Uracil je nukleová báze, která tvoří pár bází s adeninem v RNA a tvoří protějšek k podobně strukturovanému thymu v DNA.
Uracil je aromatická heterocyklická sloučenina se šestičlenným kruhem sestávajícím z modifikovaného pyrimidinového skeletu. V RNA je uracil přítomen ve formě uridinu, tj. Jako nukleosid, který je spojen s molekulou ribózy prostřednictvím n-glykosidické vazby a jako thymin tvoří dvě vodíkové vazby s adeninem komplementární báze.
Co je uracil
Uracil je jednou ze čtyř nukleobáz, které tvoří RNA řetězce genomu. Uracil nahrazuje podobně složený nukleobázový thymin DNA.
Uracil je heterocyklická aromatická sloučenina s modifikovanou šestičlennou pyrimidinovou skupinou jako základní strukturou. V RNA je uracil přítomen jako nukleosid, nazývaný uridin. Uridin - jako thymidin v DNA - tvoří dvě vodíkové vazby s adeninem komplementární báze. Chemický vzorec C4H4N2O2 ukazuje, že uridin sestává výhradně z uhlíku, vodíku, dusíku a kyslíku. Pro biosyntézu nejsou zapotřebí žádné vzácné minerály ani stopové prvky.
Stejně jako u jiných nukleobáz, které tvoří genom, je tělo schopné syntetizovat uracil, ale dává přednost získávání uracilu z recyklačních procesů a ze štěpení určitých proteinů zvaných uracil v čisté formě nebo obsažený v nukleosidické formě jako uridin nebo dokonce ve fosforylované formě uridinu. Uridin může být fosforylován jednou až třemi fosfátovými skupinami za vzniku uridin mono- (UMP), uridin di (UDP) nebo uridin trifosfátu (UTP). V těle se uridin vyskytuje hlavně jako složka RNA nebo ve fosforylované formě uridinu.
Funkce, efekt a úkoly
Hlavní funkcí uracilu je obsazení jeho příslušné polohy na zamýšlených místech v základních vláknech RNA a připojení k komplementárnímu nukleobázovému adeninu prostřednictvím dvojité vodíkové vazby během transkripční nebo translační fáze.
To je jeden z několika předpokladů pro odpovídající kódování základního řetězce RNA, a po komplementární kopii pomocí takzvané messengerové RNA (mRNA) vede k syntéze geneticky zamýšlených proteinů s ohledem na selekci a sekvenci aminokyselin. Proteiny sestávají z řetězce určitých proteinogenních aminokyselin, které jsou navzájem spojeny peptidovými vazbami. Strukturálně se jedná o polypeptidy, které se nazývají proteiny nebo proteiny z řady 100 nebo více zapojených aminokyselin.
Ve skutečnosti to znamená, že hlavní úkol uracilu nebo uridinu - stejně jako u ostatních nukleobáz - je v pasivní roli. Uracil se aktivně nepodílí na biochemických konverzních procesech. Možná role uridinu nebo uridinu fosforylovaného jednou až třemi fosfátovými skupinami jako složky enzymů nebo hormonů není známa.
Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
V zásadě je tělo schopné syntetizovat uracil sám. Nejsou zapotřebí žádné vzácné základní látky. Syntéza je však složitá a vyžaduje hodně energie, takže tělo dává přednost získání uracilu a uridinu pomocí katalýzy, prostřednictvím rozkladu a remodelace jiných látek, které obsahují pyrimidinovou kostru.
Tento zvláštní způsob získávání uracilu, který tělo také upřednostňuje pro bioaktivní produkci dalších nukleových kyselin, se nazývá Záchranná stezka. Tento termín lze volně přeložit jako recyklace a využití. Protože základní struktura uracilu sestává z heterocyklického šestičlenného kruhu, je možné šest různých tautomerů, které se liší uspořádáním molekul nebo molekulárních skupin na šestičlenném kruhu. U formy dioxo se dvěma atomy kyslíku bez skupiny OH tvoří uracil bílý prášek, který se taví pouze při teplotě 341 stupňů Celsia. Význam jednotlivých tautomerů v metabolismu není znám.
Nukleobáza nenastává ve volné formě v těle, ale pouze v integrované, fosforylované formě nebo jako složka RNA. Optimální koncentrace uracilu nebo uridinu nebo referenční hodnota pro definici normálního rozmezí neexistuje. Protože uracil sestává výhradně z uhlíku, kyslíku a vodíku, tělo může úplně rozložit sloučeninu na oxid uhličitý, amonné ionty a kyselinu oxopropanovou a zlikvidovat ji bez zanechání zbytků, nebo použít uvolněné molekulární skupiny k vytvoření dalších látek.
Nemoci a poruchy
Jedním z hlavních nebezpečí, která vznikají v souvislosti s uracilem jako integrovanou složkou RNA, je nesprávné vytváření kopií řetězců DNA nebo RNA, což v následných krocích vede k nesprávné syntéze zamýšlených proteinů.
Nesprávné opakující se sekvence určitých tripletů nukleových kyselin, opomenutí nebo jiné chyby vedou k tomu, že jsou neúmyslné aminokyseliny a / nebo aminokyseliny v nesprávné sekvenci navléknuty dohromady peptidovými vazbami. Pokud tělo nedokáže opravit poruchu vlastními možnostmi opravy, vytvoří se biochemicky neaktivní proteiny nebo nestabilní sloučeniny, které se potom v těle štěpí a metabolizují. Takové chyby však nejsou způsobeny aktivním zásahem nukleobáz. Uracil je důležitý jako surovina pro kombinaci léčiv s tegafurem, cytostatikem pro léčbu rakoviny tlustého střeva.
Uracil podporuje účinek cytostatického činidla, protože inhibuje jeho rozklad a tím prodlužuje dobu, po kterou se cytostatický účinek projeví. V jiných kombinacích léčiv se deriváty uracilu, jako je 5-fluoruracil a deoxyuridin, používají jako inhibitory metabolismu kyseliny listové u pokročilého kolorektálního karcinomu. Cytostatika inhibují růst a množení buněk, ale nejen množení některých rakovinných buněk, ale také buněk zdravé tkáně, takže při použití představují nežádoucí vedlejší účinky výzvu.
