Timin je eden od štirih nukleinskih baze da pobotati se Verige DNA, sedež genskih informacij. Komplementarna osnova v dvojni vijačnici je vedno adenin. Kemično gre za heterociklično aromatsko spojino s pirimidinsko hrbtenico. Poleg tega, da timin služi kot nukleinska baza v DNA za kodiranje aminokislinskega zaporedja za sintezo beljakovin, ima timin vlogo v telesni presnovi kot sestavina nekaterih bioaktivnih nukleotidov.
Kaj je timin?
Osnovno strukturo timina tvori heterociklični aromatski šestčlenski obroč, hrbtenica pirimidina. Timin je eden od skupno 4 nukleinskih baze da pobotati se Verige DNA. Strogo gledano gre za nukleotid timina. Najprej dodamo molekulo deoksiriboze, tako da iz nukleinske baze nastane nukleozid deoksitimidin. Dodaten dodatek enega do treh fosfat skupine nato pretvorijo nukleozid v nukleotidni deoksitimidin monofosfat (dTMP), deoksitimidin difosfat (dTDP) ali deoksitimidin trifosfat (dTTP). Timin se običajno ne pojavlja v RNA, ker ga tamin nadomesti nukleinsko bazični uracil. V RNA je uracil komplementarna baza adeninu. Vendar se timin pojavlja kot poseben glikozid (ribotimidin) s priloženim riboza molekula v prenosni RNA (tRNA). Kemična molekulska formula C5H5N2O2 kaže, da je timin sestavljen izključno iz ogljika, vodik, dušikin kisik, snovi, ki so povsod prisotne. Ni redko minerali or elementi v sledovih sodelujejo v sestavi timina. Telo telo prednostno pridobiva s presnovo beljakovin ki vsebujejo timin ali timidin. Timiin se lahko s telesno presnovo popolnoma razgradi do ogljika dioksid in vode.
Funkcija, učinki in vloge
Glavna naloga timina je, da je prisoten v enem izmed pramenov dvojne vijačnice DNA na vsakem od določenih mest in da tvori vez z komplementarno nukleinsko bazo adenin prek dvosmerne poti vodik obveznica. Za izpolnitev svoje glavne naloge timin ne posega neposredno v metabolizem, temveč skupaj z ostalimi tremi nukleini baze določa le s svojim položajem na ustreznem odseku dvojne vijačne verige, ki aminokisline so sestavljeni v beljakovin in v katerem vrstnem redu. Po kopiranju ustreznega odseka osnovnega veriga DNA, tako imenovane messenger RNA (mRNA), se ta prenese iz jedra celice v citoplazmo. V citoplazmi prevod baznih zaporedij v vrsto in zaporedje aminokisline, ki se preko peptidnih vezi sestavijo v predvideni protein, poteka na ribosomi. Delovanje in naloge timina ali deoksitimidina v presnovi niso natančno znani. Pri poskusih na živalih timin uprava se je izkazalo za izboljšanje kri šteje v pogubno anemija, anemija, ki jo povzroča pomanjkanje B12. Verjetno je pomanjkanje vitamina B12 je lahko povezano z motnjo v sintezi nukleozidov.
Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne ravni
Telo lahko po potrebi sintetizira timin. Ker pa je sinteza mukotrpna in energetsko zahtevna, dobimo veliko večino nukleinske baze z neko obliko recikliranja izrabljenih timinskih ali timidinskih spojin ali z razgradnjo beljakovin ki vsebujejo timin ali timidin. Ta pot sinteze je znana kot Salvage Pathway. Sledi, kadar to pomeni, da mora telo porabiti manj energije za razgradnjo višjega molekule kot na biosintezo. Timin tvori sijoče kristale v obliki igle ali prizme, ki ključi grenak in ga lahko raztopimo v vročem vode, a komaj v alkohol or eter. Ker osnovno strukturo timina sestavlja šestčlenski obroč, se lahko timin pojavi v šestih različnih tavtomerih, vsak z enako kemijsko formulo, vendar z drugačno razporeditvijo dvojnih vezi in / ali vezanih skupin oz. molekule. Ker se nukleinska baza v organizmu skoraj ne pojavlja v prosti obliki, ni optimalne ravni oz koncentracija to bi lahko šteli za referenčno vrednost za patološka odstopanja in motnje. Po drugi strani pa timin služi kot baza zdravil za proizvodnjo droge uporablja za zdravljenje nekaterih virusnih bolezni, kot so AIDS in hepatitis B.
Bolezni in motnje
Med ustvarjanjem kopij verig DNA v obliki tvorbe mRNA se lahko pojavijo napake, kot so prepogosta replikacija tripleta, zaporedje treh nukleinskih baz, ki določajo vrsto aminokisline, ali pa pride do izgube zaporedje ali pa obstaja točkovna mutacija s potencialno resnimi posledicami. Skupno vsem težavam, ki nastanejo pri ustvarjanju mRNA, je, da napake ne povzročajo same nukleinske baze. Vendar pa samo timin predstavlja določeno izjemo, ker je dovzeten za mutacijo DNA pod vplivom UV svetlobe. Ko sta dve osnovi timina neposredno sosednji na verigi DNA, lahko pod vplivom UV svetlobe (sončne svetlobe) metilne skupine (skupina CH3) tvorijo stabilno vez z ustreznim sosednjim timinom, kar ima za posledico dimer, ki kemično ustreza derivatu ciklobutan. DNA se tako na tej točki spremeni, tako da nastane skrajšana različica z manj bazami DNA, ko se replicira veriga DNA. Če pride do transkripcije, se napaka, ki je bila predhodno kopirana iz mRNA, prevede v napačno aminokislinsko zaporedje. Nato nastane modificiran protein, ki v najslabšem primeru nima biološke aktivnosti ali je nestabilen in se takoj spet presnovi. To je gen mutacija, ki je pretežno opažena pri koža celice, izpostavljene neposredni sončni svetlobi. Zato strokovnjaki razpravljajo o tem, ali lahko takšni dimerji povzročajo koža rak.
