Deoxytymidín je bežnejší názov 1- (2-deoxy-p-D-ribofuranozyl) -5-metyluracilu. Názov tymidín sa tiež bežne používa. Deoxytymidín je dôležitou súčasťou DNA (deoxyribonukleová kyselina).
Čo je deoxytymidín?
Deoxytymidín je nukleozid s molekulovým vzorcom C10H14N2O5. Nukleozid je molekula pozostávajúca z takzvanej nukleobázy a monosacharidu, pentózy. Deoxytymidín bol jedným z prvých stavebných kameňov DNA, ktoré sa objavili. Z tohto dôvodu sa DNA pôvodne nazývala aj kyselina tymidylová. Až oveľa neskôr bola premenovaná deoxyribonukleová kyselina. Tymidín však nie je len nukleozid DNA, ale aj nukleozid tRNA. TRNA je prenosová RNA. Chemicky deoxytymidín pozostáva z bázického tymínu a monosacharidu deoxyribózy. Oba kruhové systémy sú spojené N-glykozidovou väzbou. Báza sa teda môže v molekule voľne otáčať. Rovnako ako všetky pyrimidínové nukleozidy je aj deoxytymidín stabilný v kyslom prostredí.
Funkcia, činnosť a roly
Deoxytymidín je nukleozid tvorený tymínom a deoxyribózou. Ide teda o zlúčeninu nukleovej bázy (tymín) a pentózy (deoxyribóza). Táto zlúčenina tvorí základný stavebný kameň zložky nukleové kyseliny. Nukleová kyselina je takzvaný heteropolymér. Skladá sa z niekoľkých nukleotidov navzájom spojených fosfát estery. Chemickým procesom fosforylácie sa nukleozidy vytvárajú z nukleotidov. Počas fosforylácie sa skupiny fosfátov alebo pyrofosfátov prevedú na cieľovú molekulu, v tomto prípade na nukleotidy. Nukleozid deoxytymidín patrí do organickej bázy (nukleovej bázy) tymínu. V tejto forme funguje deoxytymidín ako základný stavebný kameň DNA. DNA je veľká molekula, ktorá je veľmi bohatá na fosfor a dusík. Funguje ako nosič genetickej informácie. DNA je tvorená dvoma jednoduchými vláknami. Tie prebiehajú opačným smerom. Tvar týchto prameňov pripomína lanový rebrík, čo znamená, že jednotlivé pramene sú spojené akýmsi rahnom. Tieto spary sú tvorené z dvoch organických látok základy v každom prípade. Okrem tymínu existujú aj základy adenín, cytozín a guanín. Tymín vždy vytvára väzbu s adenínom. Dva vodík medzi nimi vznikajú väzby základy. DNA sa nachádza v jadrách somatických buniek. Úlohou DNA, a teda aj úlohou deoxytymidínu, je uchovávať dedičné informácie. Tiež kóduje biosyntézu bielkovín, a tým do istej miery „plán“ príslušného živého organizmu. Týmto sú ovplyvnené všetky procesy v tele. Poruchy v DNA preto tiež viesť k vážnym poruchám v tele.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
V zásade deoxytymidín pozostáva iba z uhlík, vodík, dusík a kyslík. Telo by tiež dokázalo syntetizovať nukleozidy samo. Syntéza je však dosť zložitá a veľmi časovo náročná, takže sa týmto spôsobom vyrába iba časť deoxytymidínu. Za účelom úspory energie sa tu telo nejako recykluje a využíva takzvanú záchrannú cestu. Puriníny sa tvoria počas štiepenia nukleové kyseliny. Pomocou rôznych chemických procesov je možné z týchto purínových báz získať nukleotidy, a teda nukleozidy.
Choroby a poruchy
K poškodeniu DNA môže dôjsť v dôsledku poškodenia deoxytymidínu. Možné príčiny poškodenia DNA zahŕňajú chybné metabolické procesy, chemické látky alebo ionizujúce žiarenie. Ionizujúce žiarenie zahŕňa napríklad UV žiarenie. Jednou z chorôb, pri ktorej hrá DNA dôležitú úlohu, je rakovina. V ľudskom tele sa každý deň množia desiatky miliónov buniek. Pre hladkú reprodukciu je dôležité, aby bola DNA nepoškodená, úplná a bez chýb. Iba potom je možné preniesť všetky príslušné genetické informácie do dcérskych buniek. Faktory ako napr UV žiareniechemikálie, voľné radikály alebo žiarenie vysokej energie môžu nielen poškodiť bunkové tkanivo, ale aj viesť k chybám pri duplikácii DNA počas delenia buniek. Výsledkom je, že genetická informácia obsahuje chybné informácie. Bunky majú obvykle opravný mechanizmus. To znamená, že malé poškodenie genetického materiálu je možné skutočne opraviť. Môže sa však stať, že sa poškodenie prenesie na dcérske bunky. Toto sa tiež nazýva mutácia genetického materiálu. Ak sa v DNA nájde príliš veľa mutácií, zdravé bunky zvyčajne iniciujú programovanú smrť buniek (apoptózu) a ničia sa. To zabráni ďalšiemu šíreniu poškodenia genetického materiálu. Bunková smrť je iniciovaná rôznymi signalizačnými zariadeniami. Zdá sa, že poškodenie týchto signálnych prevodníkov hrá dôležitú úlohu v rakovina rozvoja. Ak nereagujú, bunky sa neničia a poškodenie DNA sa prenáša z bunkovej generácie na bunkovú generáciu. Tymín, a teda deoxytymidín, sa javí ako obzvlášť významný pri spracovaní UV žiarenie. UV žiarenie môže viesť k mutáciám DNA, ako už bolo spomenuté. Poškodenie CPD je obzvlášť časté v dôsledku UV žiarenia. Pri týchto poškodeniach CPD sa dva stavebné bloky tymínu zvyčajne spoja, aby vytvorili takzvaný dimér a vytvorili pevnú jednotku. Výsledkom je, že DNA sa už nedá správne prečítať a bunka zomrie, alebo v najhoršom prípade koža rakovina sa vyvíja. Tento proces je dokončený iba jednu pikosekundu po vstrebávanie UV lúčov. Aby sa tak stalo, musia byť tymínové bázy prítomné v špecifickom usporiadaní. Pretože to tak často nie je, škody spôsobené UV žiarením sú stále obmedzené. Ak je však genóm skreslený tak, že je viac tymínov v správnom usporiadaní, dochádza tiež k zvýšenej tvorbe dimérov a tým k väčšiemu poškodeniu DNA.
