Thymine

Thymine est l'une des quatre nucléobases à partir desquelles les brins d'ADN, siège de l'information génétique, sont construits. La base complémentaire de la double hélice est toujours l'adénine.

Chimiquement, c'est un composé aromatique hétérocyclique avec un squelette pyrimidique. En plus d'être une nucléobase dans l'ADN pour coder la séquence d'acides aminés pour la synthèse des protéines, la thymine joue un rôle dans le métabolisme de l'organisme en tant que composant de certains nucléotides bioactifs.

Qu'est-ce que la thymine?

La structure de base de la thymine est formée par un cycle aromatique hétérocyclique à six chaînons, le squelette pyrimidique. La thymine est l'une des 4 nucléobases qui composent les brins d'ADN. À proprement parler, c'est le nucléotide de la thymine.

Tout d'abord, une molécule de désoxyribose est attachée de sorte que le nucléoside désoxythymidine est formé à partir de la base nucléique. Le nucléoside est ensuite converti en nucléotide désoxythymidine monophosphate (dTMP), désoxythymidine diphosphate (dTDP) ou désoxythymidine triphosphate (dTTP) par l'addition d'un à trois groupes phosphate. La thymine n'apparaît normalement pas dans l'ARN car la thymine y est remplacée par la nucléobase uracile. Uracil est la base complémentaire de l'adénine dans l'ARN. Cependant, la thymine se présente sous la forme d'un glycoside spécial (ribothymidine) avec une molécule de ribose attachée dans l'ARN de transfert (ARNt).

La formule chimique C5H5N2O2 montre que la thymine est composée exclusivement de carbone, d'hydrogène, d'azote et d'oxygène, c'est-à-dire de substances omniprésentes. Aucun minéral ou oligo-élément rare n'est impliqué dans la composition de la thymine. La thymine est préférentiellement obtenue par l'organisme à partir du métabolisme de protéines contenant de la thymine ou de la thymidine. La thymine peut être complètement décomposée en dioxyde de carbone et en eau par le métabolisme du corps.

Fonction, effet et tâches

La tâche principale de la thymine est d'être présente dans l'un des brins de la double hélice d'ADN aux emplacements désignés et de former une connexion avec la base nucléique complémentaire adénine via une double liaison hydrogène.

Pour l'accomplissement de sa tâche principale, la thymine n'intervient pas directement dans le métabolisme, mais plutôt, avec les trois autres nucléobases, détermine uniquement quels acides aminés sont assemblés en protéines dans quel ordre grâce à sa position sur la section correspondante du brin double hélice. Après avoir fait une copie de la section correspondante d'un brin de base d'ADN, le soi-disant ARN messager (ARNm), celui-ci est transféré du noyau de la cellule dans le cytoplasme.

Dans le cytoplasme, sur les ribosomes, les séquences de bases sont traduites dans le type et l'ordre des acides aminés, qui sont assemblés en la protéine voulue via des liaisons peptidiques. La fonction et les tâches exactes de la thymine et de la désoxythymidine dans le métabolisme ne sont pas connues. Des expériences animales ont montré que l'administration de thymidine améliore la formule sanguine dans l'anémie pernicieuse, anémie causée par une carence en B12. La carence en vitamine B12 peut probablement être liée à une perturbation de la synthèse des nucléosides.

Éducation, occurrence, propriétés et valeurs optimales

Le corps peut synthétiser lui-même la thymine si nécessaire. Cependant, comme la synthèse est longue et énergivore, la grande majorité de la base nucléique est obtenue par une sorte de retraitement de la thymine ou des composés de thymidine usagés ou par la dégradation de protéines contenant de la thymine ou de la thymidine. Cette voie de synthèse est connue sous le nom de voie de récupération.

Il est toujours utilisé lorsque le corps doit utiliser moins d'énergie pour décomposer des molécules plus élevées qu'il ne le fait pour la biosynthèse. La thymine forme des cristaux brillants en forme d'aiguille ou de prisme qui ont un goût amer et peuvent être dissous dans l'eau chaude, mais rarement dans l'alcool ou l'éther. Étant donné que la structure de base de la thymine consiste en un cycle à six chaînons, la thymine peut apparaître dans six tautomères différents, chacun avec la même formule moléculaire chimique, mais avec un arrangement différent des doubles liaisons et / ou des groupes ou molécules associés.

Etant donné que la nucléobase apparaît à peine sous forme libre dans l'organisme, il n'y a pas de niveau ou de concentration optimal qui pourrait être utilisé comme valeur de référence pour les déviations et troubles pathologiques. D'autre part, la thymine est utilisée comme médicament de base dans la fabrication de médicaments utilisés pour traiter certaines maladies virales telles que le SIDA et l'hépatite B.

Maladies et troubles

Lors de la réalisation de copies des brins d'ADN sous forme de création d'ARNm, des erreurs peuvent survenir telles qu'une réplication trop fréquente d'un triplet, une séquence de trois nucléobases qui déterminent le type d'acide aminé, ou une perte d'une séquence ou il conduit à une mutation ponctuelle avec des conséquences potentiellement graves.

Tous les problèmes qui surviennent lors de la création de l'ARNm ont en commun que les erreurs ne sont pas causées par les nucléobases elles-mêmes. Cependant, seule la thymine fait une certaine exception car elle est sensible à la mutation de l'ADN sous l'influence de la lumière UV. Si deux bases thymine sont directement adjacentes sur un brin d'ADN, les groupes méthyle (groupe CH3) peuvent former une liaison stable avec la thymine adjacente sous l'influence de la lumière UV (lumière du soleil), de sorte qu'il en résulte un dimère, chimiquement un Le dérivé du cyclobutane correspond. Cela modifie l'ADN à ce stade de telle manière qu'une version raccourcie avec moins de bases d'ADN soit produite lorsque le brin d'ADN est répliqué.

Si une transcription a lieu, l'erreur précédemment copiée à partir de l'ARNm est traduite en une séquence d'acides aminés incorrecte. Une protéine modifiée est alors produite qui, dans le pire des cas, n'a aucune efficacité biologique ou est instable et est immédiatement métabolisée à nouveau. Il s'agit d'une mutation génique qui est principalement observée dans les cellules de la peau exposées à la lumière directe du soleil. Il est donc discuté parmi les experts si de tels dimères peuvent provoquer un cancer de la peau.