Uracil

Uracil là một cơ sở nucleic tạo thành một cặp bazơ với adenin trong ARN và tạo thành phần đối chiếu với thymin có cấu trúc tương tự trong ADN.

Uracil là một hợp chất thơm, dị vòng có vòng sáu cạnh bao gồm một bộ xương pyrimidine đã biến đổi. Trong RNA, uracil hiện diện ở dạng uridine, tức là nucleoside được liên kết với phân tử ribose thông qua liên kết n-glycosidic và, giống như thymine, tạo thành hai liên kết hydro với base bổ sung adenine.

Uracil là gì

Uracil là một trong bốn nucleobase tạo nên các sợi RNA của bộ gen. Uracil thay thế thymine nucleobase có cấu tạo tương tự của DNA.

Uracil là một hợp chất thơm, dị vòng với vòng pyrimidine sáu cạnh đã được sửa đổi làm cấu trúc cơ bản của nó. Trong RNA, uracil hiện diện dưới dạng nucleoside, được gọi là uridine. Giống như thymidine trong DNA, uridine hình thành hai liên kết hydro với adenine bazơ bổ sung. Công thức hóa học C4H4N2O2 cho thấy uridine chỉ bao gồm cacbon, hydro, nitơ và oxy. Không có khoáng chất hoặc nguyên tố vi lượng hiếm cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp.

Giống như các nucleobase khác tạo nên bộ gen, cơ thể có thể tổng hợp uracil, nhưng thích thu được uracil từ các quá trình tái chế và từ sự phân hủy của một số protein được gọi là uracil ở dạng tinh khiết của nó hoặc chứa ở dạng nucleosidic như uridine hoặc thậm chí ở dạng phosphoryl hóa của uridine. Uridine có thể được phosphoryl hóa với một đến ba nhóm phosphate để tạo thành uridine mono- (UMP), uridine di (UDP) hoặc uridine triphosphate (UTP). Trong cơ thể, uridine chủ yếu xuất hiện như một thành phần của RNA hoặc ở dạng phosphoryl hóa của uridine.

Chức năng, tác dụng và nhiệm vụ

Chức năng chính của uracil là chiếm vị trí tương ứng của nó tại các vị trí đã định trong sợi cơ sở của RNA và kết nối với nucleobase adenine bổ sung thông qua liên kết hydro kép trong giai đoạn phiên mã hoặc dịch mã.

Đây là một trong những điều kiện tiên quyết để sợi cơ sở RNA tương ứng được mã hóa đúng cách và sau khi được sao chép bổ sung bởi cái gọi là RNA thông tin (mRNA), dẫn đến việc tổng hợp các protein di truyền liên quan đến việc chọn lọc và trình tự các axit amin. Protein bao gồm một chuỗi các axit amin tạo protein nhất định được liên kết với nhau thông qua liên kết peptit. Về mặt cấu trúc, chúng là các polypeptit, được gọi là protein hoặc protein từ một số 100 hoặc nhiều hơn các axit amin tham gia.

Điều này thực sự có nghĩa là nhiệm vụ chính của uracil hoặc uridine - cũng như của các nucleobase khác - bao gồm một vai trò thụ động. Uracil không tham gia tích cực vào các quá trình chuyển đổi sinh hóa. Vai trò có thể có của uridine hoặc của uridine được phosphoryl hóa với một đến ba nhóm phosphate như một thành phần của các enzym hoặc hormone chưa được biết đến.

Giáo dục, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu

Về nguyên tắc, cơ thể có khả năng tự tổng hợp uracil. Không cần chất cơ bản hiếm. Tuy nhiên, quá trình tổng hợp rất phức tạp và đòi hỏi nhiều năng lượng, do đó cơ thể thích lấy uracil và uridine bằng phương pháp xúc tác, thông qua việc phân hủy và tái tạo các chất khác có chứa bộ xương pyrimidine.

Cách đặc biệt này để lấy uracil, mà cơ thể cũng thích hợp để sản xuất hoạt tính sinh học của các axit nucleic khác, được gọi là con đường cứu cánh. Thuật ngữ này có thể được dịch tự do là tái chế và phục hồi. Vì cấu trúc cơ bản của uracil bao gồm một vòng sáu cạnh dị vòng, có thể có sáu đồng phân biến dạng khác nhau, khác nhau về cách sắp xếp của các phân tử hoặc nhóm phân tử trên vòng sáu ghi nhớ. Ở dạng điôxin với hai nguyên tử oxi không có nhóm OH, uracil tạo thành chất bột màu trắng chỉ nóng chảy ở nhiệt độ 341 độ C. Tầm quan trọng của các chất làm căng riêng lẻ trong quá trình trao đổi chất vẫn chưa được biết đến.

Nucleobase không xuất hiện ở dạng tự do trong cơ thể, mà chỉ ở dạng tích hợp, được phosphoryl hóa hoặc như một thành phần của RNA. Không tồn tại nồng độ tối ưu của uracil hoặc uridine hoặc một giá trị tham chiếu cho định nghĩa của một phạm vi bình thường. Vì uracil chỉ bao gồm carbon, oxy và hydro, cơ thể hoàn toàn có thể phân hủy hợp chất này thành carbon dioxide, ion amoni và axit oxopropanoic và loại bỏ nó mà không để lại bất kỳ chất cặn bã nào hoặc sử dụng các nhóm phân tử được giải phóng để tạo thành các chất khác.

Bệnh & Rối loạn

Một trong những mối nguy hiểm chính phát sinh liên quan đến uracil như một thành phần tích hợp của RNA là tạo ra các bản sao không chính xác của các sợi DNA hoặc RNA, điều này dẫn đến việc tổng hợp sai các protein dự kiến.

Trình tự lặp lại không chính xác của một số bộ ba axit nucleic nhất định, thiếu sót hoặc các sai sót khác dẫn đến các axit amin không mong muốn và / hoặc axit amin trong trình tự sai được liên kết với nhau thông qua liên kết peptit. Nếu cơ thể không thể sửa chữa lỗi bằng các phương án sửa chữa của riêng mình, các protein không hoạt động sinh hóa hoặc các hợp chất không ổn định được tạo ra sau đó sẽ bị cơ thể phân hủy và chuyển hóa trở lại. Tuy nhiên, những sai sót như vậy không phải do sự can thiệp tích cực của các nucleobase. Uracil quan trọng như một nguyên liệu thô để kết hợp thuốc với tegafur, một chất kìm tế bào để điều trị ung thư ruột kết.

Uracil hỗ trợ tác dụng của tác nhân kìm tế bào vì nó ức chế sự phân hủy của nó và do đó kéo dài thời gian tác dụng kìm tế bào. Trong các kết hợp thuốc khác, các dẫn xuất uracil như 5-fluoro-uracil và deoxyuridine được sử dụng như chất ức chế chuyển hóa axit folic trong ung thư đại trực tràng tiến triển. Thuốc kìm tế bào ức chế sự phát triển và nhân lên của các tế bào, nhưng không chỉ sự nhân lên của một số tế bào ung thư mà còn cả các tế bào của mô khỏe mạnh, do đó khi chúng được sử dụng, các tác dụng phụ không mong muốn sẽ gây ra thách thức.