Tüümiin

Tüümiin on üks neljast nukleobaasist, millest DNA ahelad, geneetilise teabe asukoht, üles ehitatakse. Topeltheeliksi komplementaarseks aluseks on alati adeniin.

Keemiliselt on see heterotsükliline aromaatne ühend, milles on pürimidiini skelett. Lisaks sellele, et tümiin on nukleiinbaas DNA-s aminohapete järjestuse kodeerimiseks valkude sünteesiks, mängib tümiin ka keha metabolismis teatud bioaktiivsete nukleotiidide komponendina.

Mis on tümiin?

Tümiini põhistruktuuri moodustab heterotsükliline aromaatne kuueliikmeline tsükkel, pürimidiini põhistruktuur. Tüümiin on üks kõigist 4 nukleobaasist, millest DNA ahelad koosnevad. Rangelt öeldes on see tümiini nukleotiid.

Kõigepealt kinnitatakse desoksüboosi molekul, nii et nukleosiidist moodustuks nukleosiidi desoksütümidiin. Seejärel muundatakse nukleosiid nukleotiidideoksüümidiinmonofosfaadiks (dTMP), desoksütümidiindifosfaadiks (dTDP) või desoksütümidiintrifosfaadiks (dTTP), lisades ühe kuni kolm fosfaatrühma. Tüümiin ei esine tavaliselt RNA-s, kuna tümiin asendatakse seal nukleobaas-uratsiiliga. Uratsiil on RNA adeniini komplementaarne alus. Tümiin toimub aga spetsiaalse glükosiidina (ribotümidiin), mille ülekantud RNA-s (tRNA) on kinnitatud riboosimolekul.

Keemiline valem C5H5N2O2 näitab, et tümiin koosneb ainult süsinikust, vesinikust, lämmastikust ja hapnikust, st ainetest, mis on kõikjal levinud. Tüümiini koostises ei osale haruldasi mineraale ega mikroelemente. Tümiini saab keha eelistatavalt metabolismi läbivate valkude kaudu, mis sisaldavad tümiini või tümidiini. Tüümiin võib organismi ainevahetuse kaudu täielikult laguneda süsinikdioksiidiks ja veeks.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Tümiini põhiülesanne on esineda DNA topeltheeliksi ühes ahelas selleks ettenähtud kohtades ja luua ühendus vesiniku kahekordse sideme kaudu komplementaarse nukleobaasi adeniiniga.

Tümiin ei sekku oma põhiülesande täitmisse vahetult metabolismi, vaid määrab koos ülejäänud kolme nukleobaasiga ainult selle, millised aminohapped on valkudeks komplekteeritud, läbi selle asendi kahekordse spiraali ahela vastaval lõigul. Pärast DNA aluse ahela, nn messenger-RNA (mRNA) vastava lõigu koopia tegemist kantakse see raku tuumast tsütoplasmasse.

Tsütoplasmas ribosoomides transleeritakse alusjärjestused aminohapete tüüpideks ja järjestusteks, mis on peptiidsidemete kaudu kavandatud valguks komplekteeritud. Tümiini ja desoksütümidiini täpne funktsioon ja ülesanded metabolismis pole teada. Loomkatsed on näidanud, et tümidiini manustamine parandab vereanalüüsi kahjuliku aneemia korral - B12 puudusest põhjustatud aneemia korral. B12-vitamiini vaegust võib tõenäoliselt seostada nukleosiidide sünteesi häiretega.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Keha saab vajaduse korral ise tümiini sünteesida. Kuna süntees on aeganõudev ja energiamahukas, saadakse suurem osa tuumaalustest kasutatud tümiini või tümidiini ühendite ümbertöötlemise teel või tümiini või tümidiini sisaldavate valkude lagundamise teel. Seda sünteesitee on tuntud kui päästetee.

Seda kasutatakse alati siis, kui keha peab kõrgemate molekulide lagundamiseks kasutama vähem energiat kui biosünteesi jaoks. Tüümiin moodustab läikivad nõelakujulised või prismakujulised kristallid, mis maitsevad kibedalt ja on lahustatavad kuumas vees, kuid vaevalt alkoholis või eetris. Kuna tümiini põhistruktuur koosneb kuueliikmelisest tsüklist, võib tümiin esineda kuues erinevas tautomeeris, millel kõigil on sama keemiline molekulvalem, kuid kaksiksidemete ja / või seotud rühmade või molekulide erinev paigutus.

Kuna nukleobaas esineb vabas vormis organismis vaevalt, pole optimaalset taset ega kontsentratsiooni, mida saaks kasutada patoloogiliste kõrvalekallete ja häirete kontrollväärtusena. Teisest küljest kasutatakse tümiini põhiravimina ravimite valmistamisel, mida kasutatakse teatud viirushaiguste, näiteks AIDSi ja B-hepatiidi raviks.

Haigused ja häired

DNA-ahelate koopiate tegemisel mRNA loomise vormis võivad tekkida vead, näiteks kolmiku liiga sagedane replikatsioon, aminohappe tüüpi määrava kolme nukleobaasi järjestus või järjestuse või selle kadu viib punktmutatsioonini, millel võivad olla tõsised tagajärjed.

Kõikidel probleemidel, mis tekivad mRNA loomisel, on ühine see, et vigu ei põhjusta nukleobaasid ise. Ainult tümiin teeb teatud erandi, kuna see on vastuvõtlik DNA mutatsioonidele UV-valguse mõjul. Kui kaks tümiini alust asuvad DNA ahelaga vahetult küljes, võivad metüülrühmad (CH3 rühm) UV-valguse (päikesevalguse) mõjul moodustada naatriumtümiiniga püsiva sideme, mille tulemuseks on dimeer, mis keemiliselt saab üheks Tsüklobutaani derivaat vastab. See muudab DNA-d sel hetkel, et DNA ahela replitseerimisel saadakse lühendatud versioon, milles on vähem DNA aluseid.

Kui toimub transkriptsioon, teisendatakse mRNA-st varem kopeeritud viga valeks aminohappejärjestuseks. Seejärel toodetakse modifitseeritud valk, mis halvimal juhul ei oma bioloogilist efektiivsust või on ebastabiilne ja metaboliseerub kohe uuesti. See on geenimutatsioon, mida nähakse peamiselt naharakkudes, mis puutuvad kokku otsese päikesevalgusega. Seetõttu arutatakse ekspertide seas, kas sellised dimeerid võivad põhjustada nahavähki.