Cytidine appartient aux nucléosides et est composé de la base nucléique cytosine et du sucre ribose. Il forme une paire de bases avec la guanosine via des liaisons hydrogène. Il joue également un rôle central dans le métabolisme de la pyrimidine.
Qu'est-ce que la cytidine?
La cytidine est un nucléoside composé de cytosine et de ribose. En plus de l'adénine, de la guanine et de la thymine, la cytosine azotée basique est impliquée dans la synthèse des acides nucléiques. La phosphorylation de la cytidine produit du monophosphate de cytidine (CMP), du diphosphate de cytidine (CDP) ou du triphosphate de cytidine (CTP).
Le monophosphate de cytidine est un nucléotide dans l'ARN. Deux bases purine et deux bases pyrimidiniques sont impliquées dans la structure des acides nucléiques, la thymine étant échangée contre de l'uracile dans l'ARN. L'adénine et la guanine appartiennent aux bases puriques, tandis que la thymine, la cytosine et l'uracile appartiennent aux bases pyrimidiniques. La cytidine désaminase peut désaminer la cytidine en uridine. L'uridine est un nucléoside fabriqué à partir de ribose et d'uracile. Il peut également être phosphorylé en monophosphate d'uridine.
L'uridine monophosphate est également un nucléotide important pour l'ARN. En outre, CDP et CTP sont également des groupes activateurs pour la synthèse de la lécithine, de la céphaline et de la cardiolipine. La cytidine pure est présente sous la forme d'un solide soluble dans l'eau qui se décompose à 201 à 220 degrés. Il peut être dégradé catalytiquement en cytosine et ribose par l'enzyme pyrimidine nucléosidase.
Fonction, effet et tâches
La cytidine joue un rôle central dans le métabolisme de la pyrimidine. La pyrimidine fournit la structure de base des bases pyrimidiniques, la cytosine, la thymine et l'uracile, présentes dans les acides nucléiques. La thymine dans l'ARN est échangée contre de l'uracile.
L'uracile est également produit par la désamination de la cytidine avec la cytidine désaminase. Les conversions chimiques entre les trois bases pyrimidiniques sont d'une importance capitale pour les processus de réparation de l'ADN et les changements épigénétiques. Dans le contexte de l'épigénétique, diverses propriétés sont modifiées par les influences de l'environnement. Cependant, le matériel génétique ne change pas. Les changements de modification d'un organisme sont causés par l'expression différente des gènes. Les processus de différenciation des cellules du corps pour la formation de différentes lignées cellulaires et organes représentent également un processus épigénétique Selon le type de cellule, différents gènes sont activés ou désactivés.
Cela se produit par la méthylation des bases de cytidine dans l'ADN. Au cours de la méthylation, de la méthylcytosine se forme, qui peut être convertie en thymine par désamination. La nucléobase guanine complémentaire dans le double brin opposé permet de reconnaître l'erreur et d'échanger à nouveau la thymine contre la cytosine. Cependant, la guanine peut également être échangée contre de l'adénine, ce qui conduit à une mutation ponctuelle. Si la cytosine non méthylée est désaminée, de l'uracile est produit. Puisque l'uracile n'apparaît pas dans l'ADN, il est immédiatement remplacé par la cytosine. Au lieu de la cytosine, le taux de mutation dû à la méthylation est légèrement augmenté.
Dans le même temps, de plus en plus de gènes sont désactivés par méthylation, de sorte que les cellules de la lignée cellulaire deviennent plus spécialisées. Dans les processus de réparation, les enzymes de réparation sont basées sur le brin d'ADN d'origine, qu'elles reconnaissent grâce à un degré plus élevé de méthylation. Le volet complémentaire est également construit sur la base des informations qui y sont stockées. Les erreurs d'installation sont corrigées immédiatement. De plus, l'enzyme AID (Activation Induced Cytidine Deaminase) catalyse très spécifiquement la désamination des groupes cytidine en groupes uridine dans l'ADN simple brin. Des hypermutations somatiques se produisent, qui modifient les séquences d'anticorps des cellules B. Ensuite, les cellules B correspondantes sont sélectionnées. Cela permet une réponse immunitaire flexible.
Éducation, occurrence, propriétés et valeurs optimales
La cytidine est un produit intermédiaire du métabolisme de la pyrimidine. En tant que connexion isolée, cela n'a pas d'importance. Comme déjà mentionné, il est composé de la base nucléique cytosine et du quintuple sucre ribose. Le corps peut synthétiser lui-même la cytosine.
Cependant, sa synthèse est très énergivore, de sorte qu'il est récupéré à partir de blocs de construction d'acide nucléique dans le cadre de la voie de récupération et peut être réintégré dans les acides nucléiques. Lorsque la base est complètement décomposée, du dioxyde de carbone, de l'eau et de l'urée sont produits. Il est présent sous forme de nucléoside dans l'ARN. Dans l'ADN, la cytosine est liée au désoxyribose, de sorte que le nucléoside désoxycytidine apparaît ici comme un élément constitutif.
Maladies et troubles
Les méthylations sur les résidus cytidines de l'ADN sont très importantes pour les marquages afin de séparer différents processus biochimiques. Cependant, des erreurs peuvent également se produire dans la méthylation qui conduisent à la maladie.
Dans le cas de méthylations défectueuses, des activités géniques à la fois augmentées et diminuées peuvent être déclenchées qui ne satisfont pas aux exigences. Ces modèles de méthylation sont transmis lors de la division cellulaire. À long terme, des changements se produisent qui peuvent conduire à des maladies. Par exemple, certaines cellules tumorales ont des structures de méthylation différentes qui ne se produisent pas dans les cellules saines. Par exemple, la méthylation peut bloquer certains gènes qui codent pour des enzymes régulatrices de croissance. Si ces enzymes manquent, une croissance cellulaire non inhibée peut se produire. Cela s'applique également aux enzymes qui déclenchent la mort cellulaire ordonnée (apoptose) lorsque des défauts cellulaires se produisent.
Une influence ciblée de la méthylation de l'ADN n'est pas encore possible aujourd'hui. Cependant, il existe des études sur la déméthylation complète des cellules tumorales afin de les soumettre à nouveau au contrôle des protéines régulatrices de croissance. Selon plusieurs études cliniques, il a été démontré que la déméthylation limite la croissance tumorale chez les patients atteints de leucémie myéloïde aiguë. Cette procédure est également connue sous le nom de thérapie épigénétique. Les processus de méthylation peuvent également jouer un rôle dans d'autres maladies. En raison des influences environnementales, l'organisme s'adapte à des conditions modifiées avec la formation de modifications biologiques basées sur les méthylations des résidus cytidines de l'ADN. Le corps procède ainsi à un apprentissage, qui peut cependant aussi entraîner une mauvaise régulation.
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