Cytosine

Cytosine er en nukleisk base som er en byggestein av DNA og RNA. Den genetiske koden til hvert levende vesen består av det og tre andre nukleobaser.

Hva er cytosin?

Det nøyaktige kjemiske navnet på cytosin er 4-amino-1 H-pyrimidin-2-on-, siden aminogruppen til den nukleiske basen er i den fjerde standardposisjonen i et pyrimidin-rammeverk. Pyrimidin er et molekyl hvis struktur danner en seks-leddet ring med to nitrogenatomer.

Et oksygenatom inntar den andre posisjonen. Pyrimidine er en uorganisk partikkel; det fungerer som grunnlag for mange andre konstruksjoner som cytosin, der det representerer en viktig byggestein. Cytosin er bare delvis løselig i etanol og vann. Den normale fysiske tilstanden er solid, smeltepunktet er 320 til 325 ° C. Dette gjør cytosin til en av de mer robuste kjemiske forbindelsene.

Nukleobasen i sin rene form må merkes med faremerket "irritant" fordi den kan irritere slimhinnene og forårsake betennelse. Imidlertid utløser cytosin bare denne reaksjonen i unaturlige konsentrasjoner som ikke forekommer i naturen og bare produseres ved kunstig biokjemisk syntese.

Funksjon, effekt og oppgaver

Cytosin er en av de fire nukleiske basene som sammen med sukkermolekyler danner DNA (deoksyribonukleinsyre) og den lignende RNA (ribonukleinsyre). Cytosin spiller således en viktig rolle i lagring av arvelig informasjon, som er ansvarlig for kontroll av celler og arvelighet.

DNAet består av lange kjeder av såkalte nukleotider. For at cytosin-byggesteinen skal bli et nukleotid, må den kombineres med andre byggesteiner. Nukleotidet består av et sukkermolekyl, en fosfatsyre og en base. I humant DNA er sukkermolekylet en såkalt pentose; navnet pentose refererer til den femkantede strukturen til sukker. Spesielle enzymer leser DNAet i cellekjernen og lager en kopi som kommer ut av kjernen. Der blir den lest igjen av andre enzymer og oversatt til proteiner.

Biologi kaller derfor også denne prosessoversettelsen. Under oversettelse velger det enzymansvarlige det rette proteinmolekylet for hver kode, som består av tre basepar, og lager lange kjeder fra den.Cytosin danner sammen med guanin, en annen nukleisk base, et såkalt basepar. De to DNA-byggesteinene kan danne en forbindelse med hverandre som to stykker av et puslespill - men ikke med de to andre nukleobasene, tymin og adenin. Cytosin og guanin kombineres ved hjelp av en hydrogenbinding og kan løse dem opp igjen ved å dele opp hydrogen.

Thymine er også en pyrimidinbase som lages på grunnlag av den seks-leddet ringen. Alle levende ting har disse grunnleggende arvprinsippene og er basert på det samme grunnleggende genetiske materialet. Bare sekvensen til baseparene bestemmer hvilken organisme som kommer ut av den genetiske koden, hvilken form den har og hvilke funksjoner den kan utføre.

Utdanning, forekomst og egenskaper

Cytosin oppstår fra pyrimidin. Dette stoffet er en seks-leddet ring med to nitrogenatomer. En NH2-gruppe og et enkelt oksygenmolekyl med dobbeltbinding er festet til pyrimidin med en enkeltbinding. I tillegg knytter et hydrogenatom seg til et av de to nitrogenatomer i pyrimidinringen. Naturvitenskapene skiller mellom to former for cytosin, tautomerer.

I tillegg til H1 tautomer, er det en annen form for cytosin, 3H tautomer. H1-tautomeren og H3-tautomeren skiller seg fra hverandre ved at de forskjellige tilleggsgruppene fester seg til forskjellige posisjoner på pyrimidinringen. H1-varianten forekommer oftere. Det er ingen optimal verdi for cytosin; Hvor ofte cytosin forekommer i menneskekroppen avhenger av forskjellige faktorer. Siden det er i kjernen til hver eneste celle, er det imidlertid veldig vanlig.

Du finner medisinene dine her

Sykdommer og lidelser

Cytosin er en byggestein av DNA og bestemmes av sin plass i sekvensen av den genetiske koden sammen med tre andre baser om de grunnleggende mekanismene i livet. Et liv uten cytosin er derfor ikke mulig.

Hvis det for eksempel ikke var nok basale stoffer tilgjengelig som cytosinet er laget av i en veldig tidlig fase av graviditeten, ville videreutvikling av embryoet ikke være mulig selv i det enkelte celletrinn. Et fullstendig fravær av cytosin i en levende organisme er derfor utenkelig. Cytosin består av atomer som er veldig vanlige. En mangel som følge av dårlig ernæring er derfor ekstremt usannsynlig. Kroppscellen kan bytte cytosin som alle andre baser ved feil i å kopiere DNA (transkripsjon) for en annen base.

Dette er en mutasjon der enzymene i cellene danner feil proteinkjeder. Disse proteinene er ikke funksjonelle eller funksjonelle bare i begrenset grad eller oppnår en annen effekt enn beregnet. Dette forstyrrer de vanlige prosessene i organismen. For myoadenylatdeaminasemangel (MAD-mangel eller MADD), for eksempel, er den genetiske koden til AMPD1-genet feil. Cytosin bør faktisk være i posisjon 34 i ekson 2; men på grunn av en genetisk defekt, er denne posisjonen feil okkupert av nukleotid-tyminet.

Denne lille endringen har drastiske effekter: koden signaliserer nå "stopp" på dette tidspunktet, og det er grunnen til at enzymene bare syntetiserer et ufullstendig protein under translasjon. Som et resultat manifesterer en metabolske forstyrrelse i skjelettmusklene seg i MADD. Det forårsaker ubehag i muskler som kramper, svakhet og smerter.