Timijan

Timijan je ena od štirih nukleobaz, iz katerih so zgrajene verige DNA, sedež genetske informacije. Komplementarna osnova v dvojni vijačnici je vedno adenin.

Kemično je heterociklična aromatična spojina s skeletom pirimidina. Poleg tega, da je nukleobaza v DNK za kodiranje aminokislinskega zaporedja za sintezo beljakovin, timin igra vlogo pri presnovi telesa kot sestavine nekaterih bioaktivnih nukleotidov.

Kaj je timijan?

Osnovno strukturo timina tvori heterociklični aromatični šestčlanski obroč, osnovna struktura pirimidina. Timin je ena od skupno 4 nukleobaz, iz katerih so sestavljeni prameni DNK. Strogo gledano gre za nukleotid timijana.

Najprej se veže molekula deoksiriboze, tako da iz nukleozida nastane nukleozidni deoksitimidin. Nato se nukleozid pretvori v nukleotidni deoksitimidin monofosfat (dTMP), deoksitimidin difosfat (dTDP) ali deoksitimidin trifosfat (dTTP) z dodajanjem ene do treh fosfatnih skupin. Timin se običajno ne pojavi v RNK, ker timin tam nadomesti nukleobaza uracil. Uracil je komplementarna baza adenina v RNK. Vendar se timin pojavlja kot poseben glikozid (ribothimidin) s pritrjeno molekulo riboze v prenosni RNA (tRNA).

Kemična formula C5H5N2O2 kaže, da je timin sestavljen izključno iz ogljika, vodika, dušika in kisika, to je snovi, ki so vseprisotne. V sestavi timina niso vključeni redki minerali ali elementi v sledovih. Timin telo prednostno pridobi iz presnovnih beljakovin, ki vsebujejo timin ali timidin. Temin se lahko s presnovo telesa popolnoma razgradi na ogljikov dioksid in vodo.

Funkcija, učinek in naloge

Glavna naloga timina je, da je prisoten na enem od niti dvojne vijačnice DNA na določenih mestih in da z dvojno vodikovo vezjo vzpostavi povezavo s komplementarno nukleobazo adenina.

Da bi opravil svojo glavno nalogo, timin ne posega neposredno v presnovo, temveč skupaj z ostalimi tremi nukleobazami le določa, katere aminokisline so sestavljene v beljakovine, v katerem vrstnem redu preko svojega položaja na ustreznem odseku niti dvojne vijačnice. Po izdelavi kopije ustreznega odseka osnovnega niza DNA, tako imenovane messenger RNA (mRNA), se ta prenese iz jedra celice v citoplazmo.

V citoplazmi na ribosomih se bazne sekvence prevedejo v vrsto in vrstni red aminokislin, ki se zberejo v predvideni protein preko peptidnih vezi. Natančna funkcija in naloge timina in deoksitimidina v presnovi niso znane. Poskusi na živalih so pokazali, da uporaba timidina izboljša krvno sliko pri perniciozni anemiji, anemiji, ki jo povzroča pomanjkanje B12. Pomanjkanje vitamina B12 je verjetno povezano z motnjo v sintezi nukleozidov.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Telo lahko po potrebi sintetizira sam timin. Ker pa je sinteza dolgotrajna in energijsko intenzivna, se velika večina nukleinskih baz pridobi z nekakšno predelavo uporabljenih spojin timina ali timidina ali z razpadom beljakovin, ki vsebujejo timin ali timidin. Ta pot sinteze je znana kot Salvage Pathway.

Vedno se uporablja, kadar mora telo porabiti manj energije za razgradnjo višjih molekul kot za biosintezo. Timijan tvori sijoče kristalčke v obliki iglice ali prizme, ki imajo grenko barvo in se lahko raztopijo v vroči vodi, vendar komaj v alkoholu ali etru. Ker osnovna struktura timina sestoji iz šestčlanskega obroča, se timin lahko pojavi v šestih različnih tavtomerih, vsak z isto kemijsko molekularno formulo, vendar z drugačno razporeditvijo dvojnih vezi in / ali z njimi povezanih skupin ali molekul.

Ker se nukleobaza v organizmu komajda pojavlja v prosti obliki, ni optimalne ravni ali koncentracije, ki bi jo lahko uporabili kot referenčno vrednost za patološka odstopanja in motnje. Po drugi strani pa se timin uporablja kot osnovno zdravilo za izdelavo zdravil, ki se uporabljajo za zdravljenje nekaterih virusnih bolezni, kot sta AIDS in hepatitis B.

Bolezni in motnje

Pri izdelavi kopij pramenov DNK v obliki nastanka mRNA se lahko pojavijo napake, kot so prepogosta replikacija trojčkov, zaporedje treh nukleobaz, ki določajo vrsto aminokisline, ali izguba zaporedja oz. vodi do točkovne mutacije s potencialno resnimi posledicami.

Vse težave, ki izhajajo iz nastanka mRNA, imajo skupno to, da napak ne povzročajo same nukleobaze. Vendar pa samo timin naredi določeno izjemo, ker je pod vplivom UV svetlobe dovzet za mutacijo DNK. Če dve timijanski bazi neposredno mejita na verigi DNK, lahko metilne skupine (CH3 skupina) pod vplivom UV svetlobe (sončne svetlobe) tvorijo stabilno vez s sosednjim timinom, tako da nastane dimer, kemično ena Izvede se derivat ciklobutana. Kot rezultat, se DNK na tej točki spremeni tako, da se ob ponovitvi replike DNK ustvari skrajšana različica z manj bazami DNK.

Če pride do prepisovanja, se napaka, ki je bila predhodno kopirana iz mRNA, prevede v napačno zaporedje aminokislin. Nato nastane spremenjen protein, ki v najslabšem primeru nima biološke učinkovitosti ali je nestabilen in se takoj znova presnovi. Gre za mutacijo genov, ki jo opazimo predvsem v kožnih celicah, ki so izpostavljene neposredni sončni svetlobi. Zato strokovnjaki razpravljajo, ali lahko takšni dimeri povzročijo kožni rak.