Citosina

Qué es la citosina

Químicamente, la citosina es una 4-aminopirimidina: un anillo de seis átomos —cuatro de carbono y dos de nitrógeno— con un grupo amino (-NH₂) en la posición 4 y un grupo carbonilo (C=O) en la posición 2. Su fórmula molecular es C₄H₅N₃O y su masa ronda los 111 daltons, lo que la sitúa entre las más pequeñas de las cinco bases nitrogenadas convencionales.

El nombre procede del griego κύτος (kytos, «célula», «cavidad»), porque Albrecht Kossel y Albert Neumann la aislaron en 1894 a partir de tejido de timo bovino —un órgano entonces frecuentado por los bioquímicos, que también proporcionó la timina y gran parte de los primeros datos sobre los ácidos nucleicos. La estructura fue propuesta en 1903 y confirmada ese mismo año por síntesis en el laboratorio, una verificación rápida para los estándares de la época.

En la doble hélice del ADN, la citosina se empareja siempre con la guanina formando tres puentes de hidrógeno (G≡C), un enlace más fuerte que el del par adenina-timina (A=T), que solo forma dos. Esa diferencia explica por qué las regiones del genoma ricas en G+C son más resistentes a la desnaturalización térmica. En el ARN, la citosina mantiene el mismo emparejamiento con la guanina.

Desaminación espontánea y metilación

La citosina es la base más vulnerable a un tipo de daño químico espontáneo: la desaminación hidrolítica, que elimina el grupo amino y la convierte en uracilo. Si la célula no detecta ese cambio antes de la siguiente ronda de replicación, la ADN polimerasa leerá el uracilo como si fuera una timina y colocará una adenina enfrente, transformando un par G:C original en un par A:T. Se estima que cada célula humana sufre entre 100 y 500 desaminaciones de citosina al día; la enzima uracil-ADN glicosilasa se encarga de reconocer y escindir el uracilo fuera de lugar para que el sistema de reparación por escisión de bases restaure la citosina.

Aparte de este daño accidental, la citosina admite una modificación deliberada con grandes consecuencias funcionales. Las ADN metiltransferasas pueden añadir un grupo metilo en la posición 5 del anillo, generando 5-metilcitosina (5mC). Esta metilación del ADN ocurre preferentemente en dinucleótidos CpG y constituye uno de los mecanismos epigenéticos más estudiados: cuando los promotores de un gen acumulan metilcitosinas, la transcripción se silencia. El patrón de metilación se hereda durante la división celular y su alteración está implicada en procesos tan dispares como el desarrollo embrionario, la inactivación del cromosoma X y la progresión tumoral.

Hay un detalle que cierra el círculo entre ambos fenómenos. La 5-metilcitosina, si sufre desaminación espontánea, no se convierte en uracilo sino en timina, una base que es normal en el ADN. El sistema de reparación la reconoce con más dificultad que al uracilo, y por eso las posiciones CpG metiladas son puntos calientes de mutación en el genoma humano. Se calcula que las transiciones C→T en sitios CpG representan cerca de un tercio de todas las mutaciones puntuales asociadas a enfermedades hereditarias.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el nombre «citosina»?

Del griego κύτος (kytos), que significa «célula». Kossel y Neumann eligieron ese prefijo porque la aislaron de células de timo bovino en 1894. El sufijo -ina es el habitual en la nomenclatura de las bases nitrogenadas (adenina, guanina, timina).

¿En qué se diferencia la citosina del uracilo?

Estructuralmente, en un solo grupo funcional: la citosina lleva un amino (-NH₂) en la posición 4, mientras que el uracilo tiene un oxo (=O) en esa misma posición. Esa diferencia es exactamente lo que se pierde cuando la citosina se desamina: el amino se va y aparece el oxo, convirtiendo citosina en uracilo.

¿Aparece la citosina solo en los ácidos nucleicos?

No. Como nucleótido libre (CTP, citidina trifosfato), participa en la síntesis de lípidos de membrana —es donante del grupo fosfocolina en la ruta de Kennedy para la producción de fosfatidilcolina— y en la activación de azúcares para la síntesis de glucolípidos. Su presencia en el metabolismo intermediario es menos conocida que la del ATP pero no por ello insignificante.

Referencias

1. National Human Genome Research Institute (NHGRI). Nucleótido — Glosario de genética.
2. MedlinePlus Genetics. ¿Qué es el ADN?.
3. Manual MSD, versión para profesionales. Generalidades sobre la genética.
4. National Human Genome Research Institute (NHGRI). Código genético — Glosario de genética.