الفرق بين اليوراسيل والثيامين

كل الكائنات الحية على وجه الأرض تحتوي على مادة وراثية تعطيها الصفات والخصائص المميزة التي تميزها عن غيرها من الكائنات. تتكون المادة الوراثية إما من الحمض النووي (DNA) كما في الإنسان والحيوانات، أو من الحمض النووي الريبوزي (RNA) كما في بعض الكائنات الدقيقة. تتألف المواد الوراثية من سلسلة من القواعد النيتروجينية التي تتفاعل وترتبط ببعضها البعض بطريقة كيميائية تعكس عظمة الخالق عز وجل .

كما أن القواعد النيتروجينية تلك هي التي تختلف بين الـ DNA والـ RNA، وهي توجد في بعض الكائنات الحية التي تحتوي على حمض نووي ريبوزي مزدوج اللولب (DNA) وفي بعضها الآخر تحتوي على حمض نووي ريبوزي منفرد اللولب (RNA) .

شرح القواعد النيتروجينية

تعتبر القاعدة النيتروجينية Nitrogenous Base هي الوحدة الأساسية التي تتكون منها المواد الوراثية في أجسام الكائنات الحية سواء RNA أو DNA P وهي تنتج من عملية أيض وتكسير كل من البيورينات Purines والبريميدينات Pyrimidines  ، وعند دراسة التركيب الكيميائي للمادة الوراثية DNA ؛ تبين أنها تتكون من أربعة قواعد نيتروجينية أساسية هي كل من : قاعدة الأدنين adenine ورمزها A ، قاعدة الجوانين guanine ورمزها G ، قاعدة السيتوسين cytosine ورمزها C ، قاعدة الثيامين thymine ورمزها T ؛ حيث ترتبط قاعدة الجوانين مع قاعدة الأدنين ، وترتبط قاعدة السيتوسين مع قاعدة الثيامين في هيكل الدي إن إيه DNA Structure .

أثناء دراسة العلماء للتركيب الكيميائي للمادة الوراثية RNA P، تبين أنها تتألف من أربعة قواعد نيتروجينية مشابهة للـ DNA. ومع ذلك، الـ RNA تحتوي بشكل رئيسي على قاعدة اليوراسيل (U) بدلا من قاعدة الثايمين الموجودة في الـ DNA، ولكنها تحتوي على نفس القواعد النيتروجينية الأخرى مثل الجوانين والسيتوسين والأدينين .

الاختلاف بين اليوراسيل والثيامين

إن كل من اليوراسيل والثيامين من القواعد النيتروجينية التي تنتمي إلى فئة البريميدينات ؛ ولكن يوجد اليوراسيل بمعدل أكبر في الـ RNA ، بينما ويوجد الثيامين بمعدل أكبر في الـ DNA ، ويرتبط كل منهم مع قاعدة الأدنين من البيورينات بعدد 2 رابطة هيدروجينية ، وإليكم توضيح مفصل للفرق بين اليوراسيل والثيامين :

الفرق في الهيكل الكيميائي لليوراسيل والثيمين

يُشير التركيب الكيميائي لقاعدة الثيامين إلى أنها تحتوي على رابطتي كيتو على ذرة الكربون رقم 2 والكربون رقم 4 على التوالي، بالإضافة إلى وجود مجموعة ميثيل CH3 على ذرة الكربون رقم 5، ويمكن رؤية ذلك في الصورة التالية .

تحتوي قاعدة اليوراسيل U على مجموعة كيتو على ذرة الكربون 2 والكربون 4، ولكن لا تحتوي على مجموعة ميثيل CH3 على أيٍ من ذرات الكربون كما في قاعدة الثيمين، والصورة التالية توضح التركيب الكيميائي لقاعدة اليوراسيل .

الصيغة الكيميائية لليوراسيل والثيامين

بسبب الاختلاف في عدد ذرات الكربون والهيدروجين في الثيمين واليوراسيل، فإن الصيغة الكيميائية لكل منهما مختلفة على النحو التالي:

• الصيغة الكيميائية لقاعدة الثيامين T هي : C5H6N2O2 .
• والصيغة الكيميائية لقاعدة اليوراسيل U هي : C4H4N2O2 .

الكتلة المولية لليوراسيل والثيامين

تختلف الكتلة المولية لكل من قاعدة اليوراسيل وقاعدة الثيلمين بسبب اختلاف عدد الذرات من العناصر الكربون والهيدروجين في كل منهما، وتم تقدير الكتلة المولية لهذه القواعد النيتروجينية على النحو التالي:

• الكتلة المولية لليوراسيل U ـ= 126.1133 جرام / مول .
• الكتلة المولية للثيامين T ـ= 112.0868 جرام / مول .

لماذا يوجد اليوراسيل في dna

كما معروف للجميع، كل من الثايمين واليوراسيل يشكلان قواعد نيتروجينية بمفردهما؛ ولكن عندما تتحد القاعدة النيتروجينية مع سكر البنوز الخماسي، فإنها تنتج مركبا يعرف باسم النيوكليوسيد. وعندما تتحد القاعدة النيتروجينية مع سكر البنتوز ومع واحدة أو أكثر من مجموعة الفوسفات، فإنها تنتج مركبا آخر يعرف باسم النيوكليوتيد .

عندما تتحد قاعدة الثيمين مع سكر البنتوز في الحمض النووي، يتشكل مركب الديوكسي ثيميدين، وعندما تتحد اليوراسيل مع سكر البنتوز في الحمض النووي RNA، يتشكل مركب اليوريدين، وهذا يحدث بسبب تفاعل القواعد النيتروجينية في الحمض النووي .

عندما يتم دمج قاعدة الثيمين مع السكر الخماسي ومجموعة فوسفات أحادية في الدي إن إيه، يتم إنتاج مركب Deoxythymidine-5’ monophosphate، ولكن عندما يتم دمجها مع مجموعة فوسفات ثنائية بدلاً من الأحادية، يتم إنتاج مركب Deoxythymidine-5’ diphosphate .

في حين أنه في حالة ارتباطها مع مجموعة فوسفات ثلاثية أيضًا سوف تعطي بالأخير مركب Deoxythymidine-5’triphosphate وهي النيوكليوتيدات ، وبالمثل عندما يرتبط اليوراسيل مع السكر الخماسي ومجموعات الفوسفات من الأحادية وحتى الثلاثية سوف يُعطي في النهاية مركب Uridine -5’triphosphate .

وقد أعزى العلماء وجود اليوراسيل في الأر إن إيه فقط إلى أن اليوراسيل لا يحدث له عملية ميثيلايشن Methylation وبالتالي هو لا يحمي مركب الدي إن إيه من إنزيمات الاقتطاع restriction endonuclease enzymes ، بينما قاعدة الثيامين والتي تعتبر في الأساس عبارة عن يوراسيل حدث له عملية Methylation وبالتالي فإن اليوراسيل لا يناسب الـ DNA .

ارتباط القواعد النيتروجينية

ترتبط القواعد النيتروجينية ببعضها البعض بطريقة محددة وخاصة جعلها الخالق عز وجل ، حيث ترتبط قاعدة تابعة للبيورينات Purines مع قاعدة تابعة للبريميدينات Pyrimidines ، ويتم الاتصال بين القواعد النيتروجينية على النحو التالي:

-قاعدة الأدنين Adenine : القاعدة النيتروجينية “A” هي من البيورينات وتنتمي إلى القواعد النيتروجينية في الـ DNA والـ RNA. وعندما توجد في الـ DNA، فإنها ترتبط بالقاعدة الثيمين بواسطة رابطتي هيدروجين، وعندما توجد في الـ RNA، فإنها ترتبط بالقاعدة اليوراسيل بواسطة رابطتي هيدروجين أيضًا .

-قاعدة الثيمين Thymine : تعد T اختصاراً لإحدى القواعد النيتروجينية التي توجد في الـ DNA فقط، وتنتمي إلى مجموعة البريميدينات، وهي ترتبط بالأدينين فقط برابطتي هيدروجين .

-قاعدة اليوراسيل Uracil : اختصارها U وهي من القواعد النيتروجينية الموجودة في الـ RNA فقط والتي تنتمي كذلك إلى البريميدينات ، ويرتبط اليوراسيل مع قاعدة الأدنين ، وهي تلعب نفس الدور الذي تلعبه قاعدة الثيمين في الـ DNA مع وجود بعض الفروق بينهما مثل وجود مجموعة Methyl في الثيمين وغيابها عن اليوراسيل .

-قاعدة الجوانين Guanine : اختصارها G ، وهي من القواعد النيتروجينية التي تنتمي إلى البيورينات وهي موجودة في الـ DNA والـ RNA ، وهي ترتبط مع القاعدة النيتروجينية سيتوسين C بثلاثة روابط هيدروجينية ، ويُذكر أنه قد تم اكتشاف قاعدة الجوانين للمرة الأولى في براز طائر يعرف باسم guano ؛ ومن هنا جاءت تسمية هذه القاعدة النيتروجينية بهذا الاسم .

-قاعدة السيتوسين Cytosine : ترمز الحرف C إلى السيتوسين، وهي واحدة من قواعد البيريميدين التي تحتوي على حلقة واحدة في تركيبها الكيميائي، وهي موجودة في الـ DNA والـ RNA، وتتصل قاعدة السيتوسين في الـ DNA والـ RNA بقاعدة الجوانين بثلاث روابط هيدروجينية .