Γιατί το DNA έχει Θυμίνη και όχι Ουρακίλη;

Το DNA είναι ένα δίκλωνο μόριο, και όπως έδειξαν οι Watson, Crick και Franklin σχηματίζει μια διπλή έλικα. Οι δύο κλώνοι ενώνονται μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των αζωτούχων βάσεων που περιέχονται στα νουκλεοτίδια: η Αδενίνη ενώνεται μόνο με Θυμίνη, με 2 δεσμούς υδρογόνου, ενώ η Γουανίνη ενώνεται μόνο με Κυτοσίνη με 3 δεσμούς υδρογόνου.
Το  μόριο του RNA είναι κατά βάση μονόκλωνο και αντί της αζωτούχας βάσης Θυμίνης  περιέχει την Ουρακίλη (επίσης η πεντόζη στο RNA είναι ριβόζη αντί της δεσοξυριβόζης που περιέχεται στο DNA)

……  Οι αζωτούχες βάσεις, μπορεί να είναι είτε πουρίνες είτε πυριμιδίνες.
Τόσο οι πουρίνες όσο και οι πυριμιδίνες είναι κυκλικές αρωματικές ενώσεις που περιέχουν άτομα C, N, H. Παράγωγα της πουρίνης είναι η Αδενίνη και η Γουανίνη, ενώ παράγωγα πυριμιδίνης είναι η Κυτοσίνη, η Θυμίνη και η Ουρακίλη.
Όπως βλέπουμε από το σχήμα παρακάτω, κυτοσίνη, θυμίνη και ουρακίλη μοιάζουν αρκετά ως προς τη δομή. Ειδικότερα, η μόνη διαφορά της θυμίνης σε σχέση με την ουρακίλη είναι μια μεθυλομάδα στη θέση 5.

Δομή πουρίνης/ πυριμιδίνης και των αντίστοιχων παραγώγων τους A,G/ C,U,T

Για ποιο λόγο λοιπόν υπάρχει αυτή η διαφορά; Η εξήγηση βρίσκεται αν λάβουμε υπόψη μας τον κίνδυνο μετάλλαξης του DNA.
Μια μετάλλαξη στο DNA αφορά αλλαγές στην αλληλουχία βάσεών του. Ένας από τους πιο κοινούς μεταλλαξιγόνους παράγοντες είναι το νιτρώδες οξύ, HNO2. H ένωση αυτή αντιδρά με βάσεις που περιέχουν αμινομάδες (-ΝΗ2) και τους προκαλεί απαμίνωση. Δηλαδή, αφαιρείται η αμινομάδα της αζωτούχας βάσης και απομένει μια ομάδα -C=O.
Το φαινόμενο αυτό παρατηρείται σε μια μετάλλαξη κυτοσίνης. Όμως, όπως βλέπουμε από τις αντίστοιχες δομές, μέσω του HNO2 έχουμε μετάλλαξη της κυτοσίνης σε ουρακίλη.

Το νιτρώδες οξύ μετατρέπει την κυτοσίνη σε ουρακίλη.

Αυτός είναι και ο λόγος που το DNA περιέχει θυμίνη. Εάν περιείχε ουρακίλη, τότε η ουρακίλη που βρίσκεται σε σωστή θέση δε θα μπορούσε να διακριθεί από αυτήν που θα προέκυπτε από απαμίνωση σε άλλη θέση. Τελικά, ένα ζεύγος βάσεων γουανίνης-κυτοσίνης θα μεταλλασσόταν σε ζεύγος γουανίνης-αδενίνης στη θυγατρική αλυσίδα, μετά την αντιγραφή του DNA. Άρα, η γενετική πληροφορία δε θα μεταβιβαζόταν στη συνέχεια με καθόλου ακρίβεια!
Με την παρουσία της θυμίνης, το παραπάνω πρόβλημα δεν υφίσταται. Η μετάλλαξη προλαμβάνεται από ένα σύστημα επιδιόρθωσης, που ψάχνει μόνο νουκλεοτίδια με ουρακίλες για να απομακρύνει, αφήνοντας ανέγγιχτα αύτα που περιέχουν θυμίνη. Ουσιαστικά, η μεθυλομάδα της θυμίνης στη θέση 5, που είναι και η μόνη διαφορά της Τ με την U, είναι μια «ετικέτα» για τη διάκριση της θυμίνης από την απαμινωμένη κυτοσίνη, και βοηθά καθοριστικά στην ενίσχυση της πιστότητας της γενετικής πληροφορίας…..
Διαβάστε ολόκληρο το άρθρο στο πολύ ενδιαφέρον blog Χημείας: Never Lick The Spoon 



Κατηγορίες:ΒΙΟΛΟΓΙΑ, ΧΗΜΕΙΑ

Ετικέτες: ,

3 replies

  1. ………..και Ποίος, «σκέφτηκε» αυτή την λεπτομέρεια, έτσι ώστε να μην έχουμε προβλήματα μεταλλάξεων ???

    ΑΠΛΑ ΕΡΩΤΩ !!!

  2. Μα πασιφανέστατα ένας Ευφυής Δημιουργός!
    Εύστοχότατο το ερώτημα σας!!!

  3. Προφανώς κάνετε χιούμορ. Διαφορετικά είστε εκτός τόπου (σίγουρα) και χρόνου

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: