Timin adalah basa nitrogen yang membentuk nukleotida, struktur utama yang membentuk asam deoksiribonukleat, lebih dikenal sebagai DNA. Struktur timin dibentuk oleh bahan kimia yang membentuk molekul dalam satu cincin. Komposisi jenis ini disebut pirimidin.
Timin adalah satu-satunya basa nitrogen yang hanya ada dalam DNA. Molekul lain (guanin, sitosin, dan adenin) juga merupakan bagian dari asam ribonukleat (RNA atau RNA). Di dalamnya, timin digantikan oleh urasil.
Timin juga disebut 5-metilurasil atau dapat diwakili dengan huruf kapital “T” atau dengan singkatan tiga hurufnya, Mu. Molekul mendapatkan namanya dari isolasi awalnya dari betis timus oleh Albrecht Kossel dan Albert Neumann pada tahun 1893. Timin ditemukan dalam sel prokariotik dan eukariotik, tetapi tidak terjadi pada virus RNA.
Timin adalah salah satu basa nitrogen yang digunakan untuk membangun asam nukleat. Bersamaan dengan sitosin, itu adalah salah satu dari dua basa pirimidin yang ditemukan dalam DNA. Dalam RNA, biasanya digantikan oleh urasil, tetapi transfer RNA (tRNA) mengandung jumlah jejak timin.
Apa itu
Timin adalah salah satu dari empat basa nitrogen mengandung asam nukleat dan yang campur tangan dalam kode genetik.
Asam deoksiribonukleat, atau DNA, adalah apa yang terbuat dari gen. Dalam molekul DNA, empat blok bangunan nukleotida berbeda terjadi. Masing-masing berisi gula karbon lima dan gugus fosfat, tetapi berbeda tergantung pada apa basa organik terpasang. Empat basa yang ditemukan dalam molekul DNA adenin, timin, sitosin dan guanin. Sebuah molekul DNA terdiri dari dua untai nukleotida yang spiral sekitar satu sama lain untuk membentuk sebuah helix ganda.
Tulang punggung Nukleotida dibuat oleh gula dari satu ikatan nukleotida dengan gugus fosfat dari berikutnya. Dua untai yang diselenggarakan bersama oleh ikatan hidrogen antara dasar dari nukleotida yang berlawanan. Ikatan hidrogen ini sangat spesifik dan hanya terjadi antara pasangan basa komplementer.
Struktur dasar masing-masing menentukan basa yang tepat akan memasangkan. Semua empat basa memiliki struktur cincin yang berisi karbon dan atom nitrogen, sehingga mereka sering disebut sebagai basa nitrogen.
Meskipun masing-masing memiliki struktur kimia yang berbeda, mereka dikelompokkan ke dalam dua kategori berdasarkan jumlah dering yang dikandungnya. Adenin dan guanin adalah basa purin dan memiliki struktur cincin ganda. Sitosin dan timin memiliki struktur cincin tunggal dan basa pirimidin.
Dua kendala penting yang ditempatkan pada bagaimana anak tangga silang antara untai DNA dapat dibentuk agar ikatan hidrogen untuk membentuk dan melingkar teratur double helix terjadi. Pertama, basis purin hanya terikat dengan basa pirimidin.
Dengan hanya memiliki basa purin ikatan dengan basa pirimidin, panjang anak tangga silang antara untai DNA akan tetap konstan. Jika basis purin bisa ikatan dengan basa purin atau basa pirimidin dengan basa pirimidin, panjang silang anak tangga akan berubah yang menyebabkan molekul DNA untuk membungkuk dalam dan keluar.
Kedua, dan lebih khusus lagi, hanya ikatan adenin dengan timin dan hanya ikatan sitosin dengan guanin. Ketika ikatan yang adenin dengan timin, dua ikatan hidrogen terbentuk. Tiga ikatan hidrogen terbentuk antara sitosin dan guanin. Hanya dua pasang mampu membentuk ikatan hidrogen yang diperlukan untuk menjaga stabilitas molekul DNA.
Apa yang penting dalam molekul DNA adalah agar basa muncul. Ini berarti bahwa akan ada empat anak tangga yang berbeda silang – adenin dengan timin, timin dengan adenin, sitosin dengan guanin, dengan sitosin dan guanin. Ini secara biologis penting karena itu berarti bahwa urutan dasar satu untai molekul DNA menentukan urutan basa dari untai lainnya. Dengan kata lain, dua untai dapat dipisahkan dan salinan tepat dibuat setiap kali sel membelah.
Timin adalah unik di antara empat basa karena hanya terjadi pada molekul DNA. Adenin, sitosin dan guanin juga ditemukan dalam nukleotida yang membentuk asam ribonukleat, atau RNA. Dalam sebuah molekul RNA, timin diganti dengan urasil.
Struktur kimia
Rumus kimia timin adalah C5H6N2O2. Timin membentuk cincin heterosiklik beranggotakan enam. Senyawa heterosiklik mengandung atom selain karbon di dalam cincin. Dalam timin, cincin itu mengandung atom nitrogen pada posisi 1 dan 3.
Seperti purin dan pirimidin lainnya, timin adalah aromatik. Yaitu, cincinnya mencakup ikatan kimia tak jenuh atau pasangan bebas. Timin bergabung dengan gula deoksiribosa untuk membentuk timidin. Timidin dapat difosforilasi hingga tiga gugus asam fosfat untuk membentuk deoksi-timidin monofosfat (dDMP), deoksi-timidin difosfat (dTDP), dan deoksi-timidin trifosfat (dTTP).
Dalam DNA, timin membentuk dua ikatan hidrogen dengan adenin. Fosfat nukleotida membentuk tulang punggung heliks ganda DNA, sedangkan ikatan hidrogen antara basa berjalan melalui pusat heliks dan menstabilkan molekul.
Ikatan hidrogen antara Adenine dan Timin
Ketika ikatan adenin dengan timin, dua ikatan hidrogen terbentuk. Tiga ikatan hidrogen terbentuk antara sitosin dan guanin.
Dalam DNA, adenin hanya berikatan dengan timin. Ia melakukan ini dengan dua ikatan hidrogen yang kuat, sehingga ikatannya sulit untuk putus dan kodenya sulit rusak.
Adenin, Guanin, Timin, dan Sitosin
Selain itu, salah satu dari lima basa organik yang berbeda dapat dipasang pada masing-masing nukleotida – adenin, sitosin, guanin, timin atau urasil. Sitosin, guanin, dan adenin ditemukan dalam molekul RNA dan DNA, sedangkan timin hanya dalam DNA dan urasil hanya ada dalam RNA.
Empat basa yang ditemukan dalam molekul DNA adalah adenin, timin, sitosin, dan guanin. Molekul DNA terdiri dari dua untai nukleotida yang saling melingkar membentuk heliks ganda.
Sintesis timin
Informasi genetik dari organisme hidup, yang dikodekan dalam asam deoksiribonukleat (DNA), diekspresikan melalui sintesis protein. Interaksi antara asam nukleat dan sintesis protein dapat dibagi menjadi dua proses: transkripsi, di mana informasi dalam DNA ditranskripsi menjadi model dan terjemahan asam ribonukleat (RNA), di mana model RNA digunakan untuk membentuk protein.
Berguna untuk berkonsultasi proses dalam dua bagian. Transkripsi sintesis protein menyalin kode DNA. Terjemahan sintesis protein menggabungkan kode dengan senyawa kimia dalam sel, kombinasi yang menjadi protein.
Mutasi dan Kanker
Di hadapan sinar ultraviolet, dua molekul timin yang berdekatan sering bermutasi untuk membentuk dimer timin. Dimer menekuk molekul DNA, mempengaruhi fungsinya, ditambah dimer tidak dapat ditranskripsikan dengan benar (direplikasi) atau diterjemahkan (digunakan sebagai templat untuk membuat asam amino). Dalam sel kulit tunggal, hingga 50 atau 100 dimer dapat terbentuk per detik setelah terpapar sinar matahari. Lesi yang tidak dikoreksi adalah penyebab utama melanoma pada manusia. Namun, sebagian besar dimer diperbaiki oleh perbaikan eksisi nukleotida atau dengan reaktivasi photolyase.
Sementara dimer timin dapat menyebabkan kanker, timin juga dapat digunakan sebagai target untuk perawatan kanker. Pengenalan analog metabolik 5-fluorourasil (5-FU) menggantikan 5-FU untuk timin dan mencegah sel kanker dari replikasi DNA dan membelah.
Di Semesta
Pada tahun 2015, para peneliti di Laboratorium Ames berhasil membentuk timin, urasil, dan sitosin dalam kondisi laboratorium yang mensimulasikan ruang angkasa menggunakan pirimidin sebagai bahan sumber. Pirimidin secara alami terjadi di meteorit dan diyakini terbentuk di awan gas dan bintang raksasa merah. Timin belum terdeteksi dalam meteorit, mungkin karena dioksidasi oleh hidrogen peroksida. Namun, sintesis laboratorium menunjukkan blok bangunan DNA dapat diangkut ke planet-planet oleh meteorit.
Ringkasan
- Timin adalah salah satu dari lima basa yang digunakan untuk membangun asam nukleat.
- Ia juga dikenal sebagai 5-metilurasil atau dengan singkatan T atau Mu.
- Timin ditemukan dalam DNA, di mana berpasangan dengan adenin melalui dua ikatan hidrogen. Dalam RNA, timin digantikan oleh urasil.
- Paparan sinar ultraviolet menyebabkan mutasi DNA yang umum di mana dua molekul timin yang berdekatan membentuk dimer. Sementara tubuh memiliki proses perbaikan alami untuk memperbaiki mutasi, dimer yang tidak diperbaiki dapat menyebabkan melanoma.