Deoksütümidiin

Deoksütümidiin on levinum nimi 1- (2-desoksü-P-D-ribofuranosüül) -5-metüüluratsiil. Ka nimi Tümidiin on tavaline. Desoksütümidiin on oluline osa DNA-st (desoksüribonukleiinhape).

Mis on desoksütümidiin?

Deoksütümidiin on nukleosiid molekulvalemiga C10H14N2O5. Nukleosiid on molekul, mis koosneb niinimetatud nukleobaasist ja monosahhariidist, pentoosist.

Deoksütümidiin oli üks esimesi avastatud DNA ehitusplokke. Sellepärast kutsuti DNA-d algselt ka tümidüülhappeks. Alles palju hiljem nimetati see ümber desoksüribonukleiinhappeks. Tümidiin ei ole ainult DNA nukleosiid, vaid ka tRNA nukleosiid. TRNA on ülekande RNA.

Keemilisest vaatepunktist koosneb desoksütümidiin aluse tümiinist ja monosahhariidist desoksüribroosist. Mõlemad ringisüsteemid on seotud N-glükosiidsidemega. Seega võib alus molekulis vabalt pöörduda. Nagu kõik pürimidiini nukleosiidid, on desoksütümidiin happekindel.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Deoksümetümidiin on nukleosiid, mis moodustatakse tümiinist ja desoksüriboseest. See on kombinatsioon tuumaalusest (tümiin) ja pentoosist (desoksüriboos). See ühendus moodustab nukleiinhapete põhilise ehitusploki.

Nukleiinhape on niinimetatud heteropolümeer. See koosneb mitmest nukleotiidist, mis on üksteisega ühendatud fosfaatestrite kaudu. Fosforüülimise keemilise protsessi kaudu ehitatakse nukleosiidid nukleotiidideks. Fosforüülimise ajal kantakse fosfaatide või pürofosfaatide rühmad sihtmolekulile, antud juhul nukleotiididele. Nukleosiidi desoksütümidiin kuulub orgaanilise aluse (nukleobaasi) tümiinile. Sellisel kujul toimib desoksütümidiin DNA põhielemendina. DNA on suur molekul, mis on väga rikas fosfori ja lämmastiku poolest. See toimib geneetilise teabe kandjana.

DNA koosneb kahest üksikust ahelast. Need kulgevad vastassuundades. Nende kiudude kuju meenutab köisredelit, mis tähendab, et üksikud kiud on omavahel ühendatud mingite aasadega. Need vahed moodustatakse kahest orgaanilisest alusest. Lisaks tümiinile on olemas ka alused adeniin, tsütosiin ja guaniin. Tüümiin seondub adeniiniga alati. Kahe aluse vahel moodustuvad kaks vesiniksidet. DNA asub keharakkude tuumades.

DNA ja seega ka desoksütümidiini ülesanne on säilitada geneetilist teavet. Lisaks kodeerib see valkude biosünteesi ja seega teatud määral ka vastava elusolendi "eskiisi". See mõjutab kõiki kehas toimuvaid protsesse. Seetõttu põhjustavad häired DNA-s ka tõsiseid häireid kehas.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Põhimõtteliselt koosneb desoksütümidiin ainult süsinikust, vesinikust, lämmastikust ja hapnikust. Keha suudaks ka ise nukleosiide sünteesida.

Süntees on siiski üsna keeruline ja väga aeganõudev, nii et sel viisil toodetakse ainult osa desoksütümidiinist. Energia säästmiseks toimib keha omamoodi ringlussevõtu korras ja kasutab nn päästerada. Puriinid tekivad nukleiinhapete lagunemisel. Erinevate keemiliste protsesside kaudu saab nendest puriinalustest saada nukleotiide ja seega ka nukleosiide.

Haigused ja häired

Deoksütümidiini kahjustus võib põhjustada DNA kahjustusi. DNA kahjustuse võimalikud põhjused on valed metaboolsed protsessid, keemilised ained või ioniseeriv kiirgus. Ioniseeriva kiirguse hulka kuulub näiteks UV-kiirgus. Üks haigus, milles DNA-l on oluline roll, on vähk.

Inimese kehas paljunevad iga päev kümned miljonid rakud. Sujuva paljunemise jaoks on oluline, et DNA oleks kahjustamata, täielik ja defektideta. Ainult nii saab kogu asjakohast geneetilist teavet edastada tütarrakkudele.Sellised tegurid nagu UV-kiirgus, kemikaalid, vabad radikaalid või suure energiatarbimisega kiirgus ei kahjusta mitte ainult rakukoe, vaid võivad põhjustada ka DNA dubleerimise rakke raku jagunemise ajal. Selle tulemusel sisaldab geneetiline teave ebaõiget teavet. Tavaliselt on lahtritel paigas remondimehhanism. Sel viisil saab genoomi väiksemaid kahjustusi tegelikult parandada.

Kuid võib juhtuda, et kahjustus kandub edasi tütarrakkudesse. Siin räägitakse mutatsioonidest geneetilises koosseisus. Kui DNA-s on liiga palju mutatsioone, algatavad terved rakud tavaliselt programmeeritud rakusurma (apoptoosi) ja hävitavad end. Selle eesmärk on vältida geneetilise kahjustuse edasist levikut. Rakusurma algatavad erinevad signaali saatjad. Näib, et nende signaali saatjate kahjustused mängivad vähi tekkes olulist rolli. Kui nad ei reageeri, ei hävita rakud üksteist ja DNA kahjustus kandub edasi rakkude genereerimisest rakkude genereerimisse.

Tüümiin ja seega ka desoksütümidiin näivad olevat eriti olulised UV-kiirguse töötlemisel. Nagu juba mainitud, võib UV-kiirgus põhjustada DNA mutatsioone. CPD kahjustus on eriti levinud UV-kiirguse tõttu. Nendes CPD kahjustustes ühendavad kaks tümiini ehitusplokki tavaliselt niinimetatud dimeeri ja moodustavad tahke üksuse. Selle tagajärjel ei saa DNA-d enam õigesti lugeda ja see põhjustab rakusurma või halvimal juhul nahavähki.

See protsess on lõpule viidud vaid üks sekund pärast ultraviolettkiirte imendumist. Selleks peavad tümiini alused olema kindlas paigutuses. Kuna see pole nii sageli, on UV-kiirguse tekitatud kahju endiselt piiratud. Kuid kui geneetilist materjali moonutatakse selliselt, et rohkem tümiine on õiges paigutuses, on ka dimeeride moodustumine suurenenud ja seega ka DNA-s suurem kahju.