ציטוזין

ציטוזין הוא בסיס גרעין המהווה אבן בניין של DNA ו- RNA. הקוד הגנטי של כל יצור חי מורכב ממנו ושלושה גרעינים אחרים.

מה זה ציטוזין?

השם הכימי המדויק של ציטוזין הוא 4-אמינו-1 H-pyrimidin-2-oneמכיוון שקבוצת האמינו של הבסיס הגרעיני נמצאת במיקום הסטנדרטי הרביעי של מסגרת פירימידין. Pyrimidine היא מולקולה שבמבנה שלה מהווה טבעת בעלת שש חברים עם שני אטומי חנקן.

אטום חמצן תופס את המיקום השני. Pyrimidine הוא חלקיק אורגני; הוא משמש בסיס למספר רב של מבנים אחרים כמו ציטוזין, בהם הוא מייצג אבן בניין חשובה. ציטוזין מסיס באופן חלקי רק באתנול ובמים. מצבו הפיזי הרגיל הוא יציב, נקודת ההיתוך היא 320 עד 325 מעלות צלזיוס. זה הופך את הציטוזין לאחד התרכובות הכימיות החזקות יותר.

יש לתייג את הנוקלאובאז בצורתו הטהורה בתווית הסיכון "מגרה" מכיוון שהוא יכול לעצבן את הריריות ולגרום לדלקת. עם זאת, ציטוזין רק מעורר תגובה זו בריכוזים לא טבעיים שאינם מופיעים בטבע ומיוצרים רק על ידי סינתזה ביוכימית מלאכותית.

פונקציה, אפקט ומשימות

ציטוזין הוא אחד מארבעת הבסיסים הגרעיניים שיוצרים יחד עם מולקולות סוכר DNA (חומצה deoxyribonucleic) ו- RNA הדומה (חומצה ריבונוקלאית). אם כך, ציטוזין ממלא תפקיד חשוב באחסון מידע תורשתי, האחראי על בקרת התאים ותורשה.

ה- DNA מורכב משרשראות ארוכות של מה שמכונה נוקלאוטידים. על מנת שאבן הבניין הציטוזין תהפוך לנוקלאוטיד, עליו להשתלב עם אבני בניין אחרות. הנוקלאוטיד מורכב ממולקולת סוכר, חומצת פוספט ובסיס. ב- DNA אנושי, מולקולת הסוכר היא מה שמכונה פנטוזה; השם פנטוז מתייחס למבנה המחומש של הסוכר. אנזימים מיוחדים קוראים את ה- DNA בגרעין התא ועושים עותק שיוצא מהגרעין. שם הוא קורא שוב על ידי אנזימים אחרים ומתורגם לחלבונים.

לכן, הביולוגיה מכנה גם תרגום תהליכים זה. במהלך התרגום, האחראי על האנזים בוחר את מולקולת החלבון הנכונה לכל קוד, המורכב משלושה זוגות בסיס, ויוצר ממנו שרשראות ארוכות.ציטוזין, יחד עם גואנין, בסיס גרעין נוסף, מהווים צמד בסיס שנקרא. שני אבני הבניין של ה- DNA יכולים ליצור קשר אחד עם השני כמו שני חלקים של פאזל - אך לא עם שני הנוקלאובאזים האחרים, תימין ואדנין. ציטוזין וגואנין משתלבים בעזרת קשר מימן ויכולים להמיס אותם שוב על ידי פיצול מימן.

תימין הוא גם בסיס פירימידין שנוצר על בסיס הטבעת בעלת שישה חברים. כל היצורים החיים חולקים את העקרונות הבסיסיים של ירושה ומבוססים על אותו חומר גנטי בסיסי. רק רצף צמדי הבסיס מחליט איזה אורגניזם יוצא מהקוד הגנטי, איזו צורה יש לו ואילו פונקציות הוא יכול לבצע.

חינוך, אירועים ונכסים

ציטוזין נובע מפירימידין. חומר זה הוא טבעת בעלת 6 חברים עם שני אטומי חנקן. קבוצת NH2 ומולקולת חמצן יחידה עם קשר כפול מחוברים לפירימידין עם קשר יחיד. בנוסף, אטום מימן נקשר עצמו לאחד משני אטומי החנקן של טבעת הפירימידין. מדעי הטבע מבחינים בין שתי צורות של ציטוזין, tautomers.

בנוסף לטאוטומר H1, קיימת צורה אחרת של ציטוזין, טאוטומר 3H. טאוטומר H1 וטוטומר H3 נבדלים זה מזה בכך שהקבוצות הנוספות השונות מתחברות לתנוחות שונות על טבעת הפירימידין. גרסת ה- H1 מופיעה בתדירות גבוהה יותר. אין ערך אופטימלי לציטוזין; באיזו תדירות ציטוזין מתרחש בגוף האדם תלוי בגורמים שונים. עם זאת, מכיוון שהוא נמצא בגרעין של כל תא בודד, הוא נפוץ מאוד.

אתה יכול למצוא את התרופות שלך כאן

מחלות והפרעות

ציטוזין הוא אבן בניין של DNA והוא נקבע על פי מקומו ברצף הקוד הגנטי יחד עם שלושה בסיסים נוספים אודות המנגנונים הבסיסיים של החיים. לכן חיים ללא ציטוזין אינם אפשריים.

אם, למשל, לא היו מספיק חומרים בסיסיים זמינים בשלב מוקדם מאוד של ההיריון שממנו נוצר הציטוזין, התפתחות נוספת של העובר לא הייתה אפשרית אפילו בשלב של תאים בודדים. אי אפשר להעלות על הדעת היעדר מוחלט של ציטוזין באורגניזם חי. ציטוזין מורכב מאטומים הנפוצים מאוד. לפיכך חסר כתוצאה מתזונה לקויה אינו סביר ביותר. תא הגוף יכול להחליף ציטוזין כמו כל הבסיסים האחרים על ידי טעויות בהעתקת ה- DNA (תמלול) לבסיס אחר.

זוהי מוטציה בה האנזימים בתוך התאים יוצרים שרשראות חלבון שגויות. חלבונים אלה אינם תפקודיים או פונקציונליים רק במידה מוגבלת או משיגים השפעה שונה ממה שנועד. זה משבש את התהליכים הרגילים של האורגניזם. במקרה של מחסור במיואדנילט דימיניז (MAD או MADD), למשל, הקוד הגנטי של הגן AMPD1 פגום. ציטוזין צריך למעשה להיות במצב 34 של אקסון 2; אך בגלל פגם גנטי, מיקום זה תפוס באופן שגוי על ידי התימין של נוקלאוטידים.

לשינוי קטן זה יש השפעות דרסטיות: הקוד מסמן כעת "עצירה" בנקודה זו, וזו הסיבה שהאנזימים רק מסנתזים חלבון לא שלם במהלך התרגום. כתוצאה מכך, הפרעה מטבולית של שרירי השלד מתבטאת ב- MADD. זה גורם לאי נוחות בשרירים כמו התכווצויות, חולשה וכאב.