deoxytymidín

deoxytymidín je bežnejší názov 1- (2-deoxy-P-D-ribofuranozyl) -5-metyluracil, Tiež meno tymidínu je bežné. Deoxytymidín je dôležitou súčasťou DNA (kyselina deoxyribonukleová).

Čo je to deoxytymidín?

Deoxytymidín je nukleozid s molekulovým vzorcom C10H14N205. Nukleozid je molekula, ktorá pozostáva z takzvanej nukleobázy a monosacharidu, pentózy.

Deoxytymidín bol jedným z prvých stavebných prvkov DNA, ktoré sa objavili. To je dôvod, prečo sa DNA pôvodne nazývala kyselina tymidínová. Až oveľa neskôr sa premenovala na kyselinu deoxyribonukleovú. Tymidín nie je len nukleozid DNA, ale aj nukleozid tRNA. TRNA je prenosová RNA.

Z chemického hľadiska deoxytymidín pozostáva z bázy tymínu a monosacharidu deoxyribózy. Oba kruhové systémy sú spojené N-glykozidovou väzbou. Báza sa teda môže v molekule voľne otáčať. Rovnako ako všetky pyrimidínové nukleozidy je deoxytymidín stabilný v kyseline.

Funkcia, účinok a úlohy

Deoxytymidín je nukleozid, ktorý sa tvorí z tymínu a deoxyribózy. Je to kombinácia nukleovej bázy (tymínu) a pentózy (deoxyribózy). Toto spojenie tvorí základný stavebný blok nukleových kyselín.

Nukleová kyselina je takzvaný heteropolymér. Skladá sa z niekoľkých nukleotidov, ktoré sú navzájom spojené prostredníctvom fosfátových esterov. Chemickým procesom fosforylácie sa nukleozidy zabudujú do nukleotidov. Počas fosforylácie sa skupiny fosfátov alebo pyrofosfátov prenášajú na cieľovú molekulu, v tomto prípade na nukleotidy. Nukleozid deoxytymidín patrí do organickej bázy (nukleobázy) tymínu. V tejto forme deoxytymidín funguje ako základný stavebný blok DNA. DNA je veľká molekula, ktorá je veľmi bohatá na fosfor a dusík. Pôsobí ako nosič genetických informácií.

DNA je tvorená dvoma jednovláknovými vláknami. Tieto jazdia opačným smerom. Tvar týchto prameňov pripomína lanový rebrík, čo znamená, že jednotlivé pramene sú spojené určitými stilmi. Tieto nosníky sú tvorené vždy z dvoch organických báz. Okrem tymínu existujú aj bázy adenín, cytozín a guanín. Tymín sa vždy viaže s adenínom. Medzi týmito dvoma bázami sa tvoria dve vodíkové väzby. DNA sa nachádza v jadrách buniek tela.

Úlohou DNA a teda aj deoxytymidínu je uchovávanie genetických informácií. Okrem toho kóduje biosyntézu bielkovín, a teda do istej miery aj „plán“ príslušnej živej bytosti. Všetky procesy v tele sú týmto ovplyvnené. Poruchy v DNA preto tiež vedú k vážnym poruchám v tele.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

V podstate deoxytymidín pozostáva iba z uhlíka, vodíka, dusíka a kyslíka. Telo by bolo schopné syntetizovať aj samotné nukleozidy.

Syntéza je však dosť zložitá a časovo veľmi náročná, takže týmto spôsobom vzniká iba časť deoxytymidínu. Aby sa ušetrila energia, telo prevádza druh recyklácie a využíva tzv. Cestu záchrany. Puríny vznikajú pri štiepení nukleových kyselín. Z týchto purínových báz môžu byť pomocou rôznych chemických procesov získané nukleotidy, a teda aj nukleozidy.

Choroby a poruchy

Porucha deoxytymidínu môže viesť k poškodeniu DNA. Možnými príčinami poškodenia DNA sú chybné metabolické procesy, chemické látky alebo ionizujúce žiarenie. Ionizujúce žiarenie zahrnuje napríklad UV žiarenie. Jedným ochorením, pri ktorom hrá DNA dôležitú úlohu, je rakovina.

Každý deň sa v ľudskom tele množia desiatky miliónov buniek. Pre hladkú reprodukciu je dôležité, aby DNA bola nepoškodená, úplná a bez defektov. Iba týmto spôsobom môžu byť všetky relevantné genetické informácie prenášané do dcérskych buniek.Faktory ako UV žiarenie, chemikálie, voľné radikály alebo vysokoenergetické žiarenie môžu nielen poškodiť bunkové tkanivo, ale tiež môžu viesť k chybám v duplikácii DNA počas delenia buniek. V dôsledku toho genetická informácia obsahuje nesprávne informácie. Bunky majú obvykle opravný mechanizmus. Týmto spôsobom je možné skutočne opraviť menšie poškodenie genómu.

Môže sa však stať, že poškodenie sa prenesie na dcérske bunky. Jeden hovorí o mutáciách v genetickom zložení. Ak je v DNA príliš veľa mutácií, zdravé bunky zvyčajne iniciujú programovanú bunkovú smrť (apoptózu) a sami sa ničia. Tým sa má zabrániť ďalšiemu šíreniu genetického poškodenia. Smrť buniek je iniciovaná rôznymi vysielačmi signálu. Zdá sa, že poškodenie týchto signálových vysielačov hrá dôležitú úlohu vo vývoji rakoviny. Ak nereagujú, bunky sa navzájom nezničia a poškodenie DNA sa prenáša z generovania buniek na generovanie buniek.

Zdá sa, že pri spracovaní UV žiarenia je obzvlášť dôležitý tymín a teda aj deoxytymidín. Ako už bolo uvedené, UV žiarenie môže viesť k mutáciám DNA. Poškodenie CPD je obzvlášť bežné v dôsledku UV žiarenia. Pri týchto poškodeniach CPD sa dva tymínové stavebné bloky obvykle kombinujú a vytvárajú takzvaný dimér a tvoria pevnú jednotku. Výsledkom je, že DNA sa už nedá správne prečítať, čo vedie k bunkovej smrti alebo v najhoršom prípade k rakovine kože.

Tento proces je ukončený len pikosekundu po absorpcii UV lúčov. Na tento účel však musia byť tymínové bázy v špecifickom usporiadaní. Pretože to tak často nie je, poškodenie spôsobené UV žiarením je stále obmedzené. Ak je však genetický materiál zdeformovaný takým spôsobom, že viac tymínov je v správnom usporiadaní, dochádza tiež k zvýšenej tvorbe dimérov, a tým k väčšiemu poškodeniu DNA.