ריבותימידין

בְּ ריבותימידין זהו נוקלאוזיד שהוא מרכיב של tRNA ו- rRNA. ככאלה, זה ממלא תפקיד חשוב בתהליכים מטבוליים רבים.

מה זה ריבוטימידין?

ריבוטימידין נמצא גם תחת השם 5-מתיל -ורידין ידוע. זהו גרעין. נוקלאוזידים הם מולקולות בודדות של tRNA ו- rRNA המופיעים בתאים.

ה- DNA של ה- tRNA או ההעברה הוא כמו כלי המשמש לתרגום ה- DNA לשרשראות חומצות אמיניות. כל מולקולת ריבוטימידין מורכבת משני אבני בניין: מולקולת סוכר ובסיס גרעיני. מולקולת הסוכר היא β-D-ribofuranose, אשר בין היתר מורכב מחמישה אטומי פחמן. מסיבה זו, הביולוגיה מכנה גם β-D-ribofuranose פנטוזה, על שם המילה היוונית "חמש". המבנה הבסיסי של המולקולה הוא גם טבעת סגורה ומחומשת. המרכיב השני של ריבוטימידין הוא תימין.

תימין הוא בסיס גרעיני והוא גם חלק חשוב מה- DNA האנושי, המאגר מידע גנטי. יחד עם אדנין, התימין מהווה זוג בסיס. אטום N1 של תימין משלב עם אטום C1 של β-D-ribofuranose. הנוסחה המולקולרית של ריבוטימידין היא C10H14N2O6.

פונקציה, אפקט ומשימות

ריבותימידין ושלושה סוגים נוספים של נוקלאוזידים מהווים את ה- tRNA ואת ה- rRNA. ה- tRNA הוא העברת חומצה ריבונוקלעית. זה עוזר בתרגום, בתרגום הביולוגי של DNA לשרשראות חלבון. התרגום תלוי בעותק של הגנים.

עותק זה הוא ה- RNA או ה- mRNA של המסנג'ר. בדומה לחומצה deoxyribonucleic (DNA), זו סוג של אחסון נתונים ביולוגי. ה- mRNA נוצר בתוך גרעין התא. זהו עותק מדויק של ה- DNA, שלעולם לא יוצא מגרעין התא. אנזימים מומחים אחראים להעתקה; במקום deoxyribose הסוכר, הם משתמשים ברבוז הסוכר עבור ה- mRNA. ה- mRNA המוגמר נודד מתוך גרעין התא ובכך מעביר את המידע הגנטי לשאר התא האנושי. ריבוזום כביכול מתרגם את המידע ב- mRNA לשכבת חלבונים. שרשרת החלבונים מורכבת מחומצות אמינו שונות.

יש בסך הכל עשרים חומצות אמינו שונות המרכיבות את כל מולקולות החלבון המורכבות יותר. שלישייה כביכול, כלומר שלושה זוגות בסיסים של DNA או RNA, מקודדת באופן ברור לחומצה אמינית מסוימת. על מנת שהריבוזום יבצע את עבודתו הוא זקוק ל- tRNA שהוא שרשרת קצרה של RNA. ה- tRNA מעביר חומצות אמינו. לשם כך, ה- tRNA קושר חומצה אמינית לקצה האחד ורצועה עם הקצה השני לשלישייה המתאימה.

ה- tRNA מחבר כעת את ה- mRNA ואת חומצת האמינו כמו סיכה. הריבוזום מביא את ה- tRNA העמוס למצב, בזה אחר זה. חומצות האמינו משתלבות זו בזו בתהליכים ביוכימיים. הריבוזום מחליק שלישייה אחת וה- tRNA נפרד מחומצת האמינו מצד אחד ומה- mRNA מצד שני. ה- tRNA הריק יכול כעת להיקשר למולקולה חדשה של חומצות אמינו ולהחזיר את אבן הבניין החדשה לתרגום.

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

Ribothymidine נמצא בדרך כלל במצב מוצק. גוף האדם יכול לסנתז את ריבותימידין על ידי שילוב של מולקולת סוכר (ריבוז) עם נוקלאובאז. בעוד ש- DNA מורכב מארבעת הבסיסים אדנין, גואנין, ציטוזין ותימין, אורציל מחליף תימין כבסיס רביעי ב- RNA. אורציל דומה מאוד לתמין. מבחינת המבנה המולקולרי שלהם, השניים נבדלים זה מזה רק בקבוצה יחידה אחת (H3C).

שתיהן שייכות לבסיסי הפירימידין, שהמבנה הבסיסי שלה מהווה טבעת פירימידין. זהו מבנה סגור בצורת טבעת עם שש פינות ושני אטומי חנקן. אף על פי שהרבוטימידין ונוקלאוזידים אחרים ידועים בביולוגיה בעיקר כמרכיב ב- RNA, זה ממלא גם תפקיד בתהליכים ביולוגיים אחרים, שכן הוא מתרחש גם כאבן בניין במקרומולקולות.

מחלות והפרעות

מחלות שיכולות להופיע בקשר עם ריבוטימידין הן, למשל, מומים גנטיים. קרינה, חומרים כימיים ואור UV יכולים כולם להגדיל את הסיכוי למוטציות.

מוטציה היא שגיאה במידע הגנטי שפוגעת בגדול ה- DNA. נזק כזה קורה כל הזמן בגוף האדם וככלל אנזימים מסוימים מגלים ומתקנים חריגות כאלו. אולם לעיתים הם מתעלמים משגיאות או אינם יכולים לתקן אותם נכון או רק באופן חלקי. אם מנגנון ההרס העצמי של התא נכשל, הוא משכפל ובכך מפיץ את המידע הגנטי הלקוי. הפרעות מסוג זה כוללות, למשל, עירוב או החלפת גרעינים. כתוצאה מכך הגנים מקודדים מידע שגוי ובנסיבות מסוימות משבשים תהליכים מטבוליים מרכזיים.

תלוי היכן ב- DNA או RNA שגיאה כזו מתרחשת, ההשפעות יכולות להיות שונות מאוד. ה- tRNA, בו ריבוטימידין מופיע כאחד מארבעה נוקלאוזידים, יכול גם להיות נתון לשגיאות. אם הסינתזה של ribothymidine לקויה, למשל, התרגום עלול להיפגע. תרגום הוא התהליך שמתרגם מידע גנטי לחלבונים. בפרט טעויות בקצוות חתיכת ה- tRNA עלולות לגרום לכך שה- tRNA כבר לא יוכל להיקשר נכון ל- mRNA או לחומצת האמינו שהיא אמורה להעביר.