La thymine a une plus grande résistance à la mutation photochimique, ce qui rend le message génétique plus stable. Cela offre une explication approximative des raisons pour lesquelles la thymine est plus protégée que l'uracile.
Cependant, la vraie question est: pourquoi la thymine remplace-t-elle l'uracile dans l'ADN? La chose importante à noter est que si l'uracile existe à la fois sous forme d'uridine (U) et de désoxy-uridine (dU), la thymine n'existe que sous forme de désoxy-thymidine (dT). La question devient donc: pourquoi les cellules se donnent-elles la peine de méthyler l'uracile en thymine avant de pouvoir l'utiliser dans l'ADN? et la réponse facile est: la méthylation protège l'ADN.
En plus d'utiliser dT au lieu de dU, la plupart des organismes utilisent également diverses enzymes pour modifier l'ADN après qu'il a été synthétisé. Deux de ces enzymes, dam
et dcm
méthylent respectivement les adénines et les cytosines le long du brin d'ADN entier. Cette méthylation rend l'ADN méconnaissable pour de nombreuses nucléases (enzymes qui décomposent l'ADN et l'ARN), de sorte qu'il ne peut pas être facilement attaqué par des envahisseurs, comme des virus ou certaines bactéries. Évidemment, la méthylation des nucléotides avant leur incorporation garantit que tout le brin d'ADN est protégé.
La thymine protège également l'ADN d'une autre manière. Si vous regardez les composants des acides nucléiques, des phosphates, des sucres et des bases, vous voyez qu'ils sont tous très hydrophiles (solubles dans l'eau). De toute évidence, l'ajout d'un groupe méthyle hydrophobe (insoluble dans l'eau) à une partie de l'ADN va changer les caractéristiques de la molécule. L'effet principal est que le groupe méthyle sera repoussé par le reste de l'ADN, le déplaçant vers une position fixe dans la rainure principale de l'hélice. Cela résout un problème important avec l'uracile - bien qu'il préfère l'adénine, l'uracile peut s'apparier à presque toutes les autres bases, y compris lui-même, en fonction de la façon dont il se situe dans l'hélice. En le ramenant à une seule conformation, le groupe méthyle limite l'uracile (thymine) à l'appariement uniquement avec l'adénine. Cela améliore considérablement l'efficacité de la réplication de l'ADN, en réduisant le taux de mésappariements, et donc de mutations.