stringtranslate.com

Тимин

Тимин ( / ˈ θ aɪ m ɪ n / ) ( символ T или Thy ) является одним из четырех нуклеотидных оснований в нуклеиновой кислоте ДНК , которые представлены буквами G–C–A–T. Другие — аденин , гуанин и цитозин . Тимин также известен как 5-метилурацил, пиримидиновое азотистое основание. В РНК тимин заменен азотистым основанием урацилом . Тимин был впервые выделен в 1893 году Альбрехтом Косселем и Альбертом Нойманном из вилочковой железы теленка , отсюда и его название. [2]

Вывод

Как предполагает его альтернативное название (5-метилурацил), тимин может быть получен путем метилирования урацила на 5-м углероде. В РНК тимин в большинстве случаев заменяется урацилом . В ДНК тимин (Т) связывается с аденином (А) посредством двух водородных связей, тем самым стабилизируя структуры нуклеиновых кислот.

Тимин в сочетании с дезоксирибозой создает нуклеозид дезокситимидин , который является синонимом термина тимидин . Тимидин может быть фосфорилирован до трех групп фосфорной кислоты, образуя dTMP ( монофосфат дезокситимидина ), dTDP или dTTP (для ди- и три - фосфатов соответственно ).

Одна из распространенных мутаций ДНК связана с двумя соседними тиминами или цитозином, которые в присутствии ультрафиолетового света могут образовывать димеры тимина , вызывая «перегибы» в молекуле ДНК, которые препятствуют нормальному функционированию.

Тимин также может быть мишенью для действия 5- фторурацила (5-FU) при лечении рака . 5-FU может быть метаболическим аналогом тимина (в синтезе ДНК) или урацила (в синтезе РНК). Замена этого аналога подавляет синтез ДНК в активно делящихся клетках.

Основания тимина часто окисляются до гидантоинов с течением времени после смерти организма. [3]

Дисбаланс тимина вызывает мутацию

Во время роста бактериофага T4 дисбаланс доступности тимина, как дефицит, так и избыток тимина, вызывает повышенную мутацию . [4] Мутации, вызванные дефицитом тимина, по-видимому, происходят только в участках пар оснований AT в ДНК и часто являются мутациями перехода AT в GC . [5] У бактерии Escherichia coli дефицит тимина также оказался мутагенным и вызывал переходы AT в GC. [6]

Теоретические аспекты

В марте 2015 года ученые НАСА сообщили , что впервые сложные органические соединения ДНК и РНК жизни , включая урацил , цитозин и тимин, были сформированы в лабораторных условиях в условиях открытого космоса с использованием исходных химических веществ, таких как пиримидин , обнаруженный в метеоритах . Пиримидин, как и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), еще одно богатое углеродом соединение, могло образоваться в красных гигантах или в межзвездных пылевых и газовых облаках, по мнению ученых. [7] Тимин не был обнаружен в метеоритах, что говорит о том, что первым цепям ДНК пришлось искать в другом месте, чтобы получить этот строительный блок. Тимин, вероятно, образовался в некоторых родительских телах метеоритов, но, возможно, не сохранился в этих телах из-за реакции окисления с перекисью водорода . [8]

Синтез

Лабораторный синтез

Тимин был впервые получен путем гидролиза соответствующего нуклеозида , полученного из природных источников. Интерес к его прямому химическому синтезу начался в начале 1900-х годов: Эмиль Фишер опубликовал метод, начинающийся с мочевины , но более практичный синтез использовал метилизотиомочевину в реакции конденсации с этилформилпропионатом, за которым следовал гидролиз промежуточного пиримидина: [9]

Было разработано много других методов приготовления, включая оптимизированные условия, позволяющие использовать мочевину непосредственно в реакции, показанной выше, предпочтительно с метилформилпропионатом. [10]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Dannenfelser, R.-M.; Yalkowsky, SH (декабрь 1991 г.). "База данных по растворимости в воде органических неэлектролитов". Science of the Total Environment . 109 (C): 625–628. Bibcode : 1991ScTEn.109..625D. doi : 10.1016/0048-9697(91)90214-Y . Получено 14.11.2021 .
  2. ^ Альбрехт, Коссель ; Нойманн, Альберт (октябрь – декабрь 1893 г.). «Ueber das Thymin, ein Spaltungsproduct der Nucleïnsäure» [О тимине, продукте расщепления нуклеиновой кислоты]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 26 (3): 2753–2756. дои : 10.1002/cber.18930260379 . Проверено 14 ноября 2021 г. п. 2754: Wir bezeichnen diese Substanz als Thymin. [Мы обозначаем это вещество как тимин.]
  3. ^ Хофрейтер, Майкл; Серр, Дэвид; Пойнар, Хенрик Н .; Куч, Мелани; Пяабо, Сванте (1 мая 2001 г.). «Древняя ДНК». Обзоры природы Генетика . 2 (5): 353–359. дои : 10.1038/35072071. PMID  11331901. S2CID  205016024.
  4. ^ Бернстайн, Кэрол; Бернстайн, Харрис; Муфти, Сирадж; Штром, Барбара (октябрь 1972 г.). «Стимулирование мутации в фаге Т 4 повреждениями гена 32 и дисбалансом тимидина». Mutat. Res. 16 (2): 113–119. doi :10.1016/0027-5107(72)90171-6. PMID  4561494.
  5. ^ Смит, М. Дайан; Грин, Рональд Р.; Рипли, Линн С.; Дрейк, Джон У. (июль 1973 г.). «Мутагенез без тимина в бактериофаге Т4». Генетика . 74 (3): 393–403. doi :10.1093/genetics/74.3.393. PMC 1212957 . PMID  4270369. 
  6. ^ Deutch, Charles E.; Pauling, Crellin (сентябрь 1974 г.). «Безтиминовый мутагенез в Escherichia coli». J. Bacteriol. 119 (3): 861–7. doi :10.1128/JB.119.3.861-867.1974. PMC 245692 . PMID  4605383.  
  7. ^ Марлер, Рут (2015-03-03). «NASA Ames воспроизводит строительные блоки жизни в лаборатории». www.nasa.gov . NASA . Архивировано из оригинала 2015-03-05 . Получено 2021-11-15 .
  8. ^ Таскер, Элизабет (10.11.2016). «Пришли ли семена жизни из космоса?». blogs.scientificamerican.com . Scientific American . Получено 24.11.2016 .
  9. ^ Уилер, HI; Мерриам, HF (1903). «О некоторых продуктах конденсации псевдотиомочевин: синтез урацила, тимина и подобных соединений». American Chemical Journal . 29 (5): 478–492.
  10. ^ Го, Сянхай; Шэнь, Цзясян (2014). «Экологически безопасный подход к синтезу тимина через гидроформилирование метилакрилата». Monatshefte für Chemie - Chemical Monthly . 145 (4): 657–661. doi :10.1007/s00706-013-1128-y. S2CID  97367180.

Внешние ссылки