Struktura, funkcje i biosynteza deksyrybosa

Deoksyryboza albo D-2-desoksirribosa Jest to pięciokrębowy cukier, który składa nukleotydy kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA). Cukier ten działa jako podstawa dla zjednoczenia grupy fosforanowej i podstawy azotu, które tworzą nukleotydy.

Węglowodany są ogólnie niezbędne cząsteczki dla żywych istot, wypełniają różne niezbędne funkcje, nie tylko jako cząsteczki, z których można ekstrahować energię dla komórek, ale także do struktury łańcuchów DNA, przez które informacje genetyczne są transmitowane.

Struktura chemiczna dezoksyrybozy (Źródło: Edgar181 [domena publiczna] za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Wszystkie cukry lub węglowodany mają wzór ogólny CNH2NON, w przypadku deoksyrybozy jej wzór chemiczny wynosi C5H10O4.

Deoksyryboza jest cukrem, który struktury DNA i różni się tylko od rybozy (cukier, który komponuje RNA), w którym ma atom wodoru (-H) w węglu 3, tymczasem ryboza ma grupę funkcjonalną hydroksylową (- OH) w In W ta sama pozycja.

Z powodu tego podobieństwa strukturalnego ryboza jest najważniejszym początkowym substratem do syntezy komórkowej cukrów deoksyrybozy.

Średnia komórka ma ilość RNA prawie 10 razy wyższa niż w przypadku DNA, a frakcja RNA, która jest poddawana recyklingowi, odwracając się w kierunku tworzenia dezoksyrybozy, ma istotny wkład w przeżycie komórek.

[TOC]

Struktura

Deksyryboza jest monosacharydem złożonym z pięciu atomów węgla. Ma grupę aldehydu, dlatego jest klasyfikowana w grupie Aldopentosa (Aldo, przez aldehyd i pento dla pięciu węgli).

Rozbijając skład chemiczny deoksyrybozy, możemy powiedzieć::

Składa się z pięciu atomów węgla, w węglu pozycji 1 jest grupą aldehydową, w węglu pozycji 2 ma dwa atomy wodoru i w węglu w pozycji 3, ma dwa różne podstawniki, a mianowicie: grupa hydroksylowa (- OH) i atom wodoru.

Może ci służyć: hydrocoloid

Węgiel w pozycji 4, a także w pozycji 3, ma grupę OH i atom wodoru. To dzięki atomowi tlenu grupy hydroksylowej w tej pozycji cząsteczka może zdobyć swoją cykliczną konformację, ponieważ jest powiązana z węglem w pozycji 1.

Piąty atom węgla jest nasycony dwoma atomami wodoru i znajduje się na końcowym końcu cząsteczki, poza pierścieniem.

W grupie aldehydu atomu węgla 1 jest miejscem, w którym łączy się azot, który wraz z cukrem tworzą nukleozydy (nukleotydy bez grupy fosforanowej). W tlenie przyłączonym do atomu węgla 5 jest miejscem, w którym łączy się grupa fosforanowa, która tworzy nukleotydy.

W śmigłach śmigła lub nici DNA grupa 5 fosforanu węgla nukleotydu jest tą, która łączy grupę OH węgla w pozycji 3 innej dezoksyrybozy należącej do innego nukleotydu i tak dalej.

Izomery optyczne

Wśród pięciu atomów węgla, które składają się na główny szkielet deoksyrybozy, to trzy węgle, które mają cztery różne podstawy po każdej ze stron. Węgiel w pozycji 2 jest asymetryczny w stosunku do nich, ponieważ nie jest powiązany z żadną grupą OH.

Dlatego, i zgodnie z tym atomem węglowym, dezoksyrybozę można osiągnąć w dwóch „izoformach” lub „izomerach optycznych”, znanych jako L-desoksyrybozy i D. Obie formy można zdefiniować z grupy karbonylowej na szczycie struktury Fishera.

Jest oznaczony jako „d -desexirribosa” dla wszystkich dezokrybosów, w których grupa -OH Carbon 2 jest ułożona po prawej stronie, podczas gdy formy „l -disoksyrybozy” mają grupę -OH w lewo.

Może ci służyć: związki organiczne: cechy, klasyfikacja, przykłady

Forma cukrów „D”, w tym dezoksyryboza, jest dominująca w metabolizmie organizmów.

Funkcje

Desoxyribosa jest cukrem, który działa jako blok strukturalny wielu ważnych makrocząsteczek, takich jak DNA i nukleotydy o wysokiej energii, takie jak ATP, ADP, AMP, GTP, między innymi.

Różnica wynikająca z cyklicznej struktury dezoksyrybozy w odniesieniu do rybozy czyni pierwszą stabilną cząsteczką.

Brak atomu tlenu w węglku 2 sprawia, że ​​dezoksyryboza jest mniejszą skłonnością do redukcji, szczególnie w porównaniu z rybozą. Ma to ogromne znaczenie, ponieważ zapewnia stabilność cząsteczkom, których jest częścią.

Biosynteza

Deoksyrybozę, podobnie jak ryboza, można zsyntetyzować w ciele zwierzęcia drogami, które obejmują degradację innych węglowodanów (zwykle sześciokosowych, takich jak glukoza) lub na przykład przez mniejszą kondensację węglowodanów).

W pierwszym przypadku, to znaczy uzyskiwanie dezoksyrybozy od degradacji „wyższych” związków węglowodanów, jest to możliwe dzięki zdolności metabolicznej komórek do wykonywania bezpośredniej konwersji Ribulous 5-fosforanu uzyskanego fosforan pentozowy w rybozie 5-fosforan.

Porównanie strukturalne między rybozą i deoksyrybozą (Źródło: program edukacji genomiki [CC przez 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.0)] przez Wikimedia Commons)

Rybozę 5-fosforanową można następnie zmniejszyć do 5-fosforanu deoksyrybozy, które można zastosować bezpośrednio do syntezy nukleotydów energetycznych.

Uzyskanie rybozy i deoksyrybozy z kondensacji mniejszych cukrów wykazano w ekstraktach bakteryjnych, w których powstawanie deoksyrybozy zostało udowodnione w obecności fosforanu gliceraldehydu i acetaldehydu.

Może ci służyć: Prawo Henry'ego

Podobne dowody uzyskano w badaniach z wykorzystaniem tkanek zwierzęcych, ale inkubacja fruktozy-1-6-bifosforanu i acetaldehydu w obecności kwasu jodakowego.

Konwersja rybonukleotydów na deksyrybonukleotydy

Chociaż małe frakcje atomów węgla przeznaczonych do tras biosyntezy nukleotydów są skierowane do biosyntezy deoksynukleotydów (nukleotydy DNA, które posiadają cukier do deoksyrybozy), większość z nich kieruje się głównie w kierunku tworzenia rybonukleotydów.

W związku z tym deoksyryboza jest głównie syntetyzowana z cukru rybozy rdzy).

Zatem pierwszy etap syntezy deksynukleotydów z rybonukleotydów polega na tworzeniu dezoksyrybozy z rybozy, która składa się z tych nukleotydów.

Aby to zrobić, ryboza jest zmniejszona, to znaczy grupa OH jest usuwana w węglu 2 rybozy i jest wymieniana na jon wodorkowy (atom wodoru), zachowując tę ​​samą konfigurację.

Bibliografia

1. Bernstein, i. DO., & Słodkie D. (1958). Biosynteza deoksyrybozy w nienaruszonych Escherichia coli. Journal of Biological Chemistry, 233(5), 1194-1198.
2. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, zm. T., & Miller, j. H. (2005). Wprowadzenie do analizy genetycznej. Macmillan.
3. Mathews, c. K., Van Holde, K. I., & Ahern, K. G. (2000). Biochemia. 2000. San Francisco: Benjamincummings.
4. McGeown, m. G., & Malpress, F. H. (1952). Synteza deoksyrybozy w tkankach zwierzęcych. Natura, 170(4327), 575-576.
5. Watson, J. D., & Crick, F. (1953). Struktura kwasu nukleinowego dezoksyrybozy.