Thymine heeft een grotere weerstand tegen fotochemische mutatie, waardoor de genetische boodschap stabieler wordt. Dit biedt een ruwe verklaring waarom thymine beter beschermd is dan uracil.
De echte vraag is echter: waarom vervangt thymine uracil in het DNA? Het belangrijkste om op te merken is dat hoewel uracil bestaat als zowel uridine (U) als deoxy-uridine (dU), thymine alleen bestaat als deoxy-thymidine (dT). Dus de vraag wordt: waarom doen cellen de moeite om uracil te methyleren tot thymine voordat het in DNA kan worden gebruikt? en het gemakkelijke antwoord is: methylering beschermt het DNA.
Naast het gebruik van dT in plaats van dU, gebruiken de meeste organismen ook verschillende enzymen om DNA te modificeren nadat het is gesynthetiseerd. Twee van dergelijke enzymen, dam
en dcm
methylaat adenines en cytosines, respectievelijk, langs de gehele DNA-streng. Deze methylering maakt het DNA onherkenbaar voor veel nucleasen (enzymen die DNA en RNA afbreken), zodat het niet gemakkelijk kan worden aangevallen door indringers, zoals virussen of bepaalde bacteriën. Het is duidelijk dat het methyleren van de nucleotiden voordat ze worden opgenomen, ervoor zorgt dat de hele DNA-streng wordt beschermd.
Thymine beschermt het DNA ook op een andere manier. Als je naar de componenten van nucleïnezuren, fosfaten, suikers en basen kijkt, zie je dat ze allemaal erg hydrofiel (in water oplosbaar) zijn. Het is duidelijk dat het toevoegen van een hydrofobe (in water onoplosbare) methylgroep aan een deel van het DNA de eigenschappen van het molecuul zal veranderen. Het belangrijkste effect is dat de methylgroep wordt afgestoten door de rest van het DNA, waardoor het naar een vaste positie in de hoofdgroef van de helix wordt verplaatst. Dit lost een belangrijk probleem met uracil op - hoewel het de voorkeur geeft aan adenine, kan uracil basenparen met bijna elke andere base, inclusief zichzelf, afhankelijk van hoe het zich in de helix bevindt. Door het vast te zetten tot een enkele conformatie, beperkt de methylgroep uracil (thymine) tot alleen paren met adenine. Dit verbetert de efficiëntie van DNA-replicatie aanzienlijk door het aantal mismatches en dus mutaties te verminderen.