チミン（Thymine）

チミン（Thymine）は、ピリミジン塩基に分類される有機化合物で、DNAの構成成分の1つである。遺伝情報を保存するDNAの中でアデニン（A）と特異的に塩基対を形成し、生命の遺伝的情報の伝達や複製において重要な役割を担っている。

1. 基本情報

• 化学式: C₅H₆N₂O₂
• 構造:
  チミンはピリミジン環を持ち、2つのカルボニル基（C=O）と1つのメチル基（CH₃）を有する構造を有する。
• 分子量: 126.11 g/mol
• 性質: 水にわずかに溶ける。弱塩基性を示す。

2. 生体内での役割

2.1 DNAの構成成分

• チミンはDNAの塩基の1つとして機能し、アデニン（A）と特異的に2本の水素結合を形成する（A-T塩基対）。
• このA-T塩基対は、DNAの二重らせん構造の安定性と正確な遺伝情報の複製に寄与する。

2.2 RNAとの違い

• RNAではチミンの代わりにウラシル（U）が使用される。構造的には、ウラシルはチミンからメチル基が欠けた形をしている。

3. チミンの生成

• チミンは、デノボ合成経路において、ウラシルから変換されて生成される。この過程では、メチル基が付加されることでチミンが形成される。
• DNAの分解により放出されたチミンは、サルベージ経路で再利用されることがある。

4. チミンの損傷と修復

チミン塩基は、紫外線や酸化ストレスによる損傷を受けやすく、これがDNAの機能に影響を与えることがある。

4.1 チミンダイマーの形成

• 紫外線（UV）照射により、隣接するチミン同士が共有結合してチミンダイマーを形成することがある。
• チミンダイマーはDNAの構造を歪め、複製や転写に障害を引き起こす。
• 細胞はヌクレオチド除去修復（NER）機構によってこれを修復する。

4.2 酸化ストレスによる損傷

• チミンは活性酸素種（ROS）により酸化されると、遺伝子変異やがんの原因となる可能性がある。

5. 関連疾患

• DNA損傷修復異常: チミンの損傷が適切に修復されない場合、遺伝子の突然変異やがんのリスクが増加する。