Uracils ir nukleīna bāze, kas RNS veido bāzes pāri ar adenīnu un veido ekvivalentu līdzīgi strukturētam timīnam DNS.
Uracils ir aromātisks heterociklisks savienojums ar sešu locekļu gredzenu, kas sastāv no modificēta pirimidīna skeleta. RNS Uracils atrodas uridīna formā, t.i., kā nukleozīds, kas caur n-glikozīda saiti ir saistīts ar ribozes molekulu un, tāpat kā timīns, veido divas ūdeņraža saites ar komplementāru bāzes adenīnu.
Kas ir uracils?
Uracil ir viena no četrām nukleobāzēm, kas veido genoma RNS virzienus. Uracil aizstāj līdzīgi veidotu DNS nukleobāzes timīnu.
Uracils ir heterociklisks aromātisks savienojums ar modificētu sešu locekļu pirimidīna gredzenu kā pamata struktūru. RNS uracils atrodas kā nukleozīds, ko sauc par uridīnu. Tāpat kā timidīns DNS, uridīns veido divas ūdeņraža saites ar komplementa bāzes adenīnu. Ķīmiskā formula C4H4N2O2 parāda, ka uridīns sastāv tikai no oglekļa, ūdeņraža, slāpekļa un skābekļa. Biosintēzei nav nepieciešami reti minerāli vai mikroelementi.
Tāpat kā citas nukleobāzes, kas veido genomu, ķermenis spēj sintezēt uracilu, bet dod priekšroku iegūt uracilu pārstrādes procesos un dažu olbaltumvielu, ko sauc par uracilu, sašķelšanā tīrā veidā vai kas atrodas nukleozīdiskā formā kā uridīns vai pat uridīna fosforilētā formā. Uridīnu var fosforilēt ar vienu līdz trim fosfātu grupām, veidojot uridīna mono- (UMP), uridīna di (UDP) vai uridīna trifosfātu (UTP). Organismā uridīns galvenokārt notiek kā RNS sastāvdaļa vai uridīna fosforilētā formā.
Funkcija, efekts un uzdevumi
Uracila galvenā funkcija ir ieņemt savu pozīciju paredzētajās vietās RNS pamatvirzienos un ar dubultās ūdeņraža saites palīdzību ar transkripcijas vai translācijas fāzes palīdzību savienoties ar komplementāro nukleobāzes adenīnu.
Tas ir viens no vairākiem priekšnoteikumiem, lai atbilstošā RNS bāzes virkne tiktu pareizi kodēta, un pēc papildinātās kopijas ar tā saukto Messenger RNS (mRNS) noved pie ģenētiski paredzēto olbaltumvielu sintēzes attiecībā uz aminoskābju izvēli un secību. Olbaltumvielas sastāv no virknes noteiktu olbaltumvielu aminoskābju, kas savstarpēji savienotas ar peptīdu saitēm. Strukturāli tie ir polipeptīdi, kurus sauc par olbaltumvielām vai olbaltumvielām no vairāk nekā 100 iesaistītām aminoskābēm.
Tas faktiski nozīmē, ka uracila vai uridīna, tāpat kā pārējo nukleobāzu, galvenais uzdevums ir pasīva loma. Uracil nav aktīvi iesaistīts bioķīmiskās pārveidošanas procesos. Nav zināma uridīna vai uridīna, kas fosforilēts ar vienu līdz trim fosfātu grupām kā enzīmu vai hormonu sastāvdaļa, loma.
Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Principā organisms pats spēj sintezēt uracilu. Retas pamatvielas nav vajadzīgas. Tomēr sintēze ir sarežģīta un prasa daudz enerģijas, tāpēc ķermenis labprātāk iegūst uracilu un uridīnu katalīzes ceļā, sadaloties un pārveidojot citas vielas, kas satur pirimidīna skeletu.
Šis īpašais uracila iegūšanas veids, ko ķermenis dod priekšroku arī citu nukleīnskābju bioaktīvai ražošanai, tiek saukts par Salvage Pathway. Jēdzienu var brīvi tulkot kā pārstrādi un reģenerāciju. Tā kā uracila pamatstruktūra sastāv no heterocikliska sešu locekļu gredzena, ir iespējami seši dažādi tautomēri, kas atšķiras pēc molekulu vai molekulu grupu izvietojuma uz sešu locekļu gredzena. Diokso formā ar diviem skābekļa atomiem bez OH grupas uracils veido baltu pulveri, kas kūst tikai 341 grādu temperatūrā. Atsevišķu tautomēru nozīme metabolismā nav zināma.
Nukleobāze organismā nenotiek brīvā formā, bet tikai integrētā, fosforilētā formā vai kā RNS sastāvdaļa. Optimālas uracila vai uridīna koncentrācijas vai atsauces vērtības normāla diapazona noteikšanai nepastāv. Tā kā uracils sastāv tikai no oglekļa, skābekļa un ūdeņraža, ķermenis var pilnībā sadalīt savienojumu līdz oglekļa dioksīdam, amonija joniem un oksopropanskābei un atbrīvoties no tā, neatstājot atlikumus, vai izmantot atbrīvotās molekulu grupas citu vielu uzkrāšanai.
Slimības un traucējumi
Viena no galvenajām briesmām, kas rodas saistībā ar uracilu kā RNS integrētu sastāvdaļu, ir nepareiza DNS vai RNS virkņu kopiju izgatavošana, kas turpmākajos posmos noved pie paredzēto olbaltumvielu nepareizas sintēzes.
Atsevišķu nukleīnskābju tripletu nepareiza atkārtošanās secība, izlaidumi vai citas kļūdas rada nepareizas secības aminoskābju un / vai aminoskābju nepareizu secību, izmantojot peptīdu saites. Ja ķermenis nevar novērst kļūdu ar savām labošanas iespējām, tiek izveidoti bioķīmiski neaktīvi proteīni vai nestabili savienojumi, kurus organisms pēc tam sadala un metabolizē. Tomēr šādas kļūdas nav saistītas ar aktīvu nukleobāzes iejaukšanos. Uracils ir svarīgs kā izejviela zāļu kombinācijai ar tegafuru, citostatisku līdzekli resnās zarnas vēža ārstēšanai.
Uracil atbalsta citostatiskā līdzekļa iedarbību, jo tas kavē tā sadalīšanos un tādējādi pagarina laiku, kad citostatiskais līdzeklis stājas spēkā. Citās zāļu kombinācijās uracila atvasinājumus, piemēram, 5-fluor-uracilu un deoksiuridīnu, izmanto kā folijskābes metabolisma inhibitorus progresējoša kolorektālā vēža gadījumā. Citostatiskie līdzekļi kavē šūnu augšanu un pavairošanu, bet ne tikai dažu vēža šūnu, bet arī veselīgu audu šūnu pavairošanu, tāpēc, lietojot tās, nevēlamas blakusparādības rada izaicinājumu.
