Tiamīns

Tiamīns ir viena no četrām nukleobāzēm, no kurām tiek veidotas DNS virzieni, kas ir ģenētiskās informācijas mītne. Komplementārā bāze dubultā spirālē vienmēr ir adenīns.

Ķīmiski tas ir heterociklisks aromātisks savienojums ar pirimidīna skeletu. Papildus tam, ka timīns ir DNS kodols aminoskābju secības kodēšanai olbaltumvielu sintēzē, tam ir nozīme ķermeņa metabolismā kā noteiktu bioaktīvu nukleotīdu sastāvdaļai.

Kas ir timīns?

Timīna pamatstruktūru veido heterociklisks aromātisks sešu locekļu gredzens, pirimidīna pamatstruktūra. Tiamīns ir viena no kopumā 4 nukleobāzēm, no kurām sastāv DNS šķipsnas. Stingri sakot, tas ir timīna nukleotīds.

Vispirms tiek piestiprināta dezoksiribozes molekula, lai no nukleozās bāzes veidotos nukleozīda dezoksimididīns. Pēc tam nukleozīdu pārvērš nukleotīdu dezoksitimidīna monofosfātā (dTMP), dezoksimididifosfātā (dTDP) vai dezoksitimidīna trifosfātā (dTTP), pievienojot vienu līdz trīs fosfātu grupas. Tiamīns parasti neparādās RNS, jo timīnu tur aizstāj ar nukleobāzes uracilu. Uracils ir adenīna papildinošā bāze RNS. Tomēr timīns rodas kā īpašs glikozīds (ribotimidīns) ar piestiprinātu ribozes molekulu pārnešanas RNS (tRNS).

Ķīmiskā formula C5H5N2O2 parāda, ka timīns sastāv tikai no oglekļa, ūdeņraža, slāpekļa un skābekļa, t.i., visuresošām vielām. Timīna sastāvā nav iesaistīti reti minerāli vai mikroelementi. Tīminu ķermenis vislabāk iegūst no metabolizējošiem proteīniem, kas satur timīnu vai timidīnu. Organisma metabolisma dēļ timīns var pilnībā sadalīties oglekļa dioksīdā un ūdenī.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Tīmīna galvenais uzdevums ir atrasties vienā no DNS dubultās spirāles virknēm norādītajās vietās un caur dubultu ūdeņraža saiti veidot savienojumu ar komplementāro nukleobāzes adenīnu.

Sava galvenā uzdevuma veikšanai timīns neiejaucas tieši metabolismā, bet gan tikai kopā ar pārējām trim nukleobāzēm tikai nosaka, kuras aminoskābes ir samontētas olbaltumvielās, kādā secībā caur tā stāvokli attiecīgajā divkāršās spirāles virknes sadaļā. Pēc atbilstošās DNS bāzes virknes, tā saucamās kurjeru RNS (mRNS), kopijas izgatavošanas tas tiek pārnests no šūnas kodola citoplazmā.

Citoplazmā uz ribosomām bāzes secības tiek tulkotas aminoskābju tipā un secībā, kuras, izmantojot peptīdu saites, tiek samontētas paredzētajā proteīnā. Precīza timīna un dezoksimidīna funkcija un uzdevumi metabolismā nav zināmi. Eksperimenti ar dzīvniekiem parādīja, ka timidīna ievadīšana uzlabo asins daudzumu kaitīgas anēmijas gadījumā, anēmijas gadījumā, ko izraisa B12 deficīts. B12 vitamīna deficītu, iespējams, var saistīt ar nukleozīdu sintēzes traucējumiem.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Ja nepieciešams, ķermenis pats var sintezēt timīnu. Tā kā sintēze ir laikietilpīga un energoietilpīga, lielāko daļu nukleīnās bāzes iegūst, pārstrādājot izmantotos timīna vai timidīna savienojumus vai sadalot olbaltumvielas, kas satur timīnu vai timidīnu. Šis sintēzes ceļš ir pazīstams kā Glābšanas ceļš.

To vienmēr izmanto, ja ķermenim ir jāizmanto mazāk enerģijas augstāku molekulu sadalīšanai nekā biosintēzei. Tiamīns veido spīdīgus adatas vai prizmas formas kristālus, kas garšo rūgti un var tikt izšķīdināti karstā ūdenī, bet diez vai spirtā vai ēterī. Tā kā timīna pamatstruktūra sastāv no sešu locekļu gredzena, timīns var rasties sešos dažādos tautomēros, katrs ar vienu un to pašu ķīmisko molekulāro formulu, bet ar atšķirīgu divkāršo saišu un / vai saistīto grupu vai molekulu izvietojumu.

Tā kā nukleobāze organismā gandrīz nenotiek brīvā formā, nav optimāla līmeņa vai koncentrācijas, ko varētu izmantot kā atsauces vērtību patoloģiskām novirzēm un traucējumiem. No otras puses, timīns tiek izmantots kā pamata zāles zāļu ražošanai, kuras lieto noteiktu vīrusu slimību, piemēram, AIDS un B hepatīta, ārstēšanai.

Slimības un traucējumi

Izgatavojot DNS virkņu kopijas mRNS veidošanas veidā, var rasties kļūdas, piemēram, pārāk bieža tripleta replikācija, trīs nukleobāzes secība, kas nosaka aminoskābes tipu, vai secības vai tās zudums noved pie punktu mutācijas ar potenciāli nopietnām sekām.

Visām problēmām, kas rodas, izveidojot mRNS, ir kopīgs tas, ka kļūdas neizraisa pašas nukleobāzes. Tomēr tikai timīns rada zināmu izņēmumu, jo tas ir jutīgs pret DNS mutācijām UV gaismas ietekmē. Ja divas timīna bāzes atrodas tieši blakus DNS virknei, metilgrupas (CH3 grupa) UV gaismas (saules gaismas) ietekmē var veidot stabilu saikni ar blakus esošo timīnu, tādējādi iegūstot dimēru, ķīmiski vienu Ciklobutāna atvasinājums atbilst. Tas maina DNS šajā brīdī tādā veidā, ka, replicējot DNS virkni, tiek saīsināta versija ar mazāk DNS bāzēm.

Ja notiek transkripcija, kļūda, kas iepriekš nokopēta no mRNS, tiek pārveidota nepareizā aminoskābju secībā. Pēc tam tiek iegūts modificēts proteīns, kuram sliktākajā gadījumā nav bioloģiskas iedarbības vai tas ir nestabils un nekavējoties tiek atkal metabolizēts. Tā ir gēna mutācija, ko galvenokārt novēro ādas šūnās, kuras ir pakļautas tiešiem saules stariem. Tāpēc ekspertu starpā tiek diskutēts par to, vai šādi dimēri var izraisīt ādas vēzi.