tymin

tymin är en av de fyra nukleobaser från vilka DNA-strängar, sätet för genetisk information, är byggda. Den komplementära basen i den dubbla spiralen är alltid adenin.

Kemiskt är det en heterocyklisk aromatisk förening med ett pyrimidinskelett. Bortsett från att vara ett nukleobas i DNA för kodning av aminosyrasekvensen för proteinsyntes, spelar tymin en roll i kroppens metabolism som en komponent i vissa bioaktiva nukleotider.

Vad är tymin?

Den grundläggande strukturen för tymin bildas av en heterocyklisk aromatisk sexledad ring, den pyrimidinbasiska strukturen. Tymin är en av totalt 4 nukleobaser från vilka DNA-strängarna är sammansatta. Strängt taget är det tymins nukleotid.

Först fästs en deoxiribosmolekyl så att nukleosiddeoxytymidin bildas från nukleinsbasen. Nukleosiden omvandlas sedan till nukleotid-deoxytymidinmonofosfat (dTMP), deoxytymidindifosfat (dTDP) eller deoxytymidin-trifosfat (dTTP) genom att tillsätta en till tre fosfatgrupper. Tymin förekommer normalt inte i RNA eftersom tymin ersätts där med nukleobas uracil. Uracil är den komplementära basen till adenin i RNA. Tymin förekommer emellertid som en speciell glykosid (ribotymidin) med en bifogad ribosmolekyl i överförings-RNA (tRNA).

Den kemiska formeln C5H5N2O2 visar att tymin uteslutande består av kol, väte, kväve och syre, dvs substanser som är allestädes närvarande. Inga sällsynta mineraler eller spårämnen är involverade i tymins sammansättning. Tymin erhålls företrädesvis av kroppen från metabolismen av proteiner som innehåller tymin eller tymidin. Tymin kan helt brytas ned genom kroppens ämnesomsättning till koldioxid och vatten.

Funktion, effekt och uppgifter

Tymins huvuduppgift är att vara närvarande i en av strängarna i den dubbla spiralen av DNA vid de angivna punkterna och att upprätta en koppling med den komplementära nukleobasadenin via en dubbel vätebindning.

För att fullfölja sin huvuduppgift ingriper tymin inte direkt i ämnesomsättningen utan bestämmer snarare, tillsammans med de andra tre nukleobaserna, vilka aminosyror som sätts ihop till proteiner i vilken ordning endast genom sin position på motsvarande sektion av den dubbla spiralsträngen. Efter att ha gjort en kopia av motsvarande sektion av en DNA-bassträng, den så kallade messenger RNA (mRNA), överförs detta från cellens kärna in i cytoplasma.

I cytoplasma, på ribosomerna, översätts bassekvenserna till typen och sekvensen av aminosyrorna, som sammansätts till det avsedda proteinet via peptidbindningar. Den exakta funktionen och uppgifterna för tymin och deoxytymidin i ämnesomsättningen är inte känd. Djurförsök har visat att tymidinadministration förbättrar blodantalet i pernicious anemi, anemi orsakad av en B12-brist. Vitamin B12-bristen kan antagligen kopplas till en störning i syntesen av nukleosider.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Kroppen kan syntetisera tymin själv vid behov. Eftersom syntesen är tidskrävande och energikrävande erhålles emellertid den stora majoriteten av den nukleiska basen genom en slags upparbetning av använt tymin eller tymidinföreningar eller genom nedbrytning av proteiner som innehåller tymin eller tymidin. Denna syntesväg är känd som Salvage Pathway.

Det används alltid när kroppen måste använda mindre energi för nedbrytning av högre molekyler än för biosyntes. Tymin bildar glänsande nålformade eller prisma-formade kristaller som smakar bittert och kan lösas i varmt vatten, men knappast i alkohol eller eter. Eftersom tymins grundstruktur består av en sex-ledad ring kan tymin förekomma i sex olika tautomerer, var och en med samma kemiska molekylformel, men med ett annat arrangemang av dubbelbindningarna och / eller de tillhörande grupperna eller molekylerna.

Eftersom nukleobaset knappast förekommer i fri form i organismen finns det ingen optimal nivå eller koncentration som kan användas som referensvärde för patologiska avvikelser och störningar. Å andra sidan används tymin som ett grundläggande läkemedel vid tillverkning av läkemedel som används för att behandla vissa virussjukdomar såsom AIDS och hepatit B.

Sjukdomar och störningar

När man gör kopior av DNA-strängarna i form av att skapa mRNA kan fel uppstå, till exempel för alltför frekvent replikering av en triplett, en sekvens av tre nukleobaser som bestämmer typen av aminosyra, eller en förlust av en sekvens eller det leder till en punktmutation med potentiellt allvarliga konsekvenser.

Alla problem som uppstår genom skapandet av mRNA har gemensamt att felen inte orsakas av själva nukleobaserna. Emellertid gör endast tymin ett visst undantag eftersom det är mottagligt för DNA-mutation under påverkan av UV-ljus. Om två tyminbaser är direkt intill en DNA-sträng, kan metylgrupperna (CH3-gruppen) bilda en stabil bindning med den angränsande tyminen under påverkan av UV-ljus (solljus), vilket resulterar i en dimer som kemiskt blir en Derivat av cyklobutan motsvarar. Detta ändrar DNA vid denna tidpunkt på ett sådant sätt att en förkortad version med färre DNA-baser produceras när DNA-strängen replikeras.

Om en transkription äger rum översätts felet som tidigare kopierats från mRNA till en felaktig aminosyrasekvens. Därefter produceras ett modifierat protein som i värsta fall inte har någon biologisk effektivitet eller är instabil och omedelbart metaboliseras igen. Det är en genmutation som huvudsakligen ses i hudceller som utsätts för direkt solljus. Det diskuteras därför bland experter om sådana dimerer kan orsaka hudcancer.