Deoxythymidin je běžnější název 1- (2-deoxy-p-D-ribofuranosyl) -5-methyluracilu. Název thymidin je také běžně používaný. Deoxythymidin je důležitou složkou DNA (deoxyribonukleová kyselina).
Co je deoxythymidin?
Deoxythymidin je nukleosid s molekulárním vzorcem C10H14N2O5. Nukleosid je molekula skládající se z takzvané nukleobáze a monosacharidu, pentózy. Deoxythymidin byl jedním z prvních stavebních kamenů DNA, který se objevil. Proto se DNA původně také říkalo kyselina thymidylová. Teprve mnohem později byl přejmenován deoxyribonukleová kyselina. Thymidin však není pouze nukleosidem DNA, ale také nukleosidem tRNA. TRNA je přenosová RNA. Chemicky sestává deoxythymidin ze báze thyminu a monosacharidu deoxyribózy. Oba kruhové systémy jsou spojeny N-glykosidovou vazbou. Báze se tedy může v molekule volně otáčet. Jako všechny pyrimidinové nukleosidy je i deoxythymidin stabilní vůči kyselinám.
Funkce, akce a role
Deoxythymidin je nukleosid vytvořený z thyminu a deoxyribózy. Jedná se tedy o sloučeninu nukleové báze (thyminu) a pentózy (deoxyribózy). Tato sloučenina tvoří základní stavební kámen nukleové kyseliny. Nukleová kyselina je takzvaný heteropolymer. Skládá se z několika nukleotidů spojených dohromady pomocí fosfát estery. Chemickým procesem fosforylace jsou nukleosidy zabudovány do nukleotidů. Během fosforylace jsou skupiny fosfátů nebo pyrofosforečnanů přeneseny na cílovou molekulu, v tomto případě na nukleotidy. Nukleosid deoxythymidin patří do organické báze (nukleové báze) thyminu. V této formě funguje deoxythymidin jako základní stavební kámen DNA. DNA je velká molekula, na kterou je velmi bohatá fosfor a dusík. Funguje jako nosič genetické informace. DNA se skládá ze dvou jednoduchých řetězců. Ty běží opačným směrem. Tvar těchto pramenů připomíná provazový žebřík, což znamená, že jednotlivé prameny jsou spojeny jakýmsi nosníkem. Tyto nosníky jsou tvořeny ze dvou organických látek základy v každém případě. Kromě tyminu existují také základy adenin, cytosin a guanin. Tymin vždy vytváří vazbu s adeninem. Dva vodík mezi nimi se vytvářejí vazby základy. DNA se nachází v jádrech somatických buněk. Úkolem DNA, a tedy také úkolem deoxythymidinu, je uchovávat dědičné informace. Také kóduje proteinovou biosyntézu, a tedy do určité míry „plán“ příslušného živého organismu. Tím jsou ovlivněny všechny procesy v těle. Poruchy v DNA proto také vést vážným poruchám v těle.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
V zásadě se deoxythymidin skládá pouze z uhlík, vodík, dusík a kyslík. Tělo by také dokázalo syntetizovat nukleosidy samo. Syntéza je však poměrně složitá a velmi časově náročná, takže se tímto způsobem vyrábí pouze část deoxythymidinu. Za účelem úspory energie se zde tělo nějakým způsobem recykluje a využívá takzvanou záchrannou cestu. Puriny se tvoří během rozpadu nukleové kyseliny. Pomocí různých chemických procesů lze z těchto purinových bází získat nukleotidy, a tedy nukleosidy.
Nemoci a poruchy
K poškození DNA může dojít v důsledku poškození deoxythymidinu. Možné příčiny poškození DNA zahrnují vadné metabolické procesy, chemické látky nebo ionizující záření. Ionizující záření zahrnuje například UV záření. Jednou z chorob, při které hraje DNA důležitou roli, je rakovina. Každý den se v lidském těle množí desítky milionů buněk. Pro hladkou reprodukci je důležité, aby byla DNA nepoškozená, úplná a bez chyb. Teprve poté mohou být všechny příslušné genetické informace předány dceřiným buňkám. Faktory jako UV záření, chemikálie, volné radikály nebo vysokoenergetické záření mohou nejen poškodit buněčnou tkáň, ale také vést k chybám při duplikaci DNA během dělení buněk. Výsledkem je, že genetická informace obsahuje chybné informace. Za normálních okolností mají buňky opravný mechanismus. To znamená, že drobné poškození genetického materiálu lze skutečně opravit. Může se však stát, že poškození bude přeneseno na dceřiné buňky. Toto se také označuje jako mutace genetického materiálu. Pokud je v DNA nalezeno příliš mnoho mutací, zdravé buňky obvykle iniciují programovanou buněčnou smrt (apoptózu) a ničí se. To zabrání dalšímu šíření poškození genetického materiálu. Smrt buňky je iniciována různými signalizačními zařízeními. Zdá se, že poškození těchto převodníků signálu hraje důležitou roli v rakovina rozvoj. Pokud nereagují, buňky se neničí a poškození DNA se přenáší z generace buněk na generaci buněk. Tymin, a tedy deoxythymidin, se jeví jako zvláště významný při zpracování UV záření. UV záření může vést k mutacím DNA, jak již bylo zmíněno. Poškození CPD je obzvláště časté v důsledku UV záření. U těchto poškození CPD se dva stavební bloky thyminu obvykle spojí a vytvoří takzvaný dimer a vytvoří pevnou jednotku. Výsledkem je, že DNA již nelze správně číst a buňka zemře, nebo v nejhorším případě kůže rakovina se vyvíjí. Tento proces je dokončen pouhou jednu pikosekundu poté vstřebávání UV paprsků. K tomu však musí být přítomny tyminové báze ve zvláštním uspořádání. Jelikož tomu tak často není, jsou škody způsobené UV zářením stále omezené. Pokud je však genom zkreslený, takže je více tyminů ve správném uspořádání, dochází také ke zvýšené tvorbě dimerů a tím k většímu poškození v DNA.
