Biologi

Struktur, fungsi, sifat sitosin, sintesis

Struktur, fungsi, sifat sitosin, sintesis

The Cytosine Ia adalah asas nitrogen pyrimidine, yang berfungsi untuk biosintesis cytidine-5'-monophosphate dan dexicitidine-5'-monophosphate. Sebatian ini berfungsi untuk biosintesis, masing -masing, dari asid deoxyribonucleic (DNA) dan asid ribonukleik (RNA). DNA menyimpan maklumat genetik dan RNA mempunyai pelbagai fungsi.

Dalam makhluk hidup, sitosin tidak ditemui dengan bebas, tetapi biasanya ribonukleotida atau deoxyribonukleotida. Kedua -dua jenis kompaun mempunyai kumpulan fosfat, ribosa dan asas nitrogen.

Sumber: Vesprcom [Domain Awam]

Karbon 2 ribosa mempunyai kumpulan oxhydrillo (-OH) dalam ribonukleotida, dan atom hidrogen (-H) dalam deoxyribonukleotida. Bergantung pada bilangan kumpulan fosfat yang hadir, terdapat Citidín-5'-monophosphate (CMP), Citidín-5'-diphosphate (CDP) dan Citidín-5'-triffosphate (CTP) (CTP).

Kesamaan desoxygenated dipanggil desoksicitidin-5'-monophosphate (DCMP), desoksicitidin-5'-diphosphate (DCDP), dan desoksicitidin-5'-triffosphate (DCTP).

Cytosine, dalam pelbagai bentuknya, mengambil bahagian dalam fungsi yang berbeza, seperti biosintesis DNA dan RNA, biosintesis glikoprotein dan peraturan ekspresi gen.

[TOC]

Struktur dan sifat

Sitosin, 4-amino-2-hydroxipirimidine, mempunyai formula empirikal c4H5N3Atau, berat molekulnya adalah 111.10 g/mol, dan disucikan sebagai serbuk putih.

Struktur sitosin adalah cincin heterosiklik, aromatik dan planar. Panjang gelombang penyerapan maksimum (ʎMaks) Ia adalah 260 nm. Suhu gabungan sitosin melebihi 300 ºC.

Untuk membentuk nukleotida, sitosin mengikat kovalen, melalui nitrogen 1, dengan cara. Karbon 5 'diasingkan dengan kumpulan fosfat.

Biosintesis

Biosintesis nukleotida pyrimidine mempunyai laluan yang sama, yang terdiri daripada enam langkah yang dipangkin oleh enzim. Jalan bermula dengan biosintesis carbamoil-fosfat. Dalam prokariot hanya ada satu enzim: carbamoil fosfat synthase. Ini bertanggungjawab untuk sintesis pirimidin dan glutamin. Dalam eukariota, terdapat carbamoil fosfat synthase I dan II, yang bertanggungjawab, masing -masing, untuk biosintesis glutamin dan pirimidin.

Langkah kedua terdiri daripada pembentukan N-carbamoilaspartato, dari fosfat karboil dan aspartat, reaksi yang dikatalisis oleh transcabamoilasa transpartate (ATCASA).

Langkah ketiga ialah sintesis L-dihydrotoate, yang menghasilkan penutupan cincin pirimidin. Langkah ini dipangkin oleh dihydrootase.

Langkah keempat ialah pembentukan Orotato, yang merupakan tindak balas redoks yang dipangkin oleh dihydroorotate dehydrogenase.

Langkah kelima terdiri daripada pembentukan emas (OMP) menggunakan phosphoribosyl pyrophosphate (PRPP) sebagai substrat, dan pemindahan fosforibosil orotate sebagai pemangkin sebagai pemangkin.

Langkah keenam ialah pembentukan uridilaato (uridin-5'-monophosphate, UMP), reaksi yang dikatalisis oleh OMP-decarboxylase.

Ia boleh melayani anda: Flora dan Fauna dari Hidalgo

Langkah -langkah berikut terdiri daripada fosforilasi UMP, yang dipangkin oleh kinase, untuk membentuk UTP, dan pemindahan kumpulan amino dari glutamin ke UTP untuk membentuk CTP, reaksi yang dikatal oleh CTP synthetase.

Peraturan Biosintesis

Dalam mamalia, peraturan berlaku di synthase fosfat carbamoil.

Carbamoil Syntasa II dikawal oleh maklum balas negatif. Pengawal selia, UTP dan PRPP, masing -masing, perencat dan pengaktifan enzim ini.

Dalam tisu yang tidak hepatik, carbamoil fosfat synthase II adalah satu -satunya sumber fosfat carbamoil. Semasa berada di hati, di bawah keadaan amonia yang berlebihan, carbamoil fosfat synthase yang saya hasilkan, dalam mitokondria, fosfat carbamoil, yang diangkut ke sitosol, dari mana ia memasuki jalan biosintesis pirimidines.

Titik peraturan lain ialah OMP-Discarboxylase, yang dikawal oleh perencatan yang kompetitif. Produk reaksinya, UMP, bersaing dengan OMP untuk tapak mengikat di OMP-Descarboxilasa.

Pirimidin, seperti sitosin, dikitar semula

Kitar semula pirimidin mempunyai fungsi penggunaan semula pirimidin tanpa memerlukan biosintesis novo, dan elakkan jalan degradasi. Reaksi kitar semula dipangkin oleh phosphoribosyltransferase pyrimimidine. Reaksi umum adalah seperti berikut:

Pyrimidine + prpp -> nukleosida pyrimidine 5 '-monophosphate + ppi

Dalam vertebrata, phosphoribosyltransferase pyrimimidine ditemui dalam erythrocytes. Substrat pirimidin enzim ini adalah Uracil, Timina dan Orotato. Sitosin secara tidak langsung dikitar semula dari uridin-5'-monophosphate.

Berfungsi dalam biosintesis DNA

Semasa replikasi DNA, maklumat yang terkandung dalam DNA disalin dalam DNA melalui polimerase DNA.

Biosintesis RNA memerlukan deoxynucleotides tryphosphate (DNTP), iaitu: dexitimid tryphosphate (DTTP), dexicitidy triffosphate (DCTP), de -alxyxyadenin tryphyse (DATP). Tindak balasnya adalah:

(DNA)n sisa + Dntp -> (DNA)N+1 sisa + ppi

Hidrolisis pirofosfat anorganik (PPI) memberikan tenaga untuk biosintesis RNA.

Berfungsi dalam penstabilan struktur DNA

Dalam DNUS helix berganda, purine, rantai, dikaitkan dengan pyrimidine, rantai yang bertentangan, oleh ikatan hidrogen. Oleh itu, sitosin sentiasa dikaitkan dengan guanine oleh tiga ikatan hidrogen: adenine dikaitkan dengan timin oleh dua ikatan hidrogen.

Ia dapat melayani anda: kepentingan biologi

Ikatan hidrogen dipecahkan apabila larutan DNA asli yang disucikan pada pH 7, tertakluk kepada suhu yang lebih besar daripada 80 ºC. Ini menyebabkan kipas DNA berganda membentuk dua rantai berasingan. Proses ini dikenali sebagai denaturasi.

Suhu di mana 50% DNA denatured dikenali sebagai suhu lebur (TM). Molekul DNA yang guanine dan sitosin.

Di atas adalah ujian eksperimen yang lebih banyak ikatan hidrogen lebih baik menstabilkan molekul DNA asli.

Fungsi kawasan kaya di sitosin dalam DNA

Baru -baru ini, didapati bahawa DNA nukleus sel manusia dapat mengadopsi struktur motif interkalasi (IM). Struktur ini dihasilkan di kawasan sitosin.

Struktur IM terdiri daripada empat rantai DNA, tidak seperti DNA kipas dua klasik yang mempunyai dua rantai. Lebih khusus lagi, dua rantai dupleks selari diselingi dalam orientasi antiparallela, dan dikekalkan bersama oleh sepasang sitosin hemiproton (C: C: C+).

Dalam genom manusia, struktur IM ditemui di kawasan seperti promoter dan telomeres. Bilangan struktur IM lebih tinggi semasa fasa G1/s kitaran sel, di mana transkripsi tinggi. Kawasan ini adalah tapak pengiktirafan protein yang terlibat dalam pengaktifan jentera transkripsi.

Sebaliknya, di kawasan yang kaya dengan pangkalan guanine (c) berturut -turut, DNA cenderung untuk mengadopsi bentuk kipas A, dalam keadaan dehidrasi. Bentuk ini adalah tipikal RNA dan DNA-ARN Campuran Band semasa transkripsi dan replikasi, dan pada masa-masa tertentu apabila DNA dikaitkan dengan protein.

Telah ditunjukkan bahawa kawasan dengan pangkalan sitosin berturut -turut membuat patch elektropositif di celah utama DNA. Oleh itu, dipercayai bahawa kawasan -kawasan ini mengikat protein, yang mempraktikkan kawasan genomik tertentu dari kerapuhan genetik.

Berfungsi dalam biosintesis RNA

Semasa transkrip, maklumat yang terkandung dalam DNA disalin dalam RNA melalui RNA polimerase PON. Biosintesis RNA memerlukan nukleosida tryposphate (NTP), iaitu: tryphyse citidine (CTP), uridine tryposphate (UTP), adenine tryposphate (ATP) dan guanine tryphosphate (GTP). Tindak balasnya adalah:

Boleh melayani anda: Flora dan Fauna Campeche: Spesies Wakil

(RNA)n sisa + NTP -> (RNA)N+1 sisa + ppi

Hidrolisis pirofosfat anorganik (PPI) memberikan tenaga untuk biosintesis RNA.

Berfungsi dalam biosintesis glikoprotein

Pemindahan heksos berurutan untuk membentuk oligosakarida, O-ligat ke protein, berlaku dari prekursor nukleotida.

Dalam vertebrata, langkah terakhir biosintesis oligosakarida O-liged terdiri daripada penambahan dua sisa asid dosa (N-asetilneuramine) dari prekursor citidin-5'-monophosphate (CMP). Reaksi ini dihasilkan dalam karung trans Golgi.

Rawatan sitosin dan kemoterapi terhadap barah

Asid tetrahydropolate (FH4) adalah sumber -choure source3, Dan perlu untuk biosintesis dtmp dari dump. FH2 juga terbentuk. Pengurangan FH2 ke FH4 memerlukan folat dan reduktase NADPH. Beberapa inhibitor reduktase folat, seperti aminopterine dan metretothrexate digunakan dalam rawatan kanser.

Metotrexan adalah perencat yang kompetitif. Reductase folat bergabung dengan 100 kali lebih banyak pertalian terhadap perencat ini daripada substratnya. Aminapterine bertindak sama.

Perencatan folat reductase secara tidak langsung menghalang biosintesis DTMP, dan oleh itu DCTP. Perencatan langsung berlaku melalui inhibitor sintesis pemateri, yang memangkinkan DTMP dari dump. Inhibitor ini adalah 5-fluorouracil dan 5-fluoro-2-dioxiuridine.

Sebagai contoh, 5-fluoroacil bukanlah perencat tetapi mula-mula menjadi, laluan kitar semula, dalam deoxyurid mofosphate d (fdump), yang mengikat kepada synthesase pematuhan dan menghalangnya.

Bahan -bahan yang sama dengan glutamin, azaserine dan acivicin, menghalang amidotransferase glutamin. Azarine adalah salah satu bahan yang ditemui pertama yang bertindak sebagai bunuh diri yang tidak aktif.

Rujukan

  1. Assi, h.Ke., Garavís, m., González, c., Dan Damha, m.J. 2018. I-Motif DNA: Ciri-ciri Struktural dan Makna Biologi Sel. Penyelidikan Asid Nukleus, 46: 8038-8056.
  2. Bohinski, r. 1991. Biokimia. Addison-Wesley Iberoamericana, Wilmington, Delaware.
  3. Devlin, t.M. 2000. Biokimia. Editorial Reverté, Barcelona.
  4. Lodish, h., Berk, a., Zipurski, s.L., Matsudaria, ms., Baltimore, d., Darnell, J. 2003. Biologi selular dan molekul. Editorial Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Mexico, Sāo Paulo.
  5. Nelson, d. L., Cox, m. M. 2008. Lehninger-Prinsip Biokimia. W.H. Freeman, New York.
  6. Voet, d. dan voet, j. 2004. Biokimia. John Wiley and Sons, USA.