Deoksütümidiin on 1- (2-deoksü-β-D-ribofuranosüül) -5-metüüluratsiili tavalisem nimetus. Nimi tümidiin on ka tavalises kasutuses. Deoksütümidiin on oluline DNA komponent (desoksüribonukleiinhape).
Mis on deoksütümidiin?
Deoksütümidiin on nukleosiid molekulvalemiga C10H14N2O5. Nukleosiid on molekul, mis koosneb nn nukleobaasist ja monosahhariidist pentoosist. Deoksütümidiin oli üks esimesi DNA ehitusmaterjale, mis avastati. Seetõttu nimetati DNA-d esialgu ka tümidüülhappeks. Alles palju hiljem nimetati see ümber desoksüribonukleiinhape. Tümidiin pole aga mitte ainult DNA, vaid ka tRNA nukleosiid. TRNA on ülekandev RNA. Keemiliselt koosneb deoksütümidiin tümiinalusest ja monosahhariiddeoksüriboosist. Mõlemad tsüklisüsteemid on ühendatud N-glükosiidsidemega. Seega saab alus molekulis vabalt pöörelda. Nagu kõik pürimidiini nukleosiidid, on ka deoksütümidiin happes stabiilne.
Funktsioon, tegevus ja rollid
Deoksütümidiin on tümiinist ja desoksüriboosist moodustunud nukleosiid. Seega on see nukleiinaluse (tümiini) ja pentoosi (deoksüriboosi) ühend. See ühend moodustab nukleiinhapped. Nukleiinhape on nn heteropolümeer. See koosneb mitmest nukleotiidist, mis on omavahel ühendatud fosfaat estrid. Fosforüülimise keemilise protsessi kaudu ehitatakse nukleosiidid nukleotiidideks. Fosforüülimise käigus viiakse fosfaatide või pürofosfaatide rühmad sihtmolekulile, antud juhul nukleotiididele. Nukleosiiddeoksütümidiin kuulub orgaanilise aluse (nukleiinaluse) tümiini hulka. Selles vormis toimib deoksütümidiin DNA põhilise ehitusmaterjalina. DNA on suur molekul, mis on väga rikas fosfor ja lämmastik. See toimib geneetilise teabe kandjana. DNA koosneb kahest üksikust ahelast. Need kulgevad vastassuunas. Nende kiudude kuju meenutab köisredelit, mis tähendab, et üksikud kiud on ühendatud mingi spariga. Need varred on moodustatud kahest orgaanilisest alused igal juhul. Lisaks tümiinile on olemas ka alused adeniin, tsütosiin ja guaniin. Tümiin moodustab alati sideme adeniiniga. Kaks vesinik nende kahe vahel moodustuvad sidemed alused. DNA asub somaatiliste rakkude tuumades. DNA ülesanne ja seega ka deoksütümidiini ülesanne on päriliku teabe salvestamine. See kodeerib ka valgu biosünteesi ja seega teatud määral ka vastava elusorganismi kavandit. See mõjutab kõiki kehas toimuvaid protsesse. Häired ka DNA-s viima tõsiste häireteni kehas.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
Põhimõtteliselt koosneb deoksütümidiin ainult süsinik, vesinik, lämmastik ja hapnik. Keha suudaks ka nukleosiide ise sünteesida. Kuid süntees on üsna keeruline ja väga aeganõudev, seega toodetakse sel viisil ainult osa deoksütümidiinist. Energia säästmiseks tegeleb keha siin omalaadse ringlussevõtuga ja kasutab nn päästeteed. Puriinid moodustuvad lagunemise ajal nukleiinhapped. Erinevate keemiliste protsesside abil saab nendest puriinalustest saada nukleotiide ja seega ka nukleosiide.
Haigused ja häired
DNA kahjustus võib tekkida desoksütümidiini kahjustuse tagajärjel. DNA kahjustuse võimalikeks põhjusteks on defektsed metaboolsed protsessid, keemilised ained või ioniseeriv kiirgus. Ioniseeriv kiirgus hõlmab näiteks UV-kiirgus. Üks haigus, milles DNA-l on oluline roll, on vähk. Iga päev paljuneb inimkehas kümneid miljoneid rakke. Sujuva paljunemise jaoks on oluline, et DNA oleks kahjustamata, täielik ja vigadeta. Alles seejärel saab kogu asjakohase geneetilise teabe edastada tütarrakkudele. Sellised tegurid nagu UV-kiirgus, kemikaalid, vabad radikaalid või suure energiaga kiirgus võivad kahjustada lisaks rakukoele ka viima rakkude jagunemise käigus DNA dubleerimisel tekkivate vigade suhtes. Selle tulemusena sisaldab geneetiline teave vigast teavet. Tavaliselt on rakkudel remondimehhanism. See tähendab, et geneetilise materjali väiksemaid kahjustusi saab tegelikult parandada. Kuid võib juhtuda, et kahju kandub edasi tütarrakkudele. Seda nimetatakse ka geneetilise materjali mutatsioonideks. Kui DNA-s leitakse liiga palju mutatsioone, algatavad terved rakud tavaliselt programmeeritud rakusurma (apoptoosi) ja hävitavad ennast. Selle eesmärk on vältida geneetilise materjali kahjustuste edasist levikut. Rakusurma algatavad erinevad signaalseadmed. Nende signaaliandurite kahjustused näivad mängivat olulist rolli vähk arengut. Kui nad ei reageeri, ei hävita rakud iseennast ja DNA kahjustus kandub edasi rakupõlvest rakupõlvkonda. Tümiin ja seega ka desoksütümidiin näivad olevat eriti olulised UV-kiirgus. UV-kiirgus võib viima DNA mutatsioonidele, nagu juba mainitud. CPD kahjustus on eriti levinud UV-kiirguse tagajärjel. Nende CPD kahjustuste korral moodustavad kaks tümiini ehitusplokki tavaliselt nn dimeeri ja moodustavad tahke üksuse. Seetõttu ei saa DNA-d enam õigesti lugeda ja rakk sureb või halvimal juhul nahk vähk areneb. See protsess on lõpule viidud vaid üks pikosekund pärast absorptsioon UV-kiirte. Selle juhtumiseks peavad tümiini alused siiski paiknema kindlas paigas. Kuna seda ei juhtu nii sageli, on UV-kiirguse tekitatud kahju endiselt piiratud. Kuid kui genoom on moonutatud nii, et rohkem tümüüne on õiges paigutuses, suureneb ka dimeeride moodustumine ja seega suurem kahjustus DNA-s.
