thymine

thymine เป็นหนึ่งในสี่นิวคลีโอเบสที่สร้างสายดีเอ็นเอซึ่งเป็นที่นั่งของข้อมูลทางพันธุกรรม ฐานเสริมในเกลียวคู่คืออะดีนีนเสมอ

ในทางเคมีมันเป็นสารประกอบอะโรมาติกเฮเทอโรไซคลิกที่มีโครงกระดูกไพริมิดีน นอกเหนือจากการเป็นนิวคลีโอเบสในดีเอ็นเอสำหรับการเข้ารหัสลำดับกรดอะมิโนสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนแล้วไทมีนยังมีบทบาทในการเผาผลาญของร่างกายในฐานะที่เป็นส่วนประกอบของนิวคลีโอไทด์ที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ

ไธมีนคืออะไร?

โครงสร้างพื้นฐานของไธมีนเกิดจากวงแหวนหกชั้นเฮเทอโรไซคลิกอะโรมาติกซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานของไพริมิดีน ไทมีนเป็นหนึ่งในนิวคลีโอเบสทั้งหมด 4 ชนิดซึ่งประกอบด้วยสายดีเอ็นเอ พูดอย่างเคร่งครัดมันเป็นนิวคลีโอไทด์ของไทมีน

ขั้นแรกให้ยึดโมเลกุลของดีออกซีไรโบสเพื่อให้นิวคลีโอไซด์ deoxythymidine ถูกสร้างขึ้นจากนิวคลีโอไซด์ จากนั้นนิวคลีโอไซด์จะถูกเปลี่ยนเป็นนิวคลีโอไทด์ deoxythymidine monophosphate (dTMP), deoxythymidine diphosphate (dTDP) หรือ deoxythymidine triphosphate (dTTP) โดยการเพิ่มกลุ่มฟอสเฟตหนึ่งถึงสามกลุ่ม ตามปกติไธมีนไม่ปรากฏใน RNA เนื่องจากไทมีนถูกแทนที่ด้วยนิวคลีโอเบสยูราซิล Uracil เป็นฐานเสริมของอะดีนีนใน RNA อย่างไรก็ตามไทมีนเกิดขึ้นเป็นไกลโคไซด์พิเศษ (ribothymidine) โดยมีโมเลกุลไรโบสติดอยู่ในทรานสเฟอร์อาร์เอ็นเอ (tRNA)

สูตรทางเคมี C5H5N2O2 แสดงให้เห็นว่าไทมีนประกอบด้วยคาร์บอนไฮโดรเจนไนโตรเจนและออกซิเจนเท่านั้นนั่นคือสารที่แพร่หลาย ไม่มีแร่ธาตุหายากหรือธาตุที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของไทมีน ไธมีนควรได้รับจากร่างกายจากการเผาผลาญโปรตีนที่มีไทมีนหรือไทมิดีน ไทมีนสามารถย่อยสลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำได้อย่างสมบูรณ์โดยการเผาผลาญของร่างกาย

ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน

งานหลักของไธมีนคือการปรากฏอยู่ในหนึ่งในเกลียวของดีเอ็นเอเกลียวคู่ ณ ตำแหน่งที่กำหนดและสร้างการเชื่อมต่อกับอะดีนีนนิวคลีโอเบสเสริมผ่านพันธะไฮโดรเจนคู่

เพื่อให้บรรลุภารกิจหลักไธมีนไม่เข้าไปแทรกแซงโดยตรงในการเผาผลาญ แต่เมื่อรวมกับนิวคลีโอเบสอีกสามตัวจะกำหนดเฉพาะกรดอะมิโนที่ประกอบเป็นโปรตีนตามลำดับผ่านตำแหน่งบนส่วนที่สอดคล้องกันของเกลียวคู่ หลังจากทำสำเนาส่วนที่สอดคล้องกันของเส้นใยฐานดีเอ็นเอแล้วสิ่งที่เรียกว่า messenger RNA (mRNA) สิ่งนี้จะถูกถ่ายโอนจากนิวเคลียสของเซลล์ไปยังไซโทพลาสซึม

ในไซโทพลาสซึมบนไรโบโซมลำดับเบสจะถูกแปลเป็นชนิดและลำดับของกรดอะมิโนซึ่งประกอบเป็นโปรตีนที่ต้องการผ่านพันธะเปปไทด์ ไม่ทราบหน้าที่และงานที่แน่นอนของ thymine และ deoxythymidine ในการเผาผลาญ การทดลองในสัตว์แสดงให้เห็นว่าการให้ไธมิดีนช่วยเพิ่มจำนวนเม็ดเลือดในโรคโลหิตจางที่เป็นอันตรายโรคโลหิตจางที่เกิดจากการขาดบี 12 การขาดวิตามินบี 12 อาจเชื่อมโยงกับการรบกวนในการสังเคราะห์นิวคลีโอไซด์

การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม

ร่างกายสามารถสังเคราะห์ไธมีนได้เองหากจำเป็น อย่างไรก็ตามเนื่องจากการสังเคราะห์ใช้เวลานานและใช้พลังงานมากฐานของนิวคลีอิกส่วนใหญ่จึงได้มาจากการแปรรูปใหม่ของสารประกอบไทมีนหรือไทมิดีนที่ใช้แล้วหรือจากการสลายโปรตีนที่มีไทมีนหรือไทมีดีน เส้นทางการสังเคราะห์นี้เรียกว่า Salvage Pathway

มักใช้เมื่อร่างกายต้องใช้พลังงานน้อยลงในการสลายโมเลกุลที่สูงกว่าการสังเคราะห์ทางชีวภาพ ไทมีนก่อตัวเป็นผลึกรูปเข็มหรือรูปทรงปริซึมซึ่งมีรสขมและสามารถละลายได้ในน้ำร้อน แต่แทบจะไม่อยู่ในแอลกอฮอล์หรืออีเทอร์ เนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานของไธมีนประกอบด้วยวงแหวนหกอันจึงทำให้ไธมีนสามารถเกิดขึ้นได้ในหกโทโทเมอร์ที่แตกต่างกันโดยแต่ละตัวมีสูตรโมเลกุลทางเคมีเหมือนกัน แต่มีการจัดเรียงของพันธะคู่และ / หรือกลุ่มหรือโมเลกุลที่เกี่ยวข้องต่างกัน

เนื่องจากนิวคลีโอเบสแทบจะไม่เกิดขึ้นในรูปแบบอิสระในสิ่งมีชีวิตจึงไม่มีระดับหรือความเข้มข้นที่เหมาะสมที่จะใช้เป็นค่าอ้างอิงสำหรับความเบี่ยงเบนและความผิดปกติทางพยาธิวิทยา ในทางกลับกันไธมีนถูกใช้เป็นผลิตภัณฑ์ยาพื้นฐานสำหรับการผลิตยาที่ใช้ในการรักษาโรคไวรัสบางชนิดเช่นโรคเอดส์และไวรัสตับอักเสบบี

โรคและความผิดปกติ

เมื่อทำสำเนาของสายดีเอ็นเอในรูปแบบของการสร้าง mRNA ข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้เช่นการจำลองแฝดบ่อยเกินไปลำดับของนิวคลีโอเบสสามตัวที่กำหนดชนิดของกรดอะมิโนหรือการสูญเสียลำดับหรือมัน นำไปสู่การกลายพันธุ์ของจุดที่อาจเกิดผลร้ายแรง

ปัญหาทั้งหมดที่เกิดจากการสร้าง mRNA มีเหมือนกันที่ข้อผิดพลาดไม่ได้เกิดจากนิวคลีโอเบสเอง อย่างไรก็ตามไทมีนเท่านั้นที่มีข้อยกเว้นบางประการเนื่องจากมีความอ่อนไหวต่อการกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอภายใต้อิทธิพลของแสงยูวี หากฐานของไทมีนสองฐานอยู่ติดกันบนสายดีเอ็นเอโดยตรงกลุ่มเมธิล (กลุ่ม CH3) สามารถสร้างพันธะที่มั่นคงกับไทมีนที่อยู่ใกล้เคียงภายใต้อิทธิพลของแสงยูวี (แสงแดด) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่หรี่ลงทางเคมี อนุพันธ์ของ cyclobutane สอดคล้องกัน ด้วยเหตุนี้ DNA จึงมีการเปลี่ยนแปลง ณ จุดนี้ในลักษณะที่สร้างเวอร์ชันที่สั้นลงโดยมีฐาน DNA น้อยลงเมื่อมีการจำลองสายดีเอ็นเอ

หากมีการถอดความข้อผิดพลาดที่คัดลอกมาก่อนหน้านี้จาก mRNA จะถูกแปลเป็นลำดับกรดอะมิโนที่ไม่ถูกต้อง จากนั้นจะมีการผลิตโปรตีนดัดแปลงซึ่งในกรณีที่เลวร้ายที่สุดไม่มีประสิทธิผลทางชีวภาพหรือไม่เสถียรและถูกเผาผลาญทันทีอีกครั้ง เป็นการกลายพันธุ์ของยีนที่ส่วนใหญ่พบในเซลล์ผิวหนังที่สัมผัสกับแสงแดดโดยตรง ดังนั้นจึงมีการพูดคุยกันในหมู่ผู้เชี่ยวชาญว่าหรี่ดังกล่าวอาจทำให้เกิดมะเร็งผิวหนังได้หรือไม่