थाइमिन: रासायनिक संरचना और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

थाइमिन एक कार्बनिक एक heterocyclic अंगूठी pyrimidine से प्राप्त से मिलकर यौगिक है, दो कार्बन परमाणुओं के साथ एक बेंजीन अंगूठी दो नाइट्रोजन परमाणु द्वारा बदल दिया। इसका गाढ़ा फॉर्मूला C ₅ H ₆ N ₂ O _{2 है}, जो चक्रीय एमाइड है और डीएनए बनाने वाले नाइट्रोजनस बेस में से एक है।

विशेष रूप से, थाइमिन साइटोसिन और यूरैसिल के साथ-साथ एक पायरीमिडीन नाइट्रोजनस बेस है। थाइमिन और यूरैसिल के बीच अंतर यह है कि पूर्व डीएनए की संरचना में मौजूद है, जबकि उत्तरार्द्ध आरएनए की संरचना में मौजूद है।

डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) एक साथ दो हेलिकॉप्टर या बैंड घाव से बना होता है। बैंड के बाहरी हिस्से को एक डीऑक्सीराइबोज शुगर चेन द्वारा बनाया गया है, जिसके अणुओं को पड़ोसी डिऑक्सीराइबोज अणुओं के 3 'और 5' पदों के बीच फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड के माध्यम से जोड़ा जाता है।

नाइट्रोजनीस बेस में से एक: एडेनिन, ग्वानिन, साइटोसिन और थाइमिन, डीऑक्सीराइबोज की 1 'स्थिति से बांधता है। एक हेलिक्स कपल का प्यूरिन एडेनिन बेस या दो हाइड्रोजन बॉन्ड के जरिए दूसरे हेलिक्स के पाइरीमिडीन थाइमिन बेस से बंधता है।

रासायनिक संरचना

पहली छवि थाइमिन की रासायनिक संरचना का प्रतिनिधित्व करती है, जिसमें दो कार्बोनिल समूह (सी = ओ) और दो नाइट्रोजन परमाणुओं जो विषमयुग्मक अमाइड को पूरा करते हैं, को देखा जा सकता है, और ऊपरी बाएं कोने में मिथाइल समूह है -सीएच ₃)।

यह अंगूठी पाइरीमिडीन (पाइरीमिडीन वलय) से निकलती है, यह सपाट होती है लेकिन सुगंधित नहीं होती। थाइमिन अणु में परमाणुओं की संबंधित संख्या नीचे दिए गए नाइट्रोजन से शुरू होती है।

इस प्रकार, सी -5 समूह -ch से जुड़ा हुआ है ₃, सी 6 कार्बोनिल समूह के लिए N-1, और सी-4 और सी -2 अनुरूप के बाईं आसन्न कार्बन परमाणु है।

यह संख्या किस लिए है? थाइमिन अणु में दो हाइड्रोजन बांड स्वीकर्ता समूह, सी -4 और सी -2, और दो हाइड्रोजन बांड दाता परमाणु, एन -1 और एन -3 हैं।

उपरोक्त के अनुसार, कार्बोनिल समूह C = OH- प्रकार के बॉन्ड स्वीकार कर सकते हैं, जबकि नाइट्रोगेन NHX प्रकार के बॉन्ड, X को O, N या F के बराबर प्रदान करते हैं।

C-4 और N-3 परमाणुओं के समूहों के लिए धन्यवाद, एडिनिन के साथ थाइमिन जोड़े, नाइट्रोजनस आधारों की एक जोड़ी बनाते हैं, जो डीएनए की पूर्ण और हार्मोनिक संरचना में निर्धारण कारकों में से एक है:

थाइमिन टॉटोमर्स

ऊपर दी गई छवि थाइमिन के छह संभावित टॉटोमर्स को सूचीबद्ध करती है। वे क्या हैं? वे एक ही रासायनिक संरचना से युक्त होते हैं, लेकिन उनके परमाणुओं के विभिन्न सापेक्ष पदों के साथ; विशेष रूप से, एच ​​के दो नाइट्रोजेन के लिए बाध्य है।

परमाणुओं की समान संख्या को बनाए रखते हुए, पहली से दूसरी तक, यह देखा जाता है कि N-3 परमाणु का H, C-2 के ऑक्सीजन में कैसे जाता है।

तीसरा भी पहले से निकलता है, लेकिन इस बार H, C-3 के ऑक्सीजन में माइग्रेट करता है। दूसरा और चौथा समान है लेकिन समान नहीं है, क्योंकि चौथे में H, N-1 से बाहर आता है और N-3 से नहीं।

दूसरी ओर, छठा तीसरे के समान है, और चौथे और दूसरे द्वारा गठित जोड़ी के साथ, एच एन -1 से निकलता है और एन -3 से नहीं।

अंत में, पांचवां शुद्ध एनोल रूप (लैक्टिमा) है, जिसमें दोनों कार्बोनिल समूह हाइड्रॉक्सिल समूहों (-OH) में हाइड्रोजनीकृत होते हैं; यह पहले, शुद्ध कीटोनिक रूप और एक है जो शारीरिक स्थितियों में प्रबल होता है, के विपरीत है।

क्यों? संभवतः महान ऊर्जावान स्थिरता के कारण जो हाइड्रोजन बॉन्ड द्वारा एडेनिन के साथ युग्मित होने और डीएनए की संरचना से संबंधित होने पर इसे प्राप्त करता है।

यदि नहीं, तो एनोल फॉर्म नंबर 5 अधिक प्रचुर और स्थिर होना चाहिए, इसके कारण अन्य टॉटोमर्स के विपरीत सुगंधित चरित्र है।

विशेषताएं

थाइमिन का मुख्य कार्य डीएनए में अन्य नाइट्रोजनस आधारों के समान है: पॉलीपेप्टाइड्स और प्रोटीन के संश्लेषण के लिए डीएनए में आवश्यक कोडिंग में भाग लेना।

डीएनए हेलिकॉप्टरों में से एक प्रतिलेखन के रूप में जाना जाता है और एंजाइम आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा उत्प्रेरित प्रक्रिया में एक mRNA अणु के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। प्रतिलेखन में, डीएनए बैंड को अलग कर दिया जाता है, साथ ही साथ उनकी अनडिंडिंग भी।

प्रतिलिपि

प्रतिलेखन तब शुरू होता है जब आरएनए पोलीमरेज़ डीएनए के एक क्षेत्र को बांधता है, जिसे प्रमोटर के रूप में जाना जाता है, एमआरएनए संश्लेषण की शुरुआत करता है।

इसके बाद, आरएनए पोलीमरेज़ डीएनए अणु के साथ चलता है, नवजात mRNA के बढ़ाव का उत्पादन करता है जब तक कि यह प्रतिलेखन की समाप्ति के लिए जानकारी के साथ डीएनए के एक क्षेत्र तक नहीं पहुंचता है।

प्रतिलेखन में एक एंटीपैरलिज्म होता है: जबकि टेम्प्लेट डीएनए 3 'से 5' ओरिएंटेशन में पढ़ा जाता है, संश्लेषित mRNA में 5 'से 3' ओरिएंटेशन होता है।

प्रतिलेखन के दौरान टेम्पलेट डीएनए स्ट्रैंड और mRNA अणु के बीच एक पूरक आधार युग्मन होता है। एक बार जब प्रतिलेखन पूरा हो जाता है, तो डीएनए स्ट्रैंड और उनकी मूल जमावट फिर से मिल जाती है।

MRNA कोशिका नाभिक से मोटे एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में स्थानांतरित होता है, जिसे अनुवाद के रूप में जाना जाता है प्रोटीन संश्लेषण शुरू करने के लिए। इसमें Thymine सीधे हस्तक्षेप नहीं करता है, क्योंकि mRNA में इसकी कमी होती है, इसकी जगह पर pimimidine base urilil लेता है।

जेनेटिक कोड

परोक्ष रूप से, थाइमिन शामिल है, क्योंकि mRNA का आधार अनुक्रम परमाणु डीएनए का एक प्रतिबिंब है।

आधारों के अनुक्रम को कोडन के रूप में ज्ञात ठिकानों के तीन गुटों में बांटा जा सकता है। कोडन्स में विभिन्न अमीनो एसिड को शामिल करने के लिए प्रोटीन श्रृंखला को संश्लेषित किए जाने की जानकारी है; यह आनुवंशिक कोड का गठन करता है।

आनुवांशिक कोड 64 कोडों के आधारों से बनता है जो कोडन का निर्माण करते हैं; प्रोटीन में प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए कम से कम एक कोडन होता है। इसी तरह, इसके आरंभ (UAA, UAG) के लिए अनुवाद दीक्षा कोडन (AUG) और कोडन हैं।

सारांश में, थाइमिन प्रोटीन संश्लेषण के साथ समाप्त होने वाली प्रक्रिया में एक निर्धारित भूमिका निभाता है।

स्वास्थ्य के निहितार्थ

थाइमिन इस यौगिक के एक संरचनात्मक एनालॉग 5-फ्लूरोरासिल की कार्रवाई के लिए लक्ष्य है। कैंसर के उपचार में उपयोग की जाने वाली दवा को थाइमीन के स्थान पर कैंसर कोशिकाओं में शामिल किया जाता है, जिससे उनका प्रसार अवरुद्ध हो जाता है।

पराबैंगनी प्रकाश डीएनए बैंड के क्षेत्रों पर कार्य करता है जिसमें पड़ोसी साइटों पर थाइमिन होता है, जो थाइमिन डिमर बनाता है। ये डिमर "नॉट" बनाते हैं जो काम करने से न्यूक्लिक एसिड को रोकते हैं।

प्रारंभ में मरम्मत तंत्र के अस्तित्व के कारण यह कोई समस्या नहीं है, लेकिन अगर ये विफल हो जाते हैं, तो वे गंभीर विकार पैदा कर सकते हैं। यह ज़ेरोडर्मा पिगमेंटोसा के लिए मामला प्रतीत होता है, एक दुर्लभ ऑटोसोमल रिसेसिव बीमारी है।

संदर्भ

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