno se zgodijo spremembe, ki lahko vodi do bolezni. Na primer, nekatere tumorske celice imajo odstopajoče metilacijske strukture, ki se ne pojavljajo v zdravih celicah. Tako lahko metilacija blokira nekatere gene, ki kodirajo rastno uravnavanje encimi. Če te encimi manjkajo, lahko pride do neovirane rasti celic. To vpliva tudi na encime, ki sprožijo urejeno celično smrt (apoptozo), ko pride do okvar celic. Ciljna manipulacija z metilacijo DNA danes še ni mogoča. Vendar pa obstajajo študije o popolni demetilaciji tumorskih celic, da bi jih vrnili pod nadzor rasti beljakovin. Po več kliničnih študijah bi lahko rast tumorja omejila demetilacija pri bolnikih z akutnim mieloidom levkemija. Ta postopek je znan tudi kot epigenetski terapija. Procesi metilacije imajo lahko vlogo tudi pri drugih boleznih. Vplivi okolja povzročijo, da se organizem prilagodi spremenjenim pogojem in tvori biološke spremembe, ki temeljijo na metilaciji ostankov citidina DNA. Tako telo izvaja a učenje proces, ki pa lahko povzroči tudi napačno regulacijo.
