Deoksitimidin je pogostejše ime 1- (2-deoksi-β-D-ribofuranozil) -5-metiluracila. Pogosto se uporablja tudi ime timidin. Deoksitimidin je pomembna sestavina DNA (deoksiribonukleinska kislina).
Kaj je deoksitimidin?
Deoksitimidin je nukleozid z molekulsko formulo C10H14N2O5. Nukleozid je molekula, sestavljena iz tako imenovane nukleobaze in monosaharida, pentoze. Deoksitimidin je bil eden prvih gradnikov DNK, ki so ga odkrili. Zato so DNK sprva imenovali tudi timidilna kislina. Šele mnogo kasneje je bil preimenovan deoksiribonukleinska kislina. Vendar timidin ni samo nukleozid DNA, ampak tudi nukleozid tRNA. TRNA je prenosna RNA. Kemično je deoksitimidin sestavljen iz osnovnega timina in monosaharida deoksiriboze. Oba obročna sistema sta povezana z N-glikozidno vezjo. Tako se osnova lahko v molekuli prosto vrti. Kot vsi nukleozidi pirimidina je tudi deoksitimidin kislinsko stabilen.
Funkcija, delovanje in vloge
Deoksitimidin je nukleozid, ki nastane iz timina in deoksiriboze. Tako je spojina nukleinske baze (timin) in pentoze (deoksiriboza). Ta spojina je osnovni gradnik nukleinska kislina. Nukleinska kislina je tako imenovani heteropolimer. Sestavljen je iz več nukleotidov, povezanih med seboj fosfat estri. S kemičnim postopkom fosforilacije se nukleozidi naberejo v nukleotide. Med fosforilacijo se skupine fosfatov ali pirofosfatov prenesejo na ciljno molekulo, v tem primeru na nukleotide. Nukleozidni deoksitimidin spada med organske baze (nukleinske baze) timin. V tej obliki deoksitimidin deluje kot osnovni gradnik DNA. DNA je velika molekula, ki je zelo bogata z fosfor in dušik. Deluje kot nosilec genskih informacij. DNA je sestavljena iz dveh enojnih verig. Ti tečejo v nasprotnih smereh. Oblika teh pramenov spominja na vrvno lestev, kar pomeni, da so posamezni prameni povezani z nekakšno lopatico. Te lopatice nastanejo iz dveh organskih baze v vsakem primeru. Poleg timina obstajajo tudi baze adenin, citozin in gvanin. Timin vedno tvori vez z adeninom. Dva vodik med njima nastanejo obveznice baze. DNA se nahaja v jedrih somatskih celic. Naloga DNK in s tem tudi naloga deoksitimidina je shranjevanje dednih informacij. Prav tako kodira biosintezo beljakovin in s tem do neke mere "načrt" ustreznega živega organizma. To vpliva na vse procese v telesu. Motnje znotraj DNK torej tudi vodi do resnih motenj v telesu.
Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne vrednosti
V osnovi je deoksitimidin sestavljen samo iz ogljika, vodik, dušik in kisik. Telo bi lahko tudi samo sintetiziralo nukleozide. Vendar pa je sinteza precej zapletena in zelo dolgotrajna, zato se na ta način proizvaja le del deoksitimidina. Da bi prihranilo energijo, se telo tukaj nekako reciklira in uporablja tako imenovano reševalno pot. Purini nastanejo med razgradnjo nukleinska kislina. Z različnimi kemičnimi postopki lahko iz teh purinskih baz pridobimo nukleotide in s tem nukleozide.
Bolezni in motnje
Poškodba DNK lahko nastane kot posledica okvare deoksitimidina. Možni vzroki za poškodbe DNA so pomanjkljivi presnovni procesi, kemične snovi ali ionizirajoče sevanje. Ionizirajoče sevanje vključuje na primer UV sevanje. Ena od bolezni, pri kateri ima DNK pomembno vlogo, je rak. Vsak dan se v človeškem telesu razmnoži na desetine milijonov celic. Za nemoteno razmnoževanje je pomembno, da je DNK nepoškodovana, popolna in brez napak. Šele nato se lahko vse ustrezne genetske informacije posredujejo hčerinskim celicam. Dejavniki, kot so UV sevanje, kemikalije, prosti radikali ali visokoenergijsko sevanje lahko poškodujejo ne samo celično tkivo, ampak tudi vodi do napak pri podvajanju DNK med delitvijo celic. Zaradi tega genske informacije vsebujejo napačne informacije. Običajno imajo celice mehanizem za popravilo. To pomeni, da je manjšo škodo na genskem materialu mogoče dejansko popraviti. Lahko pa se zgodi, da se škoda prenese na hčerinske celice. To imenujemo tudi mutacije genskega materiala. Če v DNK najdemo preveč mutacij, zdrave celice običajno sprožijo programirano celično smrt (apoptozo) in se uničijo. To preprečuje nadaljnje širjenje škode na genskem materialu. Smrt celic sprožijo različne signalne naprave. Zdi se, da ima škoda na teh pretvornikih signala pomembno vlogo rak razvoj. Če se ne odzovejo, se celice ne uničijo same in poškodbe DNK se prenašajo iz generacije celic v generacije celic. Zdi se, da sta timin in s tem deoksitimidin še posebej pomembna pri predelavi UV sevanje. UV sevanje lahko vodi na mutacije DNA, kot smo že omenili. Poškodbe CPD so še posebej pogoste zaradi UV sevanja. Pri teh poškodbah CPD se dva gradnika timina običajno združita v tako imenovani dimer in tvorita trdno enoto. Posledično DNK ni več mogoče pravilno prebrati in celica umre ali, v najslabšem primeru, koža rak razvija. Ta postopek se zaključi samo eno pikosekundo po tem absorpcija UV žarkov. Da pa se to lahko zgodi, morajo biti baze timina prisotne v določeni ureditvi. Ker to ni tako pogosto, je škoda zaradi UV sevanja še vedno omejena. Če pa je genom izkrivljen tako, da je več timinov v pravilni razporeditvi, pride tudi do večjega nastajanja dimerov in s tem do večje škode v DNA.
