урацил е нуклеинова основа, която образува основна двойка с аденин в РНК и образува аналог на подобно структурирания тимин в ДНК.
Урацил е ароматно, хетероциклично съединение с шестчленен пръстен, който се състои от модифициран пиримидинов скелет. В РНК урацилът е под формата на уридин, т.е. като нуклеозид, който е свързан с молекула на рибоза чрез n-гликозидна връзка и подобно на тиминът образува две водородни връзки с комплементарната основа аденин.
Какво е урацил
Урацил е една от четирите нуклеобази, които изграждат нишките на РНК на генома. Урацил замества подобно съставения нуклеобазен тимин на ДНК.
Урацил е хетероциклично, ароматно съединение с модифициран шестчлен пиримидинов пръстен като основна структура. В РНК урацилът присъства като нуклеозид, наречен уридин. Подобно на тимидин в ДНК, уридин образува две водородни връзки с комплементарната база аденин. Химичната формула C4H4N2O2 показва, че уридинът се състои изключително от въглерод, водород, азот и кислород. Не се изискват редки минерали или микроелементи за биосинтеза.
Както при останалите нуклеобази, които съставят генома, тялото е в състояние да синтезира урацил, но предпочита да получава урацил от процесите на рециклиране и от разграждането на някои протеини, наречени урацил в чистата му форма или съдържащи се в нуклеозидната форма като уридин или дори във фосфорилирана форма на уридин. Уридинът може да бъде фосфорилиран с една до три фосфатни групи, за да образува моно- (UMP), уридин ди (UDP) или уридин трифосфат (UTP). В организма уридинът се среща главно като компонент на РНК или във фосфорилирана форма на уридин.
Функция, ефект и задачи
Основната функция на урацил е да заема съответната си позиция на предвидените места в основните нишки на РНК и да се свърже с комплементарната нуклеобаза аденин чрез двойна водородна връзка по време на фазата на транскрипция или транслация.
Това е една от няколко предпоставки за съответната кодова основа на РНК да бъде правилно кодирана и след допълващото копие от така наречената пратена РНК (мРНК) води до синтеза на генетично предназначените протеини по отношение на селекцията и последователността на аминокиселините. Протеините се състоят от низ от определени протеиногенни аминокиселини, които са свързани помежду си чрез пептидни връзки. В структурно отношение те представляват полипептиди, които се наричат протеини или протеин от редица 100 или повече участващи аминокиселини.
Всъщност това означава, че основната задача на урацил или уридин - както и тази на другите нуклеобази - е в пасивна роля. Uracil не участва активно в процесите на биохимична конверсия. Възможна роля на уридин или на уридин фосфорилиран с една до три фосфатни групи като компонент на ензими или хормони не е известна.
Образование, поява, свойства и оптимални стойности
По принцип организмът е в състояние сам да синтезира урацил. Не се изискват редки основни вещества. Синтезът обаче е сложен и изисква много енергия, така че тялото предпочита да получава урацил и уридин с помощта на катализа, чрез разграждането и ремоделирането на други вещества, които съдържат пиримидинов скелет.
Този специален начин за получаване на урацил, който тялото също предпочита за биоактивното производство на останалите нуклеинови киселини, се нарича път на спасяване. Терминът може свободно да се преведе като рециклиране и оползотворяване. Тъй като основната структура на урацил се състои от хетероцикличен шестчленен пръстен, са възможни шест различни тавтомери, които се различават по разположението на молекулите или групите молекули върху шестчленния пръстен. В диоксо формата с два кислородни атома без ОН група, урацил образува бял прах, който се топи само при температура 341 градуса по Целзий. Значението на отделните тавтомери в метаболизма не е известно.
Нуклеобазата не се среща в свободна форма в организма, а само в интегрирана, фосфорилирана форма или като компонент на РНК. Оптимална концентрация на урацил или уридин или референтна стойност за определянето на нормален диапазон не съществува. Тъй като урацилът се състои изключително от въглерод, кислород и водород, тялото може напълно да разгради съединението до въглероден диоксид, амониеви йони и оксопропанова киселина и да го изхвърли, без да оставя никакви остатъци, или да използва освободените групи молекули за изграждане на други вещества.
Болести и разстройства
Една от основните опасности, които възникват във връзка с урацила като интегриран компонент на РНК, се крие в неправилното направяне на копия на нишките на ДНК или РНК, което в следващите стъпки води до неправилен синтез на предвидените протеини.
Неправилните повтарящи се последователности на определени триплети с нуклеинова киселина, пропуски или други грешки водят до нежелани аминокиселини и / или аминокиселини в грешна последователност, които се съединяват чрез пептидни връзки. Ако организмът не може да поправи повредата със собствени възможности за ремонт, тогава се създават биохимично неактивни протеини или нестабилни съединения, които се разграждат и метаболизират отново от организма. Такива грешки обаче не се дължат на активна намеса от нуклеобазите. Урацил е важен като суровина за лекарствена комбинация с тегафур, цитостатично средство за лечение на рак на дебелото черво.
Урацил подкрепя ефекта на цитостатичния агент, защото инхибира разпадането му и по този начин удължава времето, в което цитостатичното средство влиза в действие. В други комбинации от лекарства, производни на урацил като 5-флуоро-урацил и дезоксиуридин се използват като инхибитори на метаболизма на фолиева киселина при напреднал колоректален рак. Цитостатиците инхибират растежа и размножаването на клетките, но не само умножаването на определени ракови клетки, но и клетките на здрава тъкан, така че нежеланите странични ефекти представляват предизвикателство, когато се използват.
