Thymine is een van de vier nucleïnezuren bases dat make-up DNA-strengen, de zetel van genetische informatie. De complementaire basis in de dubbele helix is altijd adenine. Chemisch gezien is het een heterocyclische aromatische verbinding met een pyrimidine-ruggengraat. Thymine dient niet alleen als een nucleïnezuurbasis in het DNA om de aminozuursequentie voor eiwitsynthese te coderen, maar speelt ook een rol in het metabolisme van het lichaam als onderdeel van bepaalde bioactieve nucleotiden.
Wat is thymine?
De basisstructuur van thymine wordt gevormd door een heterocyclische aromatische zesring, de pyrimidineskelet. Thymine is een van de in totaal 4 nucleïnezuren bases dat make-up DNA-strengen. Strikt genomen is het de nucleotide van thymine. Eerst wordt een deoxyribosemolecuul toegevoegd, zodat het nucleoside deoxythymidine wordt gevormd uit de nucleïnezuurbase. Extra toevoeging van één tot drie fosfaat groepen zet vervolgens het nucleoside om in het nucleotide deoxythymidinemonofosfaat (dTMP), deoxythymidinedifosfaat (dTDP) of deoxythymidinetrifosfaat (dTTP). Thymine komt normaal niet voor in RNA omdat thymine daar wordt vervangen door de nucleïnezuurbasis uracil. In RNA is uracil de complementaire basis voor adenine. Thymine komt echter voor als een speciale glycoside (ribothymidine) met een aangehecht ribose molecuul in transfer RNA (tRNA). De chemische molecuulformule C5H5N2O2 laat zien dat thymine uitsluitend is samengesteld uit carbon, waterstof, stikstof en zuurstof, stoffen die alomtegenwoordig zijn. Geen zeldzaam mineralen or sporenelementen zijn betrokken bij de samenstelling van thymine. Thymine wordt bij voorkeur door het lichaam verkregen uit het metabolisme van eiwitten met thymine of thymidine. Thymine kan volledig worden afgebroken door het metabolisme van het lichaam carbon dioxide en water.
Functie, effecten en rollen
De belangrijkste functie van thymine is om aanwezig te zijn in een van de strengen van de dubbele helix van DNA op elk van de aangewezen plaatsen en om een binding te vormen met de complementaire nucleïnezuurbase adenine via een tweerichtingsverkeer. waterstof band. Om zijn hoofdtaak te vervullen, grijpt thymine niet rechtstreeks in het metabolisme in, maar samen met de andere drie nucleïnezuur bases bepaalt alleen door zijn positie op het overeenkomstige gedeelte van de dubbele helixstreng die aminozuren zijn geassembleerd in eiwitten en in welke volgorde. Na het maken van een kopie van het corresponderende deel van een DNA-basisstreng, het zogenaamde boodschapper-RNA (mRNA), wordt dit vanuit de celkern overgebracht naar het cytoplasma. In het cytoplasma, de vertaling van de basensequenties in het type en de volgorde van aminozuren, die via peptidebindingen tot het beoogde eiwit worden geassembleerd, vindt plaats op de ribosomen De functie en taken van thymine of deoxythymidine in het metabolisme zijn niet precies bekend. In dierproeven, thymine administratie is aangetoond te verbeteren bloed is schadelijk bloedarmoedebloedarmoede veroorzaakt door B12-tekort. Het is goed mogelijk dat vitamine B12-tekort kan verband houden met een verstoring in de synthese van nucleosiden.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale niveaus
Het lichaam kan thymine indien nodig zelf aanmaken. Omdat synthese echter arbeidsintensief en energie-intensief is, wordt de overgrote meerderheid van de nucleïnezuurbase verkregen door een of andere vorm van recycling van afgewerkte thymine- of thymidineverbindingen of door de afbraak van eiwitten met thymine of thymidine. Deze syntheseroute staat bekend als de Salvage Pathway. Het wordt gevolgd wanneer het betekent dat het lichaam minder energie hoeft te besteden aan de afbraak van hoger moleculen dan op biosynthese. Thymine vormt die glanzende naald- of prismavormige kristallen smaak bitter en kan worden opgelost in heet water, maar nauwelijks in alcohol or ether Aangezien de basisstructuur van thymine uit een zesring bestaat, kan thymine voorkomen in zes verschillende tautomeren, elk met dezelfde chemische formule maar met een andere rangschikking van dubbele bindingen en / of aangehechte groepen of moleculen Omdat de nucleïnezuurbase nauwelijks in vrije vorm in het organisme voorkomt, is er geen optimaal niveau of concentratie die als referentiewaarde voor pathologische afwijkingen en aandoeningen kan worden beschouwd. Aan de andere kant dient thymine als medicijnbasis voor de productie van drugs gebruikt voor de behandeling van bepaalde virusziekten zoals 에이즈 en hepatitis B.
Ziekten en aandoeningen
Tijdens het maken van kopieën van DNA-strengen in de vorm van het aanmaken van mRNA, kunnen fouten optreden zoals een te frequente replicatie van een triplet, een opeenvolging van drie nucleïnezuurbasen die het type aminozuur bepalen, of er is een verlies van een sequentie, of er is een puntmutatie met mogelijk ernstige gevolgen. Gemeenschappelijk voor alle problemen die voortkomen uit het creëren van mRNA is dat de fouten niet worden veroorzaakt door de nucleïnezuurbasen zelf. Alleen thymine maakt echter een bepaalde uitzondering omdat het onder invloed van UV-licht vatbaar is voor DNA-mutatie. Wanneer twee thyminebasen direct naast een DNA-streng liggen, kunnen onder invloed van UV-licht (zonlicht) de methylgroepen (CH3-groep) een stabiele binding vormen met de respectievelijke aangrenzende thymine, wat resulteert in een dimeer dat chemisch overeenkomt met een derivaat van cyclobutaan. Het DNA wordt op dit punt dus gemodificeerd zodat een verkorte versie met minder DNA-basen wordt geproduceerd wanneer de DNA-streng wordt gerepliceerd. Als er transcriptie plaatsvindt, wordt de fout die eerder van het mRNA is gekopieerd, vertaald in een onjuiste aminozuursequentie. Er ontstaat dan een gemodificeerd eiwit dat in het ergste geval geen biologische activiteit heeft of onstabiel is en direct weer wordt gemetaboliseerd. Dit is een gen mutatie die voornamelijk wordt waargenomen in huid cellen blootgesteld aan direct zonlicht. Daarom discussiëren experts of dergelijke dimeren kunnen veroorzaken huid kanker.
