Deoxythymidine: פונקציה ומחלות

Deoxythymidine הוא השם הנפוץ יותר של 1- (2-deoxy-β-D-ribofuranosyl) -5-methyluracil. השם תימידין נמצא גם בשימוש נפוץ. Deoxythymidine הוא מרכיב חשוב ב- DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית).

מה זה deoxythymidine?

Deoxythymidine הוא נוקלאוזיד עם הנוסחה המולקולרית C10H14N2O5. נוקלאוזיד הוא מולקולה המורכבת ממה שמכונה נוקלאובאז ומונוסכריד, פנטוז. Deoxythymidine היה אחד מאבני הבניין הראשונות של ה- DNA שהתגלה. זו הסיבה ש- DNA נקרא בתחילה גם חומצת תימידיל. רק הרבה יותר מאוחר שונה שמו חומצה דאוקסיריבונוקלאית. עם זאת, תימידין הוא לא רק נוקלאוזיד של DNA, אלא גם נוקלאוזיד של tRNA. ה- tRNA הוא ה- RNA העובר. מבחינה כימית, דאוקסיטימידין מורכב מבסיס התימין ומהדו-סוכריבוז החד-סוכר. שתי מערכות הטבעת מחוברות בקשר N-glycosidic. לפיכך, הבסיס יכול להסתובב בחופשיות במולקולה. כמו כל נוקלאוזידים פירימידינים, דאוקסיטימידין יציב חומצה.

פונקציה, פעולה ותפקידים

Deoxythymidine הוא נוקלאוזיד שנוצר מטימין ו deoxyribose. לפיכך, מדובר בתרכובת של בסיס גרעין (תימין) ופנטוז (דאוקסיריבוז). מתחם זה מהווה את אבן הבניין הבסיסית של חומצות גרעין. חומצת גרעין היא מה שמכונה הטרופולימר. הוא מורכב מכמה נוקלאוטידים המקושרים זה לזה פוספט אסטרים. בתהליך הכימי של זרחון, נוקלאוזידים בנויים לנוקלאוטידים. במהלך הזרחון מועברות קבוצות של פוספטים או פירופוספטים למולקולת יעד, במקרה זה לנוקליאוטידים. נוקלאוזיד דה אוקסיטימידין שייך לבסיס האורגני (בסיס גרעין) תימין. בצורה זו, deoxythymidine מתפקד כאבן הבניין הבסיסית של ה- DNA. DNA הוא מולקולה גדולה שעשירה מאוד בה זרחן ו חנקן. הוא מתפקד כמוביל מידע גנטי. ה- DNA מורכב משני קווצות בודדות. אלה רצים בכיוונים מנוגדים. צורתם של קווצות אלו מזכירה סולם חבלים, מה שאומר שהחוטים האישיים מחוברים באמצעות מעין ספאר. דפים אלה נוצרים משניים מהאורגניים בסיסים בכל מקרה. מלבד תימין, יש גם את בסיסים אדנין, ציטוזין וגואנין. תימין תמיד יוצר קשר עם אדנין. שתיים הידרוגנציה נוצרים קשרים בין השניים בסיסים. ה- DNA ממוקם בגרעינים של תאים סומטיים. המשימה של ה- DNA, וכך גם המשימה של deoxythymidine, היא לאחסן מידע תורשתי. הוא גם מקודד ביוסינתזה של חלבונים ובכך, במידה מסוימת, "תכנית" של האורגניזם החי בהתאמה. כל התהליכים בגוף מושפעים מכך. לכן גם הפרעות בתוך ה- DNA עוֹפֶרֶת להפרעות קשות בגוף.

גיבוש, התרחשות, מאפיינים וערכים אופטימליים

בעיקרון, deoxythymidine מורכב רק מ פַּחמָן, הידרוגנציה, חנקן ו חמצן. הגוף יוכל גם לסנתז את הנוקלאוזידים עצמו. עם זאת, סינתזה מורכבת למדי וגוזלת זמן רב, ולכן רק חלק מהאוקסיתימידין מיוצר בצורה זו. על מנת לחסוך באנרגיה, הגוף עוסק כאן במעין מיחזור ומשתמש במסלול ההצלה כביכול. פורינים נוצרים במהלך פירוק חומצות גרעין. באמצעות תהליכים כימיים שונים ניתן לשחזר נוקלאוטידים ובכך נוקלאוזידים מבסיסי הפורין הללו.

מחלות והפרעות

נזק ל- DNA יכול להתרחש כתוצאה מפגיעה ב- deoxythymidine. סיבות אפשריות לנזק ל- DNA כוללות תהליכים מטבוליים לקויים, חומרים כימיים או קרינה מייננת. קרינה מייננת כוללת, למשל, קרינת UV. מחלה אחת בה דנ"א ממלא תפקיד חשוב היא סרטן. מדי יום מתרבים עשרות מיליוני תאים בגוף האדם. חשוב להעתקה חלקה כי ה- DNA אינו פגום, מלא ונקי משגיאות. רק אז ניתן להעביר את כל המידע הגנטי הרלוונטי לתאי הבת. גורמים כגון קרינת UVכימיקלים, רדיקלים חופשיים או קרינה באנרגיה גבוהה לא יכולים רק לפגוע ברקמת התא, אלא גם עוֹפֶרֶת לטעויות בשכפול ה- DNA במהלך חלוקת התאים. כתוצאה מכך, המידע הגנטי מכיל מידע פגום. בדרך כלל, לתאים יש מנגנון תיקון. המשמעות היא שאפשר לתקן פגיעה קלה בחומר הגנטי. עם זאת, יכול לקרות שהנזק מועבר לתאי הבת. זה מכונה גם מוטציות של החומר הגנטי. אם יותר מדי מוטציות נמצאות ב- DNA, תאים בריאים בדרך כלל יוזמים מוות של תאים מתוכנתים (אפופטוזיס) ומשמידים את עצמם. זאת בכדי למנוע את התפשטות הנזק לחומר הגנטי. מוות של תאים יוזם על ידי מכשירי איתות שונים. נראה כי נזק למתמני האות האלה ממלא תפקיד חשוב ב סרטן התפתחות. אם הם לא מגיבים, התאים לא הורסים את עצמם והנזק ל- DNA מועבר מדור תאים לייצור תאים. תימין, ולכן דה-אקסיתימידין, נראה משמעותי במיוחד בעיבוד קרינת UV. קרינת UV יכולה עוֹפֶרֶת למוטציות של DNA, כאמור. נזק ל- CPD שכיח במיוחד כתוצאה מקרינת UV. בנזקי CPD אלה, בדרך כלל שתי אבני בניין של תימין יוצרות מה שנקרא דימר ויוצרות יחידה מוצקה. כתוצאה מכך, לא ניתן עוד לקרוא את ה- DNA נכון והתא מת או, במקרה הגרוע ביותר, עור סרטן מתפתח. תהליך זה הושלם רק לאחר שניות קליטה של קרני ה- UV. אולם כדי שזה יקרה, על בסיסי התמין להיות נוכחים בסידור ספציפי. מכיוון שזה לא כל כך המקרה, הנזק הנגרם על ידי קרינת UV עדיין מוגבל. עם זאת, אם הגנום מעוות כך שיותר תימין נמצאים בסידור הנכון, ישנה גם היווצרות מוגברת של דימרים ובכך נזק גדול יותר בתוך ה- DNA.