почему урацил вместо тимина?

Заранее стоит оговорить различия тимина и урацила. Тимин - тот же урацил, но метилированный в позиции С-5 пиримидинового кольца. Это различие очень важно. А теперь - непосредственно к самому вопросу.

Собственно, если принять за верную гипотезу гипотезу мира РНК, тогда первичными нуклеиновыми кислотами были именно РНК. Тогда наличие у нуклеотидах РНК урацила объясняется просто - энергетической выгодностью: для синтеза урацила как неметилированного основания уходит значительно меньше энергии, чем для синтеза метилированного основания - тимина.

В таком случае нужно ответить на вопрос, почему в составе соответствующих нуклеотидов ДНК вместо урацила находится тимин. Должен быть какой-то фактор, который обусловливает выгодность синтеза именно тимина с встраиванием его в нуклеотид.
Думаю, что причина - в механизме репарации дезаминированного цитозина. Дезаминирование цитозина - превращение цитозина в урацил, происходящее чаще всего спонтанно. Фактически, это есть спонтанной мутацией. В результате, если бы в составе ДНК был бы урацил вместо тимина, то было бы невозможно различить мутантную пару А-У от канонической пары А-У, и мутации бы интенсивно накапливались. Но так как у тимина есть своеобразный маркер - метильная группа, то становится возможной репарация ДНК. Замечу, что репарация РНК невозможна.
То есть, использование тимина в качестве одного из азотистых оснований для нуклеотидов ДНК было закреплено эволюционно из-за приведенной причины. Он повышает стабильность генетического аппарата.