L'RNA ha la timina: 7 fatti che devi sapere

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Vi siete mai chiesti se le coppie di basi azotate nell'RNA siano o meno le stesse del DNA? Questo post discuterà "l'RNA ha timina" in grande dettaglio.

Le coppie di basi azotate del DNA sono adenina, guanina, citosina e timina. Anche l'RNA ha tutti questi ma non la timina. L'RNA ha un'altra coppia di basi azotate che è l'uracile al posto della timina, che conferisce alla struttura dell'RNA le sue numerose caratteristiche.

La struttura dell'RNA ha alcune distinzioni rispetto alla struttura del DNA e una differenza è la presenza di zucchero ribosio nell'RNA mentre il DNA ha zucchero desossiribosio. Un'altra differenza compositiva è che l'RNA contiene coppie di basi di uracile invece di timina. Questo uracile si accoppia tramite 2 legami H con residui di adenina.

Questo polimero a filamento singolo contiene molti residui legati tramite legami fosfodiestere da 3′ a 5′. Una cosa interessante da sapere prima di approfondire l'argomento è che chimicamente la timina è equivalente al 5-metil uracile. Aggiungi il gruppo metilico al quinto carbonio dell'uracile e ora hai un residuo di timina. Solo una piccola differenza strutturale ma vasti ruoli molecolari.

Il tRNA ha timina?

Dopo la trascrizione del polipeptide tRNA, subisce varie modificazioni post-traduzionali, che sono responsabili di vari cambiamenti nella struttura. Tra queste modifiche c'è la 5'-metilazione del residuo di uracile del ciclo T, che si traduce nella formazione di un residuo di timina. Quindi il tRNA maturo contiene un residuo di timina. 

Queste modifiche post-traduzionali sono indispensabili per il corretto ripiegamento 3D e gli aspetti funzionali del tRNA. Quindi, tutto il tRNA contiene un residuo di timina nel ciclo T.

tRNA sta per RNA di trasferimento e funzionalmente è associato al compito di trasferire gli amminoacidi affini alla catena polipeptidica in crescita durante la traduzione dell'mRNA. Tra i tre tipi di RNA, questo ha solo 75-90 paia di basi, il che lo rende il più piccolo.

Chimicamente parlando, il tRNA ha varie basi modificate, ma prima noi deve sapere un po' sulla struttura del tRNA. Strutturalmente, il tRNA assomiglia a una struttura a quadrifoglio in 2D, ma in realtà (3D) adotta una struttura a L con vari loop. Il tRNA ha vari loop: loop D, loop anticodon, loop variabile e loop T.

rna ha timina
Struttura a foglia di trifoglio del tRNA da wikipedia

La timina è presente nell'RNA ribosomiale?

Di solito, la timina è assente nell'RNA, ma in alcuni casi varie modificazioni post-trascrizionali potrebbero alterare la composizione chimica, ed è ciò che accade con la subunità 23S dell'rRNA in cui sono stati riportati due residui di uracile (posizione 74 e 1939) hanno 5′-metilazione con conseguente formazione di residui di timina. A parte queste modifiche, la timina non è stata riportata nella struttura dell'rRNA.

RNA ribosomiale (rRNA) costituisce la maggior parte del contenuto di RNA in una cellula. La struttura di solito ha due subunità: una grande e una piccola. Queste subunità ulteriormente contengono varie molecole e proteine ​​di rRNA, rendendolo un complesso di rRNA e proteine.

Quale RNA ha la timina?

Abbiamo appreso le basi di due tipi di RNA: tRNA e rRNA. L'mRNA non ha un residuo di timina, ma gli altri due hanno questo residuo, il che li rende un'eccezione alla regola generale secondo cui la timina è assente dalla struttura dell'RNA. 

Quale base sostituisce la timina nell'RNA

La timina è essenzialmente sostituita dall'uracile nell'acido ribonucleico. Uracil è una coppia di basi azotate appartenente al gruppo delle pirimidine. Ha una struttura ad anello eterociclico a sei membri con la formula chimica C4H4N2O2 e nome IUPAC – Pyrimidine-2,4(1H,3H)-dione. Come discusso in precedenza, se questo uracile è metilato (aggiunta del gruppo -CH3) nella posizione 5', sarà noto come coppia di basi di timina.

Quindi timina e uracile sono strutturalmente abbastanza simili tra loro in una certa misura, ma i loro aspetti funzionali sono molto diversi, come vedremo nelle prossime sezioni.

L'uracile ha due forme tautomeriche: ammide e immide. Si chiama uridina (un ribonucleoside) quando è legato a uno zucchero ribosio. L'aggiunta di gruppi fosfato porterà alla formazione di un ribonucleotide chiamato uridina 5'trifosfato se vengono aggiunti tre gruppi fosfato.

Perché rna ha uracile al posto della timina?

La produzione di timina in una cellula richiede l'uridina monofosfato (UMP) come materiale di partenza, due diversi enzimi e vari cofattori, il che lo rende un processo di investimento energetico. Ora, le cellule non devono produrre solo una o due molecole di timina. Devono sintetizzare migliaia di queste coppie di basi, quindi, utilizzando questa discriminazione, la cellula conserva un po' di energia poiché la sostituzione della timina con l'uracile non ha alcun effetto sull'interazione dell'adenina e sulle funzioni di codifica.

Un altro motivo che necessita di un trattamento separato è che la citosina è chimicamente meno stabile e la deaminazione della citosina, che produce uracile, è un processo frequente nelle cellule. Ora, la base della citosina si accoppia con la guanina (C: G) e questa deaminazione comporterà la formazione di uracile nel DNA, che si accoppierà con l'adenina nel filamento figlia, e questo porta a una mutazione della coppia di basi C: A nel Il DNA e questa mutazione saranno portati in tutte le progenie. 

La differenza del gruppo metilico tra timina e uracile non ha alcun ruolo nell'influenzare il loro accoppiamento Watson-crick poiché entrambi si accoppiano con l'adenina tramite due legami idrogeno. Tuttavia, questa discriminazione tra queste due coppie di basi è piuttosto rigorosa in una cella, quindi ci si potrebbe chiedere perché. 

Quindi, discriminando tra timina e uracile, una cellula conserva un po' di energia e riduce al minimo il tipo di transizione delle mutazioni. 

Il DNA ha uracile?

A causa dell'instabilità chimica della citosina, l'uracile non appare nel DNA in quanto ciò lo renderebbe più incline a mutazioni a singola coppia di basi. Ecco perché l'uracile non si trova nel DNA.

Perché il dna non ha uracile?

Gli enzimi di riparazione del disadattamento sono abbastanza conservati in tutte le forme di vita, a significare ulteriormente la necessità della discriminazione uracile-timina. 

La ragione fondamentale della mancanza di uracile nella struttura del DNA è l'evoluzione di un macchinario specifico all'interno della cellula che riconosce l'uracile nel DNA e quindi lo asporta. Le cellule hanno un potente sistema di riparazione dell'escissione dell'uracile avviato con l'attivazione degli enzimi UDG. 

Usi dell'uracile al posto della timina?

Oltre ad essere una strategia di risparmio energetico, l'uracile nell'RNA lo rende soggetto all'attacco di vari enzimi. Tuttavia, la sua esclusione dal DNA rende il DNA più resistente chimicamente. Questo effetto è desiderato perché i vari mRNA vengono utilizzati per esprimere i geni e talvolta questa espressione dipende dal contesto.

Quindi, dopo che una molecola di mRNA ha svolto il suo ruolo e non è più necessaria, la presenza di uracile rende facile per la cellula degradarlo, quindi un RNA viene degradato e molti altri verranno sintetizzati. Saranno quindi degradati e verranno sintetizzate altre molecole di RNA, continuando un ciclo di creazione e degradazione delle molecole di RNA.

Conclusione

Il tRNA ha un residuo di timina nel suo ciclo T. Alcune modifiche post-traduzionali potrebbero comportare l'incorporazione della timina nella subunità 23S dell'rRNA, ma a parte questi casi, l'RNA manca di residui di timina. Spero che tu possa rispondere alla domanda "l'RNA ha la timina" ora.

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