timina

timina è una delle quattro basi azotate da cui vengono costruiti i filamenti di DNA, sede dell'informazione genetica. La base complementare nella doppia elica è sempre l'adenina.

Chimicamente, è un composto aromatico eterociclico con uno scheletro pirimidinico. Oltre ad essere una nucleobase nel DNA per codificare la sequenza di amminoacidi per la sintesi proteica, la timina svolge un ruolo nel metabolismo del corpo come componente di alcuni nucleotidi bioattivi.

Cos'è la timina?

La struttura di base della timina è formata da un anello aromatico eterociclico a sei membri, lo scheletro pirimidinico. La timina è una delle 4 basi azotate che costituiscono i filamenti di DNA. A rigor di termini, è il nucleotide della timina.

In primo luogo, una molecola di desossiribosio è attaccata in modo che la desossitimidina nucleosidica sia formata dalla base nucleica. Il nucleoside viene quindi convertito nel nucleotide deossitimidina monofosfato (dTMP), deossitimidina difosfato (dTDP) o deossitimidina trifosfato (dTTP) aggiungendo da uno a tre gruppi fosfato. La timina normalmente non compare nell'RNA perché la timina viene sostituita dalla nucleobase uracile. L'uracile è la base complementare all'adenina nell'RNA. Tuttavia, la timina si presenta come un glicoside speciale (ribotimidina) con una molecola di ribosio attaccata nell'RNA di trasferimento (tRNA).

La formula chimica C5H5N2O2 mostra che la timina è composta esclusivamente da carbonio, idrogeno, azoto e ossigeno, cioè sostanze onnipresenti. Nessun minerale raro o oligoelemento sono coinvolti nella composizione della timina. La timina è ottenuta preferenzialmente dall'organismo dal metabolismo delle proteine ​​che contengono timina o timidina. La timina può essere completamente scomposta in anidride carbonica e acqua dal metabolismo del corpo.

Funzione, effetto e compiti

Il compito principale della timina è di essere presente in uno dei filamenti della doppia elica del DNA nei punti designati e di formare una connessione con l'adenina nucleobase complementare tramite un doppio legame idrogeno.

Per l'adempimento del suo compito principale, la timina non interviene direttamente nel metabolismo, ma piuttosto, insieme alle altre tre basi azotate, determina solo quali amminoacidi vengono assemblati in proteine ​​in quale ordine attraverso la sua posizione sulla sezione corrispondente del filamento a doppia elica. Dopo aver eseguito una copia della sezione corrispondente di un filamento di base del DNA, il cosiddetto RNA messaggero (mRNA), questo viene trasferito dal nucleo della cellula al citoplasma.

Nel citoplasma, sui ribosomi, le sequenze di basi vengono tradotte nel tipo e nella sequenza degli amminoacidi, che vengono assemblati nella proteina prevista tramite legami peptidici. La funzione esatta e i compiti della timina e della deossitimidina nel metabolismo non sono noti. Esperimenti su animali hanno dimostrato che la somministrazione di timidina migliora l'emocromo nell'anemia perniciosa, anemia causata da una carenza di vitamina B12. La carenza di vitamina B12 può probabilmente essere collegata a un disturbo nella sintesi dei nucleosidi.

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

Il corpo può sintetizzare la timina stessa, se necessario. Tuttavia, poiché la sintesi richiede tempo e richiede molta energia, la stragrande maggioranza della base nucleica è ottenuta attraverso una sorta di ritrattamento di composti di timina o timidina usati o dalla scomposizione di proteine ​​che contengono timina o timidina. Questa via di sintesi è conosciuta come il percorso di salvataggio.

Viene sempre utilizzato quando il corpo deve utilizzare meno energia per abbattere le molecole più alte di quanto non faccia per la biosintesi. La timina forma cristalli lucidi a forma di ago oa forma di prisma che hanno un sapore amaro e possono essere sciolti in acqua calda, ma difficilmente in alcool o etere. Poiché la struttura di base della timina consiste in un anello a sei membri, la timina può presentarsi in sei diversi tautomeri, ciascuno con la stessa formula molecolare chimica, ma con una diversa disposizione dei doppi legami e / o dei gruppi o molecole associati.

Poiché la base nucleobase è difficilmente presente in forma libera nell'organismo, non esiste un livello o una concentrazione ottimale che possa essere utilizzata come valore di riferimento per deviazioni e disturbi patologici. D'altra parte, la timina è utilizzata come medicinale di base nella produzione di farmaci che vengono utilizzati per trattare alcune malattie virali come l'AIDS e l'epatite B.

Malattie e disturbi

Quando si eseguono copie dei filamenti di DNA sotto forma di creazione di mRNA, possono verificarsi errori come la replicazione troppo frequente di una tripletta, una sequenza di tre basi azotate che determinano il tipo di amminoacido, o una perdita di una sequenza o di esso porta a una mutazione puntiforme con conseguenze potenzialmente gravi.

Tutti i problemi che sorgono attraverso la creazione dell'mRNA hanno in comune il fatto che gli errori non sono causati dalle basi azotate stesse. Tuttavia, solo la timina fa una certa eccezione perché è suscettibile alla mutazione del DNA sotto l'influenza della luce UV. Se due basi di timina sono direttamente adiacenti su un filamento di DNA, i gruppi metilici (gruppo CH3) possono formare un legame stabile con la timina adiacente sotto l'influenza della luce UV (luce solare), in modo che ne risulti un dimero, chimicamente uno Il derivato del ciclobutano corrisponde. Questo cambia il DNA a questo punto in modo tale che una versione ridotta con meno basi di DNA viene prodotta quando il filamento di DNA viene replicato.

Se avviene una trascrizione, l'errore precedentemente copiato dall'mRNA viene tradotto in una sequenza amminoacidica errata. Viene quindi prodotta una proteina modificata che, nel peggiore dei casi, non ha efficacia biologica o è instabile e viene nuovamente metabolizzata immediatamente. È una mutazione genetica che si osserva prevalentemente nelle cellule della pelle esposte alla luce solare diretta. Si discute quindi tra gli esperti se tali dimeri possano causare il cancro della pelle.