ריבותימידין הוא נוקלאוזיד המהווה אבן בניין של tRNA ו- rRNA. ככזה, הוא ממלא תפקיד חשוב בתהליכים מטבוליים רבים.
מה זה ריבותימידין?
Ribothymidine ידוע גם בשם 5-methyluridine. זהו נוקלאוזיד. נוקלאוזידים הם יחידים מולקולות של tRNA ו- rRNA המתרחשים בתוך תאים. ה- tRNA או ה- DNA המועבר הוא כמו כלי המשמש בתרגום של DNA לשרשראות חומצות אמיניות. כל מולקולת ריבוטימידין מורכבת משתי אבני בניין: א סוכר מולקולה ובסיס גרעין. ה סוכר מולקולה היא β-D-ribofuranose, שבין היתר מורכבת מחמישה פַּחמָן אטומים. מסיבה זו הביולוגיה מכנה גם β-D-ribofuranose pentose, על שם המילה היוונית "חמש". המבנה הבסיסי של המולקולה הוא טבעת סגורה שהיא גם מחומשת. אבן הבניין השנייה של ריבותימידין היא תימין. תימין הוא בסיס גרעין והוא גם מרכיב חשוב ב- DNA האנושי, המאחסן מידע גנטי. יחד עם אדנין, התימין יוצר זוג בסיס. אטום ה- N1 של תימין נקשר לאטום C1 של β-D-ribofuranose. הנוסחה המולקולרית לריבוטימידין היא C10H14N2O6.
פונקציה, פעולה ותפקידים
ריבותימידין ושלושה סוגים אחרים של נוקלאוזידים לפצות tRNA ו- rRNA. ה- tRNA הוא ההעברה חומצה ריבונוקלאית. זה עוזר בתרגום, בתרגום הביולוגי של DNA לרשתות חלבון. תרגום מסתמך על עותק של הגנים. עותק זה הוא ה- RNA המסנג'ר או ה- mRNA. כמו חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA), זהו סוג של אחסון נתונים ביולוגיים. מקור ה- mRNA בתוך גרעין התא. זהו העתק מדויק של ה- DNA, שלעולם אינו עוזב את גרעין התא. מומחה אנזימים אחראים להעתקה; במקום ה סוכר deoxyribose, הם משתמשים בסוכר ריבוז עבור ה- mRNA. ה- mRNA המוגמר נודד החוצה מגרעין התא וכך מעביר את המידע הגנטי לשאר התא האנושי. מה שנקרא ריבוזום מתרגם את המידע מ- mRNA לחוט של חלבונים. שרשרת החלבונים מורכבת משונה חומצות אמינו. בסך הכל יש עשרים שונים חומצות אמינו זֶה לפצות כל החלבון המורכב יותר מולקולות. מה שמכונה שלישייה, כלומר שלושה זוגות בסיס של DNA או RNA, מקודד לחומצת אמינו ספציפית באופן מובחן. על מנת שהריבוזום יבצע את משימתו, הוא זקוק ל- tRNA, שהוא שרשרת קצרה של RNA. הטרנז'ה מעבירה חומצות אמינו. לשם כך ה- tRNA קושר חומצה אמינית לקצה האחד שלה ונעגנת בקצה השני לשלישייה התואמת. ה- tRNA מחבר כעת mRNA וחומצת אמינו כמו סיכה. הריבוזום מעביר את ה- tRNA הטעון למקומו, אחד בכל פעם. האמינו חומצות להצטרף יחד על ידי תהליכים ביוכימיים. הריבוזום מחליק שלישייה אחת נוספת וה- tRNA מתנתק מחומצת האמינו בצד אחד ו- mRNA בצד השני. ה- tRNA הריק יכול כעת להתחבר למולקולת חומצת אמינו חדשה ולהחזיר את אבן הבניין החדשה לתרגום.
גיבוש, התרחשות, תכונות ורמות אופטימליות
ריבותימידין קיים בדרך כלל במצב מוצק. גוף האדם יכול לסנתז ריבותימידין על ידי שילוב מולקולת סוכר (ריבוז) עם בסיס גרעין. בעוד ש- DNA מורכב מארבעה בסיסים אדנין, גואנין, ציטוזין ותימין, ב- RNA, אורציל מחליף את התימין כבסיס הרביעי. אורציל דומה מאוד לתימין. במבנה המולקולרי שלהם, השניים נבדלים רק בקבוצה אחת (H3C). שניהם שייכים לפירימידין בסיסים, שמבנהו הבסיסי הוא טבעת פירימידין. זהו מבנה סגור דמוי טבעת עם שש פינות ושניים חנקן אטומים. אף על פי שהביולוגיה מכירה את ריבותימידין ונוקלאוזידים אחרים בעיקר ביכולתם כמרכיבי RNA, היא ממלאת תפקיד גם בתהליכים ביולוגיים אחרים, מכיוון שהיא נראית גם אבן בניין מקרומולקולות.
מחלות והפרעות
מחלות שעלולות להופיע בקשר עם ריבוטימידין כוללות מומים גנטיים. קרינה, חומרים כימיים ואור UV יכולים להגדיל את הסבירות למוטציות. מוטציה היא שגיאה במידע הגנטי שבו גדיל ה- DNA סובל מנזק. נזק כזה קורה בגוף האדם כל הזמן, ובדרך כלל בטוח אנזימים לזהות ולתקן אי סדרים כאלה. אולם לעיתים הם מתעלמים מפגמים או אינם מסוגלים לתקן אותם בצורה נכונה או רק באופן מלא. אם גם מנגנון ההרס העצמי של התא נכשל, הוא משכפל ובכך גם מפיץ את המידע הגנטי הפגום. כשלים כאלה כוללים, למשל, בלבול או החלפה של גרעין בסיסים. כתוצאה מכך, הגנים מקודדים מידע שגוי, ואולי משבש תהליכים מטבוליים מרכזיים. בהתאם למיקום ה- DNA או ה- RNA בו מתרחשת שגיאה כזו, ההשפעות יכולות להיות שונות מאוד. אפילו tRNA, שבו הריבוטימידין מופיע כאחד מארבעה נוקלאוזידים, יכול להיות נתון לשגיאות. לדוגמה, אם ריבותימידין מסונתז באופן שגוי, התרגום עלול להיות מושפע. תרגום הוא התהליך שמתרגם מידע גנטי ל חלבונים. בפרט, שגיאות בקצות קטע ה- tRNA עלולות לגרום לחוסר יכולתו של ה- tRNA להיקשר נכון ל- mRNA או לחומצת האמינו שהוא אמור להעביר.
