Deoksitimidin

Deoksitimidin je bolj pogosto ime 1- (2-deoksi-β-D-ribofuranozil) -5-metiluracil. Tudi ime Timidin je pogosta. Deoksitimidin je pomemben del DNK (deoksiribonukleinska kislina).

Kaj je deoksitimidin?

Deoksitimidin je nukleozid z molekularno formulo C10H14N2O5. Nukleozid je molekula, sestavljena iz tako imenovane nukleobaze in monosaharida, pentoze.

Deoksitimidin je bil eden prvih gradnikov DNK, ki so ga odkrili. Zato so DNK sprva imenovali tudi timidilna kislina. Šele kasneje se je preimenoval v deoksiribonukleinsko kislino. Temidin ni samo nukleozid DNK, ampak je tudi nukleozid tRNA. TRNA je prenosna RNA.

S kemijskega vidika deoksitimidin sestavljata osnovni timin in monosaharidna deoksiriboza. Oba obročna sistema sta povezana z N-glikozidno vezjo. Tako se lahko baza v molekuli prosto vrti. Kot vsi pirimidinski nukleozidi je deoksitimidin kislinski stabilen.

Funkcija, učinek in naloge

Deoksitimidin je nukleozid, ki nastane iz timina in deoksiriboze. Je kombinacija nukleinske baze (timin) in pentoze (deoksiriboza). Ta povezava tvori osnovni gradnik nukleinskih kislin.

Nukleinska kislina je tako imenovani heteropolimer. Sestavljen je iz več nukleotidov, ki so povezani s fosfatnimi estri. Skozi kemični postopek fosforilacije so nukleozidi vgrajeni v nukleotide. Med fosforilacijo se skupine fosfatov ali pirofosfatov prenesejo v ciljno molekulo, v tem primeru na nukleotide. Nukleozidni deoksitimidin spada v organsko bazo (nukleobazo) timin. Deksotimidin v tej obliki deluje kot osnovni gradnik DNK. DNK je velika molekula, ki je zelo bogata s fosforjem in dušikom. Deluje kot nosilec genske informacije.

DNK je sestavljen iz dveh posameznih niti. Te tečejo v nasprotnih smereh. Oblika teh pramenov spominja na vrvno lestev, kar pomeni, da so posamezni prameni povezani z nekakšnimi stili. Te lopatice so oblikovane iz dveh organskih baz. Poleg timijana obstajajo tudi baze adenin, citozin in gvanin. Timin se vedno veže z adenom. Med obema bazama tvorita dve vodikovi vezi. DNK se nahaja v celičnih jedrih telesnih celic.

Naloga DNK in s tem tudi naloga deoksitimidina je shranjevanje genetskih informacij. Poleg tega kodira biosintezo beljakovin in s tem do neke mere "načrt" vsakega živega bitja. Na to vplivajo vsi procesi v telesu. Motnje znotraj DNK torej privedejo tudi do resnih motenj v telesu.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Deoksitimidin v osnovi sestavlja samo ogljik, vodik, dušik in kisik. Telo bi lahko tudi sintetiziralo nukleozide.

Vendar pa je sinteza precej zapletena in dolgotrajna, tako da na ta način nastane le del deoksitimidina. Za varčevanje z energijo telo izvaja neke vrste recikliranje in uporablja tako imenovano pot reševanja. Purini nastajajo, ko se razgradijo nukleinske kisline. Z različnimi kemičnimi procesi lahko iz teh purinskih baz dobimo nukleotide in s tem tudi nukleozide.

Bolezni in motnje

Slaba deoksitimidina lahko privede do poškodbe DNK. Možni vzroki poškodbe DNK so okvarjeni presnovni procesi, kemične snovi ali ionizirajoče sevanje. Ionizirajoče sevanje vključuje na primer UV-sevanje. Ena bolezen, pri kateri ima DNK pomembno vlogo, je rak.

V človeškem telesu se vsak dan množi več deset milijonov celic. Za nemoteno razmnoževanje je pomembno, da je DNK nepoškodovan, popoln in brez napak. Le tako se lahko vse ustrezne genetske informacije posredujejo hčerinskim celicam.Dejavniki, kot so UV sevanje, kemikalije, prosti radikali ali visokoenergijsko sevanje, lahko ne samo poškodujejo celično tkivo, ampak tudi privedejo do napak pri podvajanju DNK med delitvijo celic. Posledično genetska informacija vsebuje napačne informacije. Običajno imajo celice mehanizem za popravilo. Na ta način je mogoče manjše poškodbe genoma dejansko popraviti.

Lahko pa se zgodi, da se škoda prenese na hčerinske celice. Tu govorimo o mutacijah v genetski sestavi. Če je v DNK preveč mutacij, zdrave celice običajno sprožijo programirano celično smrt (apoptozo) in se uničijo. S tem se prepreči nadaljnje širjenje genetske škode. Celično smrt sprožijo različni oddajniki signalov. Zdi se, da poškodbe teh oddajnikov signalov igrajo pomembno vlogo pri razvoju raka. Če ne reagirajo, se celice ne uničijo in poškodbe DNK se prenašajo iz generacije na celico.

Temin in s tem tudi deoksitimidin se zdita še posebej pomembna pri predelavi ultravijoličnih žarkov. Kot smo že omenili, UV sevanje lahko privede do mutacij DNK. Poškodbe CPD so še posebej pogoste zaradi UV-sevanja. Pri teh poškodbah CPD se dva timinska gradnika običajno združijo in tvorijo tako imenovani dimer in tvorijo trdno enoto. Posledično DNK ni več mogoče pravilno prebrati, kar vodi v smrt celic ali v najslabšem primeru na kožni rak.

Ta postopek je končan le pikosekundo po absorpciji UV žarkov. Da bi to naredili, morajo biti timijanove baze v določenem razporedu. Ker to ni tako pogosto, je škoda, ki jo povzroča UV-sevanje, še vedno omejena. Če pa je genetski material izkrivljen tako, da je več timina v pravilni razporeditvi, pride tudi do večje tvorbe dimerjev in s tem do večje škode znotraj DNK.