Tsütidiin kuulub nukleosiidide hulka ja koosneb nukleiinalusest tsütosiinist ja suhkur riboos. See moodustab aluse paari guanosiiniga vesinik sidumine. Samuti mängib see keskset rolli pürimidiini ainevahetuses.
Mis on tsütidiin?
Tsütidiin tähistab nukleosiidi, mis koosneb tsütosiinist ja riboos. lämmastik aluse tsütosiin osaleb tsükli monteerimises nukleiinhapped koos adeniini, guaniini ja tümiiniga. Tsütidiini fosforüülimise tulemusena saadakse tsütidiinmonofosfaat (CMP), tsütidiindifosfaat (CDP) või tsütidiinitrifosfaat (CTP). Tsütidiinmonofosfaat on RNA nukleotiid. Kaks puriini ja kaks pürimidiini alused on seotud iga nukleiinhappe kokkupanemisega, tümiin vahetatakse RNA-s uratsiili vastu. Seega kuuluvad adeniin ja guaniin puriini hulka alused, samas kui tümiin, tsütosiin ja uratsiil kuuluvad pürimidiinalustesse. Tsütidiini võib dimetada uridiiniks tsütidiindeaminaas. Uridiin on nukleosiid riboos ja uratsiil. Seda saab fosforüülida ka uridiinmonofosfaadiks. Uridiinmonofosfaat on ka RNA jaoks oluline nukleotiid. Lisaks aktiveerivad CDP ja CTP ka rühma nende sünteesiks letsitiin, tsefaliin ja kardiolipiin. Puhas tsütidiin eksisteerib a vesi-lahustuv tahke aine, mis laguneb temperatuuril 201 kuni 220 kraadi. Ensüümi pürimidiini nukleosidaas võib seda katalüütiliselt lagundada tsütosiiniks ja riboosiks.
Funktsioon, tegevus ja rollid
Tsütidiinil on pürimidiini ainevahetuses keskne roll. Pürimidiin on pürimidiini selgroog alused tsütosiin, tümiin ja uratsiil nukleiinhapped. Tümiin vahetatakse RNA-s uratsiili vastu. Kuid uratsiil moodustub ka tsütidiini deaminimisel tsütidiindeaminaasiga. Kolme pürimidiinaluse keemilised transformatsioonid omavahel on DNA parandusprotsesside ja epigeneetiliste muutuste jaoks keskse tähtsusega. Kontekstis epigeneetika, keskkonnamõjude tagajärjel tekivad mitmesuguste omaduste modifikatsioonid. Geneetiline materjal aga protsessis ei muutu. Organismi modifikatsioonimuutused on põhjustatud geenide erinevast avaldumisest. Seega esindavad keharakkude diferentseerumisprotsessid erinevate rakuliinide ja -organite moodustamiseks ka epigeneetilist protsessi. Sõltuvalt rakutüübist aktiveeritakse või deaktiveeritakse erinevad geenid. See toimub tsütidiinaluste metüülimise kaudu DNA-s. Metüülimisel saadakse metüültsütosiin, mida saab deamiinimise teel muuta tümiiniks. Komplementaarne nukleiinne alus guaniin vastupidises topeltahelas võimaldab tuvastada vea ja vahetada tümiin tagasi tsütosiiniks. Kuid guaniini võib vahetada ka adeniini vastu, mille tulemuseks on punktmutatsioon. Metüleerimata tsütosiini desaminatsioonimisel moodustub uratsiil. Kuna uratsiili DNA-s ei esine, asendatakse see kohe uuesti tsütosiiniga. Tsütosiini kohas suureneb metüülimise teel mõnevõrra mutatsioonikiirus. Samal ajal lülitatakse metüleerimise teel välja üha rohkem geene, mille tulemuseks on rakuliinide rakkude edasine spetsialiseerumine. Remondiprotsessides remont ensüümide sihtida algset DNA-ahelat, mille nad tunnevad ära suurema metüülimisastme järgi. Sinna salvestatud teabe põhjal on üles ehitatud ka täiendav tegevussuund. Inkorporeeritud vead parandatakse kohe. Lisaks katalüüsib ensüüm AID (aktivatsiooniga indutseeritud tsütidiindeaminaas) üheahelalises DNA-s tsütidiinirühmade deaminatsiooni uridiinirühmadeks. Tekivad somaatilised hüpermutatsioonid, mis muudavad B-rakkude antikehade järjestusi. Seejärel toimub sobivate B-rakkude valik. Seega on võimalik paindlik immuunvastus.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed tasemed
Tsütidiin on pürimidiini metabolismi vaheühend. Isoleeritud ühendina ei mängi see mingit rolli. Nagu varem mainitud, koosneb see nukleiinalusest tsütosiinist ja pentosuhkruriboosist. Tsütosiini saab keha ise sünteesida. Kuid selle süntees on väga energiamahukas, nii et see taastatakse nukleiinhappe ehitusplokkidest päästetee osana ja saab uuesti ühendada nukleiinhapped. Aluse täielik lagunemine annab süsinik dioksiid, vesija uurea. Nukleosiidina esineb see RNA-s. DNA-s on tsütosiin seotud deoksüriboosiga, nii et nukleosiid-deoksütsütidiin on siin ehitusplokina.
Haigused ja häired
Metüleerimine DNA tsütidiinijääkides on markerite jaoks väga olulised, et eraldada erinevaid biokeemilisi protsesse. Kuid metüleerimisel võib esineda ka vigu viima haigusele. Vigaste metüülimiste korral nii kasvas kui ka vähenes geen võib käivitada tegevused, mis ei vasta nõuetele. Rakkude jagunemise ajal on need metüülimismustrid pärilikud. Pikas perspektiivis toimuvad muutused, mis võivad viima haigusele. Näiteks on mõnel kasvajarakul metüülimisstruktuurid hälbivad, mida tervetel rakkudel ei esine. Seega võib metüülimine blokeerida teatud kasvu reguleerivaid kodeerivaid geene ensüümide. Kui need ensüümide puuduvad, võib tekkida takistamatu rakukasv. See mõjutab ka ensüüme, mis raku defektide ilmnemisel algatavad järjestatud rakusurma (apoptoosi). DNA metüleerimise sihipärane manipuleerimine pole tänapäeval veel võimalik. Siiski on uuringuid kasvajarakkude täieliku demetüleerimise kohta, et viia need tagasi kasvu reguleerivate inimeste kontrolli alla valgud. Mitmete kliiniliste uuringute kohaselt võib ägeda müeloidiga patsientidel demetüülimisega kasvaja kasvu piirata leukeemia. Seda protseduuri tuntakse ka kui epigeneetilist ravi. Metüülimisprotsessid võivad mängida rolli ka teiste haiguste korral. Keskkonnamõjud põhjustavad organismi kohanemist muutunud tingimustega, moodustades bioloogilised modifikatsioonid, mis põhinevad DNA tsütidiinijääkide metüülimisel. Seega teostab keha a õppimine protsess, mis võib aga põhjustada ka vale reguleerimise.
