Timinas

Timinas yra viena iš keturių branduolių bazių, iš kurių yra kuriamos DNR grandinės, genetinės informacijos buveinė. Papildoma bazė dviguboje spiralėje visada yra adeninas.

Chemiškai tai heterociklinis aromatinis junginys su pirimidino skeletu. Be to, kad tirinas yra nukleobazė DNR, koduojančiai aminorūgščių seką baltymų sintezei, jis taip pat vaidina svarbų vaidmenį organizmo metabolizme kaip tam tikrų bioaktyvių nukleotidų komponentas.

Kas yra timinas?

Pagrindinę timino struktūrą sudaro heterociklinis aromatinis šešių narių žiedas, pagrindinė pirimidino struktūra. Timinas yra viena iš viso 4 branduolių, iš kurių sudarytos DNR grandinės. Griežtai tariant, tai yra timino nukleotidas.

Pirmiausia deoksiribozės molekulė pritvirtinama taip, kad nukleozido dezoksitimidinas susidarytų iš branduolio bazės. Tada nukleozidas paverčiamas nukleotidų deoksitimidino monofosfatu (dTMP), deoksitimidino difosfatu (dTDP) arba deoksitimidino trifosfatu (dTTP) pridedant nuo vieno iki trijų fosfatų grupių. Tiraminas paprastai neatsiranda RNR, nes timinas ten yra pakeistas nukleobazės uracilu. Uracilis yra papildoma RNR adenino bazė. Tačiau timinas yra kaip specialus glikozidas (ribotimidinas) su prijungta ribozės molekule perdavimo RNR (tRNR).

C5H5N2O2 cheminė formulė rodo, kad timinas sudarytas tik iš anglies, vandenilio, azoto ir deguonies, t. Y. Medžiagų, kurios yra visur. Tirmino sudėtyje nėra retų mineralų ar mikroelementų. Pageidautina, kad timinas organizme būtų gaunamas iš metabolizuojančių baltymų, kuriuose yra timino ar timidino. Tiraną organizmas gali visiškai suskaidyti į metabolizmą į anglies dioksidą ir vandenį.

Funkcija, poveikis ir užduotys

Pagrindinė timino užduotis yra būti vienoje iš DNR dvigubos spiralės gijų nurodytose vietose ir užmegzti ryšį su papildomu nukleobazės adeninu per dvigubą vandenilio jungtį.

Kad atliktų savo pagrindinę užduotį, timinas tiesiogiai nesikiša į medžiagų apykaitą, veikiau kartu su kitomis trimis nukleobazėmis nustato tik, kurios aminorūgštys yra sujungiamos į baltymus, kokia tvarka per jo padėtį atitinkamoje dvigubos spiralės grandinės dalyje. Padarius atitinkamos DNR bazinės grandinės dalies, vadinamosios pasiuntinės RNR (mRNR), kopiją, ji perkeliama iš ląstelės branduolio į citoplazmą.

Citoplazmoje, ant ribosomų, bazinės sekos yra verčiamos į aminorūgščių, kurios yra sujungtos į numatytą baltymą per peptidinius ryšius, tipą ir seką. Tiksli timino ir deoksitimidino funkcija ir užduotys metabolizme nėra žinoma. Eksperimentai su gyvūnais parodė, kad skiriant timidiną, padidėja kraujo skaičius sergant kenksminga anemija, anemija, kurią sukelia B12 trūkumas. Vitamino B12 trūkumas greičiausiai gali būti susijęs su nukleozidų sintezės sutrikimu.

Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės

Prireikus kūnas gali sintetinti timiną. Kadangi sintezė yra daug laiko ir reikalaujanti daug energijos, didžioji dalis branduolinės bazės gaunama perdirbant panaudotus timino ar timidino junginius arba suskaidžius baltymus, kuriuose yra timino ar timidino. Šis sintezės kelias yra žinomas kaip „Salvage Pathway“.

Jis visada naudojamas, kai kūnas turi sunaudoti mažiau energijos aukštesnėms molekulėms suskaidyti nei biosintezei. Timinas sudaro blizgančius adatos arba prizmės formos kristalus, kurie yra kartaus skonio ir gali būti ištirpinami karštame vandenyje, bet sunkiai alkoholyje ar eteryje. Kadangi pagrindinę timino struktūrą sudaro šešiabriaunis žiedas, timinas gali atsirasti šešiuose skirtinguose tautomeruose, kurių kiekviena turi tą pačią cheminę molekulinę formulę, tačiau su skirtingais dvigubųjų jungčių ir (arba) susijusių grupių ar molekulių išdėstymu.

Kadangi nukleobazė organizme beveik nėra laisvos formos, nėra optimalaus lygio ar koncentracijos, kuri galėtų būti naudojama kaip pamatinė patologinių nuokrypių ir sutrikimų vertė. Kita vertus, timinas yra naudojamas kaip pagrindinis vaistas gaminant vaistus, kurie naudojami gydyti tam tikras virusines ligas, tokias kaip AIDS ir hepatitą B.

Ligos ir sutrikimai

Darant DNR grandinių kopijas, sukuriančias mRNR, gali atsirasti klaidų, tokių kaip per dažnas tripleto replikacija, trijų nukleo bazių seka, nustatanti aminorūgšties rūšį, arba sekos ar jos praradimas sukelia taškinę mutaciją su potencialiai rimtomis pasekmėmis.

Visos problemos, kylančios dėl mRNR sukūrimo, yra bendros, kad klaidų nesukelia pačios nukleo bazės. Tačiau tik timinas daro tam tikrą išimtį, nes jis yra jautrus DNR mutacijai veikiant UV šviesai. Jei dvi timino bazės yra tiesiogiai greta DNR grandinės, metilo grupės (CH3 grupė) UV spinduliuotės (saulės spindulių) veikimu gali sudaryti stabilų ryšį su šalia esančiu timinu, taigi gaunamas dimeris, chemiškai vienas Atitinka ciklobutano darinys. Šiuo metu tai keičia DNR tokiu būdu, kad atkartojant DNR grandinę susidaro sutrumpinta versija su mažiau DNR bazių.

Jei įvyksta transkripcija, iš mRNR anksčiau nukopijuota klaida paverčiama neteisinga aminorūgščių seka. Tada gaminamas modifikuotas baltymas, kuris blogiausiu atveju neturi jokio biologinio efektyvumo arba yra nestabilus ir nedelsiant vėl metabolizuojamas. Tai genų mutacija, kuri daugiausia pastebima odos ląstelėse, veikiamose tiesioginių saulės spindulių. Todėl ekspertai diskutuoja, ar tokie dimeriai gali sukelti odos vėžį.