Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Нуклеин қышқылдарының химиялық қосылысы.
Chemical compound in nucleic acids
Цитозин (символ C немесе Cyt) – Аденин, Гуанин және Тимин (РНК-да урацил) сияқты ДНҚ және РНК-да табылған төрт нуклеобазаның бірі. Ол пиримидин туындысы болып табылады, гетероциклді ароматтық сақинасы және екі топқа ие (4-орында амин тобы және 2-орында кето тобы). Цитозиннің нуклеозиді – цитидин. Уотсон-Крик жұптасуында гуанинмен үш сутекті байланыс жасайды.
Cytosine ('/s//aɪ//t//ə/,/s//iː//n//, // /,/z//iː//n//, // /,/s//ɪ//n/) (symbol C or Cyt) is one of the four nucleobases found in DNA and RNA, along with adenine, guanine, and thymine (uracil in RNA). It is a pyrimidine derivative, with a heterocyclic aromatic ring and two substituents attached (an amine group at position 4 and a keto group at position 2). The nucleoside of cytosine is cytidine. In Watson–Crick base pairing, it forms three hydrogen bonds with guanine.
Тарих
Цитозинді 1894 жылы Альбрехт Коссель мен Альберт Нойман бұзаудың тимус тіндерінен гидролиздеген кезде ашты және атады. Оның құрылымы 1903 жылы ұсынылды және сол жылы зертханада синтезделді (сонымен қатар расталды). 1998 жылы цитозин кванттық ақпаратты өңдеудің алғашқы демонстрациясында қолданылды, Оксфорд университетінің зерттеушілері екі кубиттен тұратын ядролық магниттік резонанстық кванттық компьютерде (ЯМРҚК) Deutsch–Jozsa алгоритмін іске асырды. 2015 жылдың наурыз айында NASA ғалымдары цитозиннің, сондай-ақ урацил мен тиминнің пиримидиннен ғарышқа ұқсас зертханалық жағдайларда пайда болғанын хабарлады, бұл қызығушылық тудырады, себебі пиримидин метеориттерде табылған, бірақ оның пайда болуы әлі белгісіз.
Cytosine was discovered and named by Albrecht Kossel and Albert Neumann in 1894 when it was hydrolyzed from calf thymus tissues. A structure was proposed in 1903, and was synthesized (and thus confirmed) in the laboratory in the same year. In 1998, cytosine was used in an early demonstration of quantum information processing when Oxford University researchers implemented the Deutsch–Jozsa algorithm on a two qubit nuclear magnetic resonance quantum computer (NMRQC). In March 2015, NASA scientists reported the formation of cytosine, along with uracil and thymine, from pyrimidine under the space like laboratory conditions, which is of interest because pyrimidine has been found in meteorites although its origin is unknown.
Химиялық реакциялар
Цитозин ДНК-ның бір бөлігі, РНК-ның бір бөлігі немесе нуклеотидтің құрамында кездесе алады. Цитидин трифосфаты (CTP) ретінде ферменттерге кофактор болып әрекет ете алады және аденозин дифосфатын (ADP) аденозин трифосфатына (ATP) түрлендіру үшін фосфатты жіберуге қабілетті. ДНК және РНК-да цитозин гуанинмен жұптасады. Дегенмен, ол тұрақсыз және спонтанды деаминация арқылы урацилге айналуы мүмкін. Егер ДНК жөндеу ферменттері, мысалы урацил гликозилазасы (ДНК-дағы урацилді кесіп тастайды) жөндемесе, бұл нүктелік мутацияға алып келуі мүмкін. Цитозин ДНК метилтрансфераза ферменті арқылы 5-метилцитозинге метилденуі немесе 5-гидроксиметилцитозин жасау үшін метилденіп, гидроксилденуі мүмкін. Цитозин мен 5-метилцитозиннің деаминациялану жылдамдығының (турастiк урацилге және тиминге) айырмашылығы бисульфит секвенирлеудің негізін құрайды.
Cytosine can be found as part of DNA, as part of RNA, or as a part of a nucleotide. As cytidine triphosphate (CTP), it can act as a co factor to enzymes, and can transfer a phosphate to convert adenosine diphosphate (ADP) to adenosine triphosphate (ATP). In DNA and RNA, cytosine is paired with guanine. However, it is inherently unstable, and can change into uracil (spontaneous deamination). This can lead to a point mutation if not repaired by the DNA repair enzymes such as uracil glycosylase, which cleaves a uracil in DNA. Cytosine can also be methylated into 5 methylcytosine by an enzyme called DNA methyltransferase or be methylated and hydroxylated to make 5 hydroxymethylcytosine. The difference in rates of deamination of cytosine and 5 methylcytosine (to uracil and thymine) forms the basis of bisulfite sequencing.
Биологиялық қызметі
РНҚ кодонында үшінші орында кездескенде цитозин урацилмен мағынасы бірдей болады, себебі олар үшінші негіз ретінде алмастырыла алады. Кодонның екінші негізі ретінде табылғанда, үшінші негіз әрқашан алмастырылатын болады. Мысалы, UCU, UCC, UCA және UCG – үшінші негізіне қарамастан, барлығы серин болып табылады. Цитозин деаминазаларының APOBEC тобына жататын ферменттердің цитозин немесе 5-метилцитозин деаминациялауы түрлі жасушалық процестерге, сондай-ақ организмдердің эволюциясына әсер ете алады, бұл әсер пайдалы да, зиянды да болуы мүмкін. Ал 5-гидроксиметилцитозинге деаминацияның әсері әлі толыққанды зерттелмеген.
When found third in a codon of RNA, cytosine is synonymous with uracil, as they are interchangeable as the third base. When found as the second base in a codon, the third is always interchangeable. For example, UCU, UCC, UCA and UCG are all serine, regardless of the third base. Active enzymatic deamination of cytosine or 5 methylcytosine by the APOBEC family of cytosine deaminases could have both beneficial and detrimental implications on various cellular processes as well as on organismal evolution. The implications of deamination on 5 hydroxymethylcytosine, on the other hand, remains less understood.
Теориялық аспектілер
2021 жылдың қазанына дейін цитозин метеориттерде табылмай келді, бұл РНК мен ДНҚ-ның алғашқы тізбектері осы құрылыс блогын алу үшін басқа жерден іздеуге мәжбүр болғанын көрсетеді. Дегенмен, цитозин кейбір метеориттердің туындаған денелерінде пайда болған болуы мүмкін, бірақ тиімді деаминация реакциясы нәтижесінде урацилге айналып, осы денелерде сақталмаған. 2021 жылдың қазан айында Жапония мен НАСА-ның бірлескен жобасы аясындағы зерттеушілер цитозин метеориттерде табылды деп хабарлады. Бұл жобада метеориттерден алынған нуклеотидтердің зақымдануын болдырмайтын, жаңа анықтау әдістері қолданылды.
Until October 2021, Cytosine had not been found in meteorites, which suggested the first strands of RNA and DNA had to look elsewhere to obtain this building block. Cytosine likely formed within some meteorite parent bodies, however did not persist within these bodies due to an effective deamination reaction into uracil. In October 2021, Cytosine was announced as having been found in meteorites by researchers in a joint Japan/NASA project, that used novel methods of detection which avoided damaging nucleotides as they were extracted from meteorites.