тимин

тимин является одним из четырех азотистых оснований, из которых строятся нити ДНК, вместилище генетической информации. Дополнительным основанием двойной спирали всегда является аденин.

Химически это гетероциклическое ароматическое соединение с пиримидиновым скелетом. Помимо того, что тимин является нуклеиновым основанием в ДНК для кодирования аминокислотной последовательности для синтеза белка, он играет роль в метаболизме организма как компонент определенных биоактивных нуклеотидов.

Что такое тимин?

Основная структура тимина образована гетероциклическим ароматическим шестичленным кольцом, основной структурой пиримидина. Тимин является одним из 4 азотистых оснований, из которых состоят цепи ДНК. Строго говоря, это нуклеотид тимина.

Сначала присоединяется молекула дезоксирибозы, так что из нуклеозида образуется нуклеозид-дезокситимидин. Затем нуклеозид превращается в нуклеотид-дезокситимидинмонофосфат (dTMP), дезокситимидиндифосфат (dTDP) или дезокситимидинтрифосфат (dTTP) путем добавления от одной до трех фосфатных групп. Тимин обычно не появляется в РНК, потому что тимин заменен там азотистым основанием урацилом. Урацил является основанием, дополнительным к аденину в РНК. Однако тимин присутствует в виде особого гликозида (риботимидина) с присоединенной молекулой рибозы в транспортной РНК (тРНК).

Химическая формула C5H5N2O2 показывает, что тимин состоит исключительно из углерода, водорода, азота и кислорода, то есть веществ, которые встречаются повсеместно. В состав тимина не входят редкие минералы или микроэлементы. Тимин преимущественно поступает в организм в результате метаболизма белков, содержащих тимин или тимидин. Тимин может полностью расщепляться на углекислый газ и воду в результате метаболизма организма.

Функция, эффект и задачи

Основная задача тимина - присутствовать в одной из цепей двойной спирали ДНК в обозначенных местах и ​​образовывать связь с комплементарным азотистым основанием аденином через двойную водородную связь.

Для выполнения своей основной задачи тимин не вмешивается непосредственно в метаболизм, а, скорее, вместе с другими тремя азотистыми основаниями только определяет, какие аминокислоты собираются в белки, в каком порядке через свое положение на соответствующем участке двойной спирали. После копирования соответствующего участка основной цепи ДНК, так называемой информационной РНК (мРНК), она переносится из ядра клетки в цитоплазму.

В цитоплазме, на рибосомах, последовательности оснований транслируются в тип и последовательность аминокислот, которые собираются в целевой белок посредством пептидных связей. Точная функция и задачи тимина и дезокситимидина в метаболизме неизвестны. Эксперименты на животных показали, что введение тимидина улучшает показатели крови при пернициозной анемии, анемии, вызванной дефицитом B12. Вероятно, дефицит витамина B12 может быть связан с нарушением синтеза нуклеозидов.

Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения

При необходимости организм может сам синтезировать тимин. Однако, поскольку синтез требует много времени и энергии, подавляющее большинство нуклеиновых оснований получается в результате своего рода переработки использованных соединений тимина или тимидина или в результате распада белков, содержащих тимин или тимидин. Этот путь синтеза известен как Путь Спасения.

Он всегда используется, когда организму требуется меньше энергии для расщепления более высоких молекул, чем для биосинтеза. Тимин образует блестящие игольчатые или призматические кристаллы, горькие на вкус и растворяются в горячей воде, но вряд ли в спирте или эфире. Поскольку основная структура тимина состоит из шестичленного кольца, тимин может встречаться в шести различных таутомерах, каждый с одной и той же химической молекулярной формулой, но с различным расположением двойных связей и / или связанных групп или молекул.

Поскольку азотистое основание редко встречается в организме в свободной форме, не существует оптимального уровня или концентрации, которые можно было бы использовать в качестве эталонного значения для патологических отклонений и нарушений. С другой стороны, тимин используется в качестве основного лекарственного средства для производства лекарств, которые используются для лечения некоторых вирусных заболеваний, таких как СПИД и гепатит B.

Заболевания и расстройства

При копировании нитей ДНК в форме создания мРНК могут возникать ошибки, такие как слишком частая репликация триплета, последовательности из трех азотистых оснований, определяющих тип аминокислоты, или потеря последовательности или ее происходит точечная мутация с потенциально серьезными последствиями.

Общим для всех проблем, возникающих при создании мРНК, является то, что ошибки не вызваны самими нуклеотидными основаниями. Однако только тимин составляет определенное исключение, поскольку он подвержен мутации ДНК под воздействием ультрафиолета. Если два основания тимина непосредственно соседствуют на цепи ДНК, метильные группы (группа CH3) могут образовывать прочную связь с соседним тимином под воздействием ультрафиолетового света (солнечного света), в результате чего получается димер, химически один Производное циклобутана соответствует. В результате на этом этапе ДНК изменяется таким образом, что при репликации цепи ДНК создается укороченная версия с меньшим количеством оснований ДНК.

Если транскрипция имеет место, ошибка, ранее скопированная с мРНК, транслируется в неправильную аминокислотную последовательность. Затем производится модифицированный белок, который в худшем случае не имеет биологической эффективности или нестабилен и немедленно снова метаболизируется. Это генная мутация, которая в основном наблюдается в клетках кожи, находящихся под воздействием прямых солнечных лучей. Поэтому специалисты обсуждают, могут ли такие димеры вызывать рак кожи.