cytosin

cytosin är en nukleisk bas som är en byggsten av DNA och RNA. Den genetiska koden för varje levande varelse består av den och tre andra nukleobaser.

Vad är cytosin?

Det exakta kemiska namnet på cytosin är 4-amino-1 H-pyrimidin-2-oneftersom aminogruppen i den nukleiska basen befinner sig i den fjärde standardpositionen i en pyrimidinram. Pyrimidin är en molekyl vars struktur bildar en sex-ledad ring med två kväveatomer.

En syreatom upptar den andra positionen. Pyrimidin är en oorganisk partikel; det fungerar som basen för många andra konstruktioner såsom cytosin, där det representerar ett viktigt byggsten. Cytosin är endast delvis lösligt i etanol och vatten. Dess normala fysiska tillstånd är fast, smältpunkten är 320 till 325 ° C. Detta gör cytosin till en av de mer robusta kemiska föreningarna.

Nukleobaset i dess rena form måste märkas med farmärket "irriterande" eftersom det kan irritera slemhinnorna och orsaka inflammation. Emellertid utlöser cytosin endast denna reaktion i onaturliga koncentrationer som inte förekommer i naturen och som endast produceras genom konstgjord biokemisk syntes.

Funktion, effekt och uppgifter

Cytosin är en av de fyra nukleiska baserna som tillsammans med sockermolekyler bildar DNA (deoxyribonukleinsyra) och liknande RNA (ribonukleinsyra). Cytosin spelar således en viktig roll vid lagring av ärftlig information, som ansvarar för kontrollen av celler och ärftlighet.

DNA består av långa kedjor av så kallade nukleotider. För att cytosinbyggnaden ska bli en nukleotid måste den kombineras med andra byggstenar. Nukleotiden består av en sockermolekyl, en fosfatsyra och en bas. I humant DNA är sockermolekylen en så kallad pentos; namnet pentos hänför sig till den femkantiga strukturen hos socker. Specialenzymer läser DNA i cellkärnan och gör en kopia som kommer ut ur kärnan. Där läses den igen av andra enzymer och översätts till proteiner.

Biologi kallar därför också denna processöversättning. Under översättningen väljer enzymansvarig rätt proteinmolekyl för varje kod, som består av tre baspar, och skapar långa kedjor från den.Cytosin bildar tillsammans med guanin, en annan nukleisk bas, ett så kallad baspar. De två DNA-byggstenarna kan bilda en koppling med varandra som två pusselbitar - men inte med de andra två nukleobaserna, tymin och adenin. Cytosin och guanin kombineras med hjälp av en vätebindning och kan lösa upp dem igen genom att avskilja väte.

Tymin är också en pyrimidinbas som skapas på basis av den sex-ledade ringen. Alla levande saker delar dessa grundläggande arvsprinciper och är baserade på samma grundläggande genetiska material. Endast sekvensen för basparna avgör vilken organisme som kommer ut ur den genetiska koden, vilken form den har och vilka funktioner den kan utföra.

Utbildning, förekomst och fastigheter

Cytosin härrör från pyrimidin. Denna substans är en sex-ledad ring med två kväveatomer. En NH2-grupp och en enda syre-molekyl med en dubbelbindning är fästa till pyrimidin med en enda bindning. Dessutom fäster en väteatom sig vid en av de två kväveatomerna i pyrimidinringen. Naturvetenskapen skiljer mellan två former av cytosin, tautomererna.

Förutom H1-tautomeren finns det en annan form av cytosin, 3H-tautomeren. H1-tautomeren och H3-tautomeren skiljer sig från varandra genom att de olika ytterligare grupperna fäster vid olika positioner på pyrimidinringen. H1-varianten förekommer oftare. Det finns inget optimalt värde för cytosin; Hur ofta cytosin förekommer i människokroppen beror på olika faktorer. Men eftersom det finns i kärnan i varje enskild cell är det mycket vanligt.

Du hittar din medicin här

Sjukdomar och störningar

Cytosin är ett byggsten av DNA och bestäms av dess plats i den genetiska kodens sekvens tillsammans med tre andra baser om livets grundläggande mekanismer. Ett liv utan cytosin är därför inte möjligt.

Om det till exempel inte fanns tillräckligt med basiska substanser tillgängliga under en mycket tidig graviditetsfas, från vilken cytosinet bildas, skulle vidareutveckling av embryot inte vara möjligt även i enskilda cellstadier. En fullständig frånvaro av cytosin i en levande organisme är därför otänkbar. Cytosin består av atomer som är mycket vanliga. En brist till följd av dålig näring är därför extremt osannolik. Kroppscellen kan byta cytosin som alla andra baser genom misstag i att kopiera DNA (transkription) mot en annan bas.

Detta är en mutation där enzymerna i cellerna bildar fel proteinkedjor. Dessa proteiner är inte funktionella eller funktionella endast i begränsad omfattning eller uppnår en annan effekt än avsedd. Detta stör organisationens regelbundna processer. När det gäller myoadenylatdeaminasbrist (MAD-brist eller MADD), till exempel, är den genetiska koden för AMPD1-genen bristfällig. Cytosin bör faktiskt vara i position 34 i exon 2; men på grund av en genetisk defekt upptas denna position felaktigt av nukleotid-tyminen.

Denna lilla förändring har drastiska effekter: koden signalerar nu "stopp" vid denna punkt, varför enzymerna bara syntetiserar ett ofullständigt protein under translation. Som ett resultat manifesteras en metabolisk störning i skelettmusklerna i MADD. Det orsakar muskelbesvär såsom kramper, svaghet och smärta.