thymin er en af de fire nukleobaser, hvorfra DNA-strenge, sædet for genetisk information, er bygget. Den komplementære base i dobbelt helix er altid adenin.
Kemisk er det en heterocyklisk aromatisk forbindelse med et pyrimidin-skelet. Udover at være en nukleobase i DNA til kodning af aminosyresekvensen til proteinsyntese spiller thymin en rolle i kroppens stofskifte som en komponent i visse bioaktive nukleotider.
Hvad er thymin?
Den grundlæggende struktur af thymin dannes af en heterocyklisk aromatisk seks-leddet ring, den pyrimidin basiske struktur. Thymin er en af i alt 4 nukleobaser, hvorfra DNA-strengene er sammensat. Strengt taget er det nucleotidet af thymin.
Først fastgøres et deoxyribosemolekyle, så nucleosiddeoxythymidin dannes ud fra nukleisk base. Nukleosidet omdannes derefter til nucleotid-deoxythymidin-monophosphat (dTMP), deoxythymidindiphosphat (dTDP) eller deoxythymidin-triphosphat (dTTP) ved tilsætning af en til tre phosphatgrupper. Thymin forekommer normalt ikke i RNA, fordi thymin erstattes der med nucleobase uracil. Uracil er den komplementære base til adenin i RNA. Thymin forekommer imidlertid som et specielt glycosid (ribothymidin) med et vedhæftet ribosemolekyle i overførsels-RNA (tRNA).
Den kemiske formel C5H5N202 viser, at thymin udelukkende er sammensat af carbon, hydrogen, nitrogen og ilt, dvs. stoffer, der er allestedsnærværende. Ingen sjældne mineraler eller sporstoffer er involveret i sammensætningen af thymin. Thymin opnås fortrinsvis af kroppen fra metabolismen af proteiner, der indeholder thymin eller thymidin. Thymin kan nedbrydes fuldstændigt af kroppens stofskifte i kuldioxid og vand.
Funktion, effekt og opgaver
Thymins hovedopgave er at være til stede i en af strengene af den dobbelte helix af DNA på de angivne steder og at danne en forbindelse med den komplementære nucleobase-adenin via en dobbelt hydrogenbinding.
Til opfyldelsen af dens hovedopgave griber thymin ikke direkte ind i stofskiftet, men bestemmer snarere sammen med de andre tre nukleobaser kun, hvilke aminosyrer der samles til proteiner, i hvilken rækkefølge dets position på den tilsvarende sektion af den dobbelte helixstreng. Efter at have lavet en kopi af den tilsvarende sektion af en DNA-basestreng, den såkaldte messenger RNA (mRNA), overføres dette fra cellekernen i cytoplasmaet.
I cytoplasmaet, på ribosomerne, oversættes basesekvenserne til typen og sekvensen af aminosyrerne, der samles til det tilsigtede protein via peptidbindinger. Den nøjagtige funktion og opgaver af thymin og deoxythymidin i stofskiftet er ikke kendt. Dyreforsøg har vist, at thymidinadministration forbedrer blodtallet ved pernicious anæmi, anæmi forårsaget af en B12-mangel. Vitamin B12-manglen kan sandsynligvis være knyttet til en forstyrrelse i syntesen af nukleosider.
Uddannelse, forekomst, egenskaber & optimale værdier
Kroppen kan syntetisere thymin selv om nødvendigt. Da syntesen imidlertid er tidskrævende og energikrævende, opnås langt størstedelen af den nukleiske base gennem en slags oparbejdning af anvendt thymin- eller thymidinforbindelser eller fra nedbrydningen af proteiner, der indeholder thymin eller thymidin. Denne syntesevej kaldes Salvage Pathway.
Det bruges altid, når kroppen skal bruge mindre energi til nedbrydning af højere molekyler end til biosyntese. Thymin danner skinnende nåleformede eller prismeformede krystaller, der smager bittert og kan opløses i varmt vand, men næppe i alkohol eller ether. Da den grundlæggende struktur af thymin består af en seks-leddet ring, kan thymin forekomme i seks forskellige tautomerer, hver med den samme kemiske molekylformel, men med et andet arrangement af dobbeltbindingerne og / eller de tilknyttede grupper eller molekyler.
Da nucleobase næppe forekommer i fri form i organismen, er der intet optimalt niveau eller koncentration, der kunne bruges som referenceværdi for patologiske afvigelser og forstyrrelser. På den anden side bruges thymin som et basisk lægemiddel til fremstilling af medikamenter, der bruges til at behandle visse virussygdomme såsom AIDS og hepatitis B.
Sygdomme og lidelser
Når man laver kopier af DNA-strengene i form af at skabe mRNA, kan der opstå fejl, såsom for hyppig replikation af en triplet, en sekvens af tre nukleobaser, der bestemmer typen af aminosyre, eller et tab af en sekvens eller det fører til en punktmutation med potentielt alvorlige konsekvenser.
Alle problemer, der opstår ved oprettelsen af mRNA, har det til fælles, at fejlene ikke er forårsaget af selve nukleobaserne. Imidlertid er det kun thymin, der gør en bestemt undtagelse, fordi det er modtageligt for DNA-mutation under påvirkning af UV-lys. Hvis to thyminbaser ligger direkte ved siden af en DNA-streng, kan methylgrupperne (CH3-gruppen) danne en stabil binding med det tilstødende thymin under påvirkning af UV-lys (sollys), hvilket resulterer i en dimer, der kemisk bliver en Derivatet af cyclobutan svarer. Dette ændrer DNA på dette tidspunkt på en sådan måde, at der fremstilles en forkortet version med færre DNA-baser, når DNA-strengen replikeres.
Hvis en transkription finder sted, oversættes den tidligere kopierede fejl fra mRNA til en forkert aminosyresekvens. Derefter produceres et modificeret protein, som i værste tilfælde ikke har nogen biologisk effektivitet eller er ustabilt og metaboliseres øjeblikkeligt igen. Det er en genmutation, der hovedsageligt ses i hudceller, der udsættes for direkte sollys. Det diskuteres derfor blandt eksperter, om sådanne dimere kan forårsage hudkræft.
