Timina

La timina (símbolo T o Thy) es una de las cuatro nucleobases en el ácido nucleico del ADN que se representan con las letras G–C–A–T. Los otros son adenina, guanina y citosina. La timina también se conoce como 5-metiluracilo, una nucleobase de pirimidina. En el ARN, la timina se reemplaza por la nucleobase uracilo. La timina fue aislada por primera vez en 1893 por Albrecht Kossel y Albert Neumann de las glándulas del timo de ternera, de ahí su nombre.

Derivación

Como sugiere su nombre alternativo (5-metiluracilo), la timina puede derivarse de la metilación del uracilo en el quinto carbono. En el ARN, la timina se reemplaza con uracilo en la mayoría de los casos. En el ADN, la timina (T) se une a la adenina (A) a través de dos enlaces de hidrógeno, estabilizando así las estructuras de los ácidos nucleicos.

La timina combinada con la desoxirribosa crea el nucleósido desoxitimidina, que es sinónimo del término timidina. La timidina se puede fosforilar con hasta tres grupos de ácido fosfórico, produciendo dTMP (monofosfato de desoxi timidina ), dTDP o dTTP (para los di- y tri - fosfatos, respectivamente).

Una de las mutaciones comunes del ADN implica dos timinas o citosinas adyacentes que, en presencia de luz ultravioleta, pueden formar dímeros de timina, lo que provoca "torceduras" en la molécula de ADN que inhiben el funcionamiento normal.

La timina también podría ser un objetivo para las acciones del 5-fluorouracilo (5-FU) en el tratamiento del cáncer. El 5-FU puede ser un análogo metabólico de la timina (en la síntesis de ADN) o del uracilo (en la síntesis de ARN). La sustitución de este análogo inhibe la síntesis de ADN en células que se dividen activamente.

Las bases de timina se oxidan con frecuencia a hidantoínas con el tiempo después de la muerte de un organismo.

El desequilibrio de timina causa mutación

Durante el crecimiento del bacteriófago T4, un desequilibrio en la disponibilidad de timina, ya sea una deficiencia o un exceso de timina, provoca un aumento de la mutación. Las mutaciones causadas por la deficiencia de timina parecen ocurrir solo en los sitios de pares de bases AT en el ADN y, a menudo, son mutaciones de transición de AT a GC. En la bacteria Escherichia coli, también se descubrió que la deficiencia de timina es mutagénica y causa transiciones de AT a GC.

Aspectos teóricos

En marzo de 2015, los científicos de la NASA informaron que, por primera vez, se formaron en el laboratorio compuestos orgánicos complejos de ADN y ARN de la vida, incluidos uracilo, citosina y timina, en condiciones del espacio exterior, utilizando sustancias químicas iniciales, como la pirimidina, encontrada en meteoritos. La pirimidina, como los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), otro compuesto rico en carbono, puede haberse formado en gigantes rojas o en nubes de gas y polvo interestelar, según los científicos. No se ha encontrado timina en meteoritos, lo que sugiere que las primeras hebras de ADN tuvieron que buscar en otra parte para obtener este bloque de construcción. La timina probablemente se formó dentro de algunos cuerpos parentales de meteoritos, pero es posible que no haya persistido dentro de estos cuerpos debido a una reacción de oxidación con peróxido de hidrógeno.

Producción

Patentado en 2013, el método actual utilizado para la fabricación de timina se realiza disolviendo la molécula de metacrilato de metilo en un disolvente de metanol. El disolvente debe mantenerse a un pH de 8,9-9,1 mediante la adición de una base como hidróxido de sodio y una temperatura de 0-10 grados Celsius. Luego se agrega peróxido de hidrógeno al 30 % a la solución para que actúe como dador de oxígeno, y toda la solución se calienta durante 2 a 20 horas para formar metacrilato de 2,3-epoxi-2-metilo, que se extrae secando la solución con magnesio. sulfato. Luego, el metacrilato de 2,3-epoxi-2-metilo se coloca en un matraz separado que contiene alcohol al 100% (etanol o metanol), urea y ácido tósico después de calentar la mezcla hasta el punto en que la solución de alcohol-urea-ácido tósico comienza a reflujo (ebullición y retroalimentación a la solución). Después de agregar 2, metacrilato de 3-epoxi-2-metilo a la solución en reflujo, se deja en su estado de reflujo durante 1-3 horas. Después de este período, la solución se enfría a 65 grados centígrados y se agrega metilato de sodio (metóxido de sodio) al 30% de concentración dentro de una solución de etanol o metanol y se deja reaccionar durante 1-3 horas. Después de este período, la timina debería haberse formado en la solución. Luego, la solución se concentra eliminando el exceso de metanol manteniendo el calor a 65 grados centígrados (ligeramente por encima del punto de ebullición del metanol) y permitiendo que el metanol se vaporice fuera de la solución en lugar del reflujo. Luego, la solución concentrada se neutraliza y precipita agregando ácido clorhídrico, formando cloruro de sodio residual y los cristales de timina deseados entre la solución. La solución se calienta temporalmente para volver a disolver los cristales, luego se pasó por un filtro de ósmosis inversa para eliminar el cloruro de sodio formado y aislar la solución que contenía la timina. Esta solución se enfría para precipitar los cristales y luego se seca al aire para producir cristales de timina pura en forma de polvo blanco.