Uracil is een nucleïnezuurbase die een basenpaar vormt met adenine in RNA en de tegenhanger is van de vergelijkbaar gestructureerde thymine in DNA. Uracil vertegenwoordigt een aromatische, heterocyclische verbinding met een zesring bestaande uit een gemodificeerde pyrimidineskelet. In RNA is uracil aanwezig in de vorm van uridine, een nucleoside dat is gekoppeld aan een ribose molecuul door een n-glycosidebinding en vormt, net als thymine, twee waterstof bindt met de complementaire basis adenine.
Wat is uracil?
Uracil is een van de vier nucleïnezuren bases dat make-up de RNA-strengen van het genetisch materiaal. Hier vervangt uracil de op dezelfde manier samengestelde nucleïnezuurbase thymine van DNA. Uracil is een heterocyclische, aromatische verbinding met een gemodificeerde pyrimidine zesring als basisstructuur. In RNA bestaat uracil als een nucleoside dat uridine wordt genoemd. Uridine vormt, net als thymidine in DNA, er twee waterstof bindt met de complementaire basis adenine. De chemische formule C4H4N2O2 laat zien dat uridine uitsluitend bestaat uit carbon, waterstof, stikstof en zuurstof Geen zeldzaam mineralen or sporenelementen zijn vereist voor biosynthese. Net als bij de andere nucleïnezuur bases dat make-up uridine, het lichaam is in staat uridine te synthetiseren, maar verkrijgt uridine bij voorkeur uit recyclingprocessen en uit de afbraak van bepaalde eiwitten die uridine bevatten in zijn zuivere vorm of in de nucleosidevorm als uridine, of zelfs in de gefosforyleerde vorm van uridine. Uridine kan worden gefosforyleerd met één tot drie fosfaat groepen om uridine-mono- (UMP), uridine-di- (UDP) of uridinetrifosfaat (UTP) te vormen. In het lichaam komt uridine voornamelijk voor als een bestanddeel van RNA of in de gefosforyleerde vorm van uridine.
Functie, effecten en rollen
De belangrijkste functie van uracil is om zijn respectievelijke posities in te nemen op aangewezen plaatsen in de basisstrengen van RNA en om te binden met de complementaire nucleïnezuurbasis adenine via een tweeweg waterstofbinding tijdens de transcriptie- of translatiefase. Dit is een van de vele voorwaarden om de corresponderende RNA-basisstreng correct te coderen en, na complementair kopiëren door zogenaamd messenger-RNA (mRNA), om leiden aan de synthese van het genetisch bedoelde eiwitten in termen van aminozuurselectie en sequentie. Eiwitten bestaan uit een reeks van bepaalde proteïnogene aminozuren met elkaar verbonden door peptidebindingen. Structureel zijn het polypeptiden, die eiwitten of albumine worden genoemd uit een aantal van honderd of meer aminozuren betrokken. Dit betekent in feite dat de belangrijkste rol van uracil of uridine - net als die van de andere nucleïnezuur bases - is een passieve. Uracil is niet actief betrokken bij biochemische conversieprocessen. Een mogelijke rol van uridine of uridine gefosforyleerd met één tot drie fosfaat groepen als onderdeel van enzymen or hormonen is niet bekend.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
In principe is het lichaam in staat zelf uracil te synthetiseren. Er zijn geen zeldzame basisstoffen nodig. De synthese is echter complex en vereist een hoog energieverbruik, dus het lichaam geeft er de voorkeur aan uracil en uridine te verkrijgen via katalytische middelen, via de afbraak en hermodellering van andere stoffen die een pyrimidineskelet bevatten. Deze specifieke weg om uracil te verkrijgen, waaraan het lichaam ook de voorkeur geeft bij de bioactieve productie van de ander nucleïnezuren, heet de Salvage Pathway. De term vertaalt zich losjes als recycling en terugwinning. Omdat het basisskelet van uracil uit een heterocyclische zesring bestaat, zijn zes verschillende tautomeren mogelijk, elk verschillend door de opstelling van moleculen of moleculaire groepen op de zesring. In de dioxovorm met twee zuurstof atomen en geen OH-groep, uracil vormt een wit poeder dat smelt pas bij een temperatuur van 341 graden Celsius. De betekenis van de individuele tautomeren binnen het metabolisme is niet bekend. De nucleïnezuurbase komt niet in vrije vorm voor in het lichaam, maar alleen in gebonden, gefosforyleerde vorm of als onderdeel van RNA. Een optimaal concentratie uracil of uridine of een referentiewaarde voor de definitie van een normaal bereik bestaat niet. omdat uracil uitsluitend bestaat uit carbon, zuurstof, en waterstof, kan het lichaam de verbinding volledig afbreken kooldioxide, ammoniumionen en oxopropaanzuur en voer het af zonder enig residu achter te laten, of gebruik de vrijgekomen moleculaire groepen om andere stoffen te bouwen.
Ziekten en aandoeningen
Een van de belangrijkste gevaren die gepaard gaan met uracil als een integraal onderdeel van RNA, is de gebrekkige voorbereiding van kopieën van DNA- of RNA-strengen, wat leidt tot de gebrekkige synthese van de beoogde eiwitten in de volgende stappen. Als gevolg van onjuiste herhalingssequenties van bepaalde nucleïnezuur-tripletten, weglating of andere fouten, onbedoeld aminozuren en / of aminozuren in de verkeerde volgorde worden aan elkaar geregen via peptidebindingen. Als het lichaam de fouten niet via zijn eigen herstelvermogen kan herstellen, worden biochemisch inactieve eiwitten of onstabiele verbindingen gevormd, die direct door het lichaam worden afgebroken en gemetaboliseerd. Dergelijke defecten zijn echter niet het gevolg van actieve tussenkomst van de nucleïnezuurbasen. Uracil is belangrijk als basisstof voor een medicijncombinatie met Tegafur, een cytostatisch medicijn voor de behandeling van colorectale kanker Uracil ondersteunt het effect van het cytostatische geneesmiddel omdat het de afbraak ervan remt, waardoor de blootstellingstijd van het cytostatische geneesmiddel wordt verlengd. In andere geneesmiddelcombinaties worden uracil-derivaten zoals 5-fluor-uracil en deoxyuridine gebruikt als remmers van foliumzuur metabolisme in geavanceerde colorectale kanker Cytostatisch drugs remmen de groei en proliferatie van cellen, maar niet alleen de proliferatie van bepaalde kanker cellen maar ook de cellen van gezonde weefsels, dus ongewenste bijwerkingen zijn een uitdaging bij het gebruik ervan.
