Deoxythymidin

Deoxythymidin je běžnější název 1- (2-deoxy-P-D-ribofuranosyl) -5-methyluracil. Také jméno Thymidin je běžné. Deoxythymidin je důležitou součástí DNA (deoxyribonukleová kyselina).

Co je to deoxythymidin?

Deoxythymidin je nukleosid s molekulovým vzorcem C10H14N2O5. Nukleosid je molekula, která se skládá z tzv. Nukleobázy a monosacharidu, pentózy.

Deoxythymidin byl jedním z prvních stavebních bloků DNA, která byla objevena. Proto se DNA původně také nazývala kyselina thymidylová. Až mnohem později bylo přejmenováno na deoxyribonukleovou kyselinu. Thymidin není jen nukleosid DNA, ale také nukleosid tRNA. TRNA je přenosová RNA.

Z chemického hlediska se deoxythymidin skládá z báze thyminu a monosacharidu deoxyribózy. Oba kruhové systémy jsou spojeny N-glykosidickou vazbou. Tak se může báze volně v molekule otáčet. Stejně jako všechny pyrimidinové nukleosidy je deoxythymidin stabilní v kyselině.

Funkce, efekt a úkoly

Deoxythymidin je nukleosid, který je tvořen z thyminu a deoxyribózy. Je to kombinace nukleové báze (tyminu) a pentózy (deoxyribózy). Toto spojení tvoří základní stavební blok nukleových kyselin.

Nukleová kyselina je takzvaný heteropolymer. Skládá se z několika nukleotidů, které jsou vzájemně spojeny prostřednictvím fosfátových esterů. Chemickým procesem fosforylace jsou nukleosidy zabudovány do nukleotidů. Během fosforylace se skupiny fosfátů nebo pyrofosfátů přenášejí na cílovou molekulu, v tomto případě na nukleotidy. Nukleosid deoxythymidin patří k organické bázi (nukleobáze) thyminu. V této formě deoxythymidin funguje jako základní stavební blok DNA. DNA je velká molekula, která je velmi bohatá na fosfor a dusík. Působí jako nosič genetických informací.

DNA se skládá ze dvou jednoduchých řetězců. Ty běží v opačných směrech. Tvar těchto pramenů připomíná lanový žebřík, což znamená, že jednotlivé prameny jsou spojeny určitým druhem stilů. Tyto nosníky jsou vytvořeny ze dvou organických bází. Kromě tyminu existují také báze adenin, cytosin a guanin. Thymin se vždy spojí s adeninem. Mezi těmito dvěma bázemi se tvoří dvě vodíkové vazby. DNA je umístěna v buněčných jádrech tělních buněk.

Úkolem DNA, a tedy i deoxythymidinu, je ukládat genetické informace. Kromě toho kóduje biosyntézu proteinu, a tedy do jisté míry i "plán" příslušné živé bytosti. Tím jsou ovlivněny všechny procesy v těle. Poruchy uvnitř DNA tedy také vedou k vážným poruchám v těle.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

V zásadě deoxythymidin sestává pouze z uhlíku, vodíku, dusíku a kyslíku. Tělo by také bylo schopné syntetizovat nukleosidy samotné.

Syntéza je však poměrně složitá a časově velmi náročná, takže se tímto způsobem produkuje pouze část deoxythymidinu. Aby se šetřila energie, tělo provozuje určitý druh recyklace a používá tzv. Cestu záchrany. Puriny se vytvářejí, když se štěpí nukleové kyseliny. Z různých purinových bází lze získat různými chemickými procesy nukleotidy, a tedy i nukleosidy.

Nemoci a poruchy

Poškození deoxythymidinu může vést k poškození DNA. Možné příčiny poškození DNA jsou vadné metabolické procesy, chemické látky nebo ionizující záření. Ionizující záření zahrnuje například UV záření. Jedním onemocněním, u kterého hraje DNA důležitou roli, je rakovina.

Každý den se v lidském těle množí desítky milionů buněk. Pro hladkou reprodukci je důležité, aby DNA byla nepoškozená, úplná a bez vad. Pouze tímto způsobem mohou být všechny důležité genetické informace předávány dceřiným buňkám.Faktory, jako je UV záření, chemikálie, volné radikály nebo vysokoenergetické záření, mohou nejen poškodit buněčnou tkáň, ale také vést k chybám v duplicitě DNA během dělení buněk. Výsledkem je, že genetická informace obsahuje nesprávné informace. Obvykle mají buňky opravný mechanismus. Tímto způsobem lze skutečně opravit drobné poškození genomu.

Může se však stát, že poškození bude přeneseno na dceřiné buňky. Zde se mluví o mutacích v genetickém složení. Pokud je v DNA příliš mnoho mutací, zdravé buňky obvykle iniciují programovanou buněčnou smrt (apoptózu) a samy se ničí. To má zabránit dalšímu šíření genetického poškození. Smrt buněk je iniciována různými vysílači signálu. Zdá se, že poškození těchto vysílačů signálu hraje důležitou roli ve vývoji rakoviny. Pokud nereagují, buňky se navzájem nezničí a poškození DNA se přenáší z generace buněk na generování buněk.

Thymin, a tedy také deoxythymidin, se jeví jako zvláště důležité při zpracování UV záření. Jak již bylo zmíněno, UV záření může vést k mutacím DNA. Poškození CPD je obzvláště běžné v důsledku UV záření. Při těchto poškozeních CPD se dva tyminové stavební bloky obvykle kombinují a vytvářejí takzvaný dimer a tvoří pevnou jednotku. Výsledkem je, že DNA již nelze správně číst, což vede k buněčné smrti nebo v nejhorším případě k rakovině kůže.

Tento proces je dokončen pouhé pikosekundy poté, co byly absorbovány UV paprsky. K tomu však musí být tyminové báze ve specifickém uspořádání. Protože tomu tak často není, je poškození způsobené UV zářením stále omezené. Pokud je však genetický materiál zkreslen tak, že více thyminů je ve správném uspořádání, dochází také ke zvýšené tvorbě dimerů, a tím k většímu poškození DNA.