Dexyribosa struktura, funkcije in biosinteza

The deoksiriboza tudi D-2-desoxirribosa To je pet -ogljikov sladkor, ki sestavlja nukleotide deoksiribonukleinske kisline (DNK). Ta sladkor deluje kot podlaga za združitev fosfatne skupine in dušikove baze, ki sestavljajo nukleotide.

Ogljikovi hidrati na splošno so bistvene molekule za živa bitja, izpolnjujejo različne nepogrešljive funkcije, ne le kot molekule, iz katerih je mogoče pridobiti energijo za celice, temveč tudi za strukturo verig DNA, skozi katere se prenašajo genetske informacije.

Kemična struktura deoksiriboze (vir: EDGAR181 [javna domena] prek Wikimedia Commons)

Vsi sladkorji ali ogljikovi hidrati imajo splošno formulo cnh2non, v primeru deoksiriboze je njegova kemična formula C5H10O4.

Deoksiriboza je sladkor, ki strukturira DNK in se razlikuje le od riboze (sladkor, ki sestavlja RNA), v katerem ima vodikov atom (-H) v ogljiku 3, medtem ko ima riboza hidroksilno funkcionalno skupino (- OH) v isti položaj.

Zaradi te strukturne podobnosti je riboza najpomembnejši izhodiščni substrat za celično sintezo deoksiriboznih sladkorjev.

Povprečna celica ima količino RNA skoraj 10 -krat večja kot pri DNK, frakcija RNA, ki se reciklira, se preusmeri v nastajanje deoksiriboze, pomembno prispeva k preživetju celic.

[TOC]

Struktura

Dexyribose je monosaharid, sestavljen iz petih ogljikovih atomov. Ima skupino aldehida, zato jo razvrsti v skupino Aldopentosa (Aldo, Aldehid in Pento za pet ogljikov).

Z razgradnjo kemične sestave deoksiriboze lahko rečemo, da:

To je sestavljeno iz petih ogljikovih atomov, v ogljiku položaja 1 je aldehidna skupina, v ogljiku položaja 2 ima dva atoma vodika in v ogljiku v položaju 3 ima dva različna substituenta, in sicer: hidroksilno skupino (------ oh) in atom vodika.

Lahko vam služi: hidrokoloid

Carbon v položaju 4, pa tudi v položaju 3 ima skupino OH in vodikov atom. Molekula lahko skozi atom kisika hidroksilne skupine v tem položaju pridobi svojo ciklično konformacijo, saj je povezana z ogljikom v položaju 1.

Peti atom ogljika je nasičen z dvema atoma vodika in se nahaja na končnem koncu molekule, zunaj obroča.

V aldehidni skupini ogljikovega atoma 1 je tam, kjer se pridružijo dušik, ki skupaj s sladkorjem tvorijo nukleozide (nukleotidi brez fosfatne skupine). V kisiku, pritrjenem na ogljikov atom 5, je tam, kjer se fosfatna skupina, ki tvori nukleotide.

V DNK propelerju ali pramenu je ogljikova fosfatna skupina 5 nukleotida tista, ki se pridruži OH skupini ogljika v položaju 3 druge deoksiriboze, ki pripada drugemu nukleotidu in tako naprej.

Optični izomeri

Med petimi ogljikovimi atomi, ki sestavljajo glavno okostje deoksiriboze, so trije ogljikovi, ki imajo na vsaki strani štiri različne substituente. Carbon v položaju 2 je glede na to asimetričen, saj ni povezan z nobeno skupino OH.

Zato lahko deoksiriboza in po tem ogljikovem atomu dosežemo v dveh "izoformah" ali "optičnih izomerih", ki sta znana kot L-dezoksiriboza in D. Obe obliki lahko določimo iz karbonilne skupine na vrhu Fisherjeve strukture.

Je označen kot "d -desexirribosa" vsem deoksiribosom, kjer je skupina -OH Carbon 2 razporejena na desno, medtem ko oblike "l -disoxyribose" imajo skupino -oh levo.

Vam lahko služi: organske spojine: značilnosti, klasifikacija, primeri

"D" oblika sladkorjev, vključno z deoksiribozo, prevladuje v presnovi organizmov.

Funkcije

Desoxyribosa je sladkor, ki deluje kot strukturni blok številnih pomembnih makromolekul, kot so DNK in visokoenergetski nukleotidi, kot so ATP, ADP, AMP, GTP, med drugim.

Razlika, ki jo predstavlja ciklična struktura deoksiriboze glede na riboso, je prva veliko bolj stabilna molekula.

Odsotnost atoma kisika v ogljiku 2 naredi deoksiribozo manj sladkorja, ki je nagnjen k zmanjšanju, zlasti v primerjavi z ribozo. To je zelo pomembno, saj zagotavlja stabilnost molekulam, katerih del je.

Biosinteza

Deoksiriboza, tako kot riboza, lahko sintetiziramo v telesu živali po poteh, ki vključujejo razgradnjo drugih ogljikovih hidratov (običajno šesterokotnike, kot je glukoza) ali na primer z manjšo kondenzacijo ogljikovih hidratov).

V prvem primeru, torej pridobivanje deoksiriboze od razgradnje "nadrejenih" ogljikovih hidratnih spojin, je to mogoče, zahvaljujoč presnovni zmogljivosti celic pentozni fosfat v riboznem 5-fosfatu.

Strukturna primerjava med ribozo in deoksiribozo (Vir: Genomics Education Program [CC do 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/2.0)] prek Wikimedia Commons)

5-fosfatna riboza lahko nato zmanjšamo na 5-fosfatno deoksiribozo, ki se lahko neposredno uporablja za sintezo energijskega nukleotida.

Pridobivanje riboze in deoksiriboze iz kondenzacije manjših sladkorjev je bilo dokazano v bakterijskih izvlečkih, kjer je bila dokazana tvorba deoksiriboze v prisotnosti gliceraldehid fosfata in acetaldehida.

Vam lahko služi: Henryjev zakon

Podobni dokazi so bili pridobljeni v študijah z uporabo živalskih tkiv, vendar inkubiranje fruktoze-1-6-bifosfata in acetaldehida v prisotnosti jodacetne kisline.

Pretvorba ribonukleotidov v deksiribonukleotide

Čeprav so majhni frakciji ogljikovih atomov, namenjenih nukleotidnim biosinteznim poti, usmerjeni v biosintezo deoksinukleotidov (nukleotidi DNA, ki imajo kot sladkor kot deoksiriboza), se večina od njih usmeri v predvsem proti tvorbi ribonukleotidov.

Posledično se deoksiriboza sintetizira predvsem iz njegovega sladkorja z rjo).

Tako je prvi korak sinteze deksinukleotidov iz ribonukleotidov sestavljen v tvorbi deoksiriboze iz riboze, ki sestavlja te nukleotide.

Če želite to narediti, se riboza zmanjša, to je, da se skupina OH odstrani v ogljiku 2 riboze in se izmenjuje za hidridni ion (atom vodika), pri čemer ohrani isto konfiguracijo.

Reference

1. Bernstein, i. Do., & Sweet, D. (1958). Biosinteza deoksiriboze v nepoškodovanem Escherichia coli. Časopis za biološko kemijo, 233(5), 1194-1198.
2. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Uvod v genetsko analizo. Macmillan.
3. Mathews, c. K., Van Holde, k. In., & Ahern, k. G. (2000). Biokemija. 2000. San Francisco: Benjamincummings.
4. McGeown, m. G., & Malpress, F. H. (1952). Sinteza deoksiriboze v živalskih tkivih. Narava, 170(4327), 575–576.
5. Watson, J. D., & Crick, F. (1953). Struktura za deoksiribozno nukleinsko kislino.