Cytosin

Cytosin je nukleová báze, která je stavebním blokem DNA a RNA. Genetický kód každé živé bytosti je tvořen z ní a třemi dalšími nukleobázami.

Co je to cytosin?

Přesný chemický název cytosinu je 4-amino-lH-pyrimidin-2-on, protože aminoskupina nukleové báze je ve čtvrté standardní poloze pyrimidinové struktury. Pyrimidin je molekula, jejíž struktura tvoří šestičlenný kruh se dvěma atomy dusíku.

Atom kyslíku zaujímá druhou pozici. Pyrimidin je anorganická částice; slouží jako základ pro řadu dalších konstruktů, jako je cytosin, ve kterých představuje důležitý stavební blok. Cytosin je pouze částečně rozpustný v ethanolu a vodě. Jeho normální fyzický stav je pevný, teplota tání je 320 až 325 ° C. Díky tomu je cytosin jednou z robustnějších chemických sloučenin.

Nukleobáze v čisté formě musí být označena nebezpečnou značkou „dráždivá“, protože může dráždit sliznice a způsobit zánět. Cytosin však vyvolává tuto reakci pouze v nepřirozených koncentracích, které se v přírodě nevyskytují a jsou produkovány pouze umělou biochemickou syntézou.

Funkce, efekt a úkoly

Cytosin je jednou ze čtyř nukleových bází, které spolu s molekulami cukru tvoří DNA (deoxyribonukleová kyselina) a podobnou RNA (ribonukleová kyselina). Cytosin tedy hraje důležitou roli při ukládání dědičných informací, které jsou zodpovědné za kontrolu buněk a dědičnost.

DNA se skládá z dlouhých řetězců tzv. Nukleotidů. Aby se cytosinový stavební blok stal nukleotidem, musí se kombinovat s jinými stavebními bloky. Nukleotid sestává z molekuly cukru, fosfátové kyseliny a báze. V lidské DNA je cukrová molekula tzv. Pentózou; název pentóza označuje pentagonální strukturu cukru. Speciální enzymy čtou DNA v buněčném jádře a vytvoří kopii, která se dostane z jádra. Tam je znovu přečten jinými enzymy a převeden na proteiny.

Biologie proto také nazývá tento procesní překlad. Během translace vybere odpovědný enzym správnou molekulu proteinu pro každý kód, který se skládá ze tří párů bází, a vytváří z ní dlouhé řetězce.Cytosin, spolu s guaninem, další nukleovou bází, tvoří tzv. Pár bází. Dva stavební bloky DNA se mohou navzájem spojovat jako dva kousky skládačky - ale ne s ostatními dvěma nukleobázami, tymiinem a adeninem. Cytosin a guanin se kombinují pomocí vodíkové vazby a mohou je znovu rozpustit rozdělením vodíku.

Thymin je také pyrimidinová báze, která je vytvořena na základě šestičlenného kruhu. Všechny živé bytosti sdílejí tyto základní principy dědičnosti a jsou založeny na stejném základním genetickém materiálu. Pouze sekvence párů bází rozhoduje, který organismus vychází z genetického kódu, jaký tvar má a jaké funkce může provádět.

Vzdělávání, výskyt a vlastnosti

Cytosin vzniká z pyrimidinu. Tato látka je šestičlenný kruh se dvěma atomy dusíku, skupina NH2 a jedna molekula kyslíku s dvojnou vazbou jsou připojeny k pyrimidinu jednoduchou vazbou. Kromě toho se atom vodíku připojí k jednomu ze dvou atomů dusíku pyrimidinového kruhu. Přírodní vědy rozlišují mezi dvěma formami cytosinu, tautomery.

Kromě H1 tautomeru existuje další forma cytosinu, 3H tautomer. H1 tautomer a H3 tautomer se od sebe liší tím, že různé další skupiny se připojují k různým polohám na pyrimidinovém kruhu. Varianta H1 se vyskytuje častěji. Neexistuje žádná optimální hodnota pro cytosin; Jak často se cytosin vyskytuje v lidském těle, závisí na různých faktorech. Protože je však v jádru každé jednotlivé buňky, je velmi běžné.

Zde najdete své léky

Nemoci a poruchy

Cytosin je stavebním blokem DNA a je určován jeho místem v sekvenci genetického kódu spolu se třemi dalšími základy o základních mechanismech života. Život bez cytosinu proto není možný.

Pokud by například nebylo k dispozici dostatečné množství základních látek, z nichž se cytosin vyrábí během velmi rané fáze těhotenství, další vývoj embrya by nebyl možný ani v jednotlivých buněčných stádiích. Úplná absence cytosinu v živém organismu je proto nemyslitelná. Cytosin se skládá z atomů, které jsou velmi běžné. Nedostatek v důsledku špatné výživy je proto extrémně nepravděpodobný. Tělová buňka si může vyměnit cytosin jako všechny ostatní báze chybami při kopírování DNA (transkripce) pro jinou bázi.

Jedná se o mutaci, ve které enzymy uvnitř buněk tvoří nesprávné proteinové řetězce. Tyto proteiny nejsou funkční nebo funkční pouze v omezeném rozsahu nebo nedosahují jiného účinku, než bylo zamýšleno. To naruší pravidelné procesy v organismu. Například v případě nedostatku myoadenylát deaminázy (deficit MAD nebo MADD) je genetický kód genu AMPD1 chybný. Cytosin by měl být ve skutečnosti v poloze 34 exonu 2; ale kvůli genetickému defektu je tato pozice nesprávně obsazena nukleotidovým thyminem.

Tato malá změna má drastické účinky: kód nyní signalizuje „zastavení“ v tomto okamžiku, a proto enzymy syntetizují pouze neúplný protein během translace. V důsledku toho se metabolická porucha kosterních svalů projevuje v MADD. Způsobuje svalové potíže, jako jsou křeče, slabost a bolest.