Dexyribosa -Struktur, Funktionen und Biosynthese

Der Desoxyribose entweder D-2-Desoxirribosa Es ist ein Fünf -Kohlenstoff -Zucker, der die Nukleotide von Desoxyribonukleinsäure (DNA) zusammensetzt. Dieser Zucker arbeitet als Grundlage für die Vereinigung der Phosphatgruppe und der Stickstoffbasis, die die Nukleotide ausmachen.

Kohlenhydrate im Allgemeinen sind wesentliche Moleküle für Lebewesen, die unterschiedliche unverzichtbare Funktionen erfüllen, nicht nur als Moleküle, aus denen Energie für Zellen extrahiert werden kann, sondern auch um DNA -Ketten zu strukturieren, durch die genetische Informationen übertragen werden.

Chemische Struktur von Desoxyribose (Quelle: Edgar181 [Public Domain] über Wikimedia Commons)

Alle Zucker oder Kohlenhydrate haben die allgemeine Formel CNH2Non, im Fall von Desoxyribose ist seine chemische Formel C5H10O4.

Desoxyribose ist der Zucker, der die DNA strukturiert und sich nur von der Ribose (der Zucker, der die RNA zusammensetzt) ​​strukturiert, in der es ein Wasserstoffatom (--H) in Kohlenstoff 3 hat die gleiche Position.

Aufgrund dieser strukturellen Ähnlichkeit ist Ribose das wichtigste Startsubstrat für die zelluläre Synthese von Desoxyribosezucker.

Eine durchschnittliche Zelle hat eine Menge RNA fast 10 -mal höher als die von DNA, und die RNA -Fraktion, die recycelt wird, wodurch die Bildung von Desoxyribose abgeleitet wird.

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Struktur

Dexyribose ist ein Monosaccharid, das aus fünf Kohlenstoffatomen besteht. Es hat eine Aldehydgruppe, daher wird sie innerhalb der Aldopentosa -Gruppe klassifiziert (Aldo, von Aldehyde und Pento für die fünf Kohlenstoffe).

Durch Brechen der chemischen Zusammensetzung von Desoxyribose können wir das sagen:

Dies besteht aus fünf Kohlenstoffatomen im Kohlenstoff von Position 1 ist die Aldehydgruppe, im Kohlenstoff von Position 2 hat sie zwei Atome Wasserstoff und im Kohlenstoff in Position 3 zwei verschiedene Substituenten, nämlich: eine Hydroxylgruppe (- OH) und ein Wasserstoffatom.

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Kohlenstoff in Position 4 sowie in Position 3 haben eine OH -Gruppe und ein Wasserstoffatom. Durch das Sauerstoffatom der Hydroxylgruppe in dieser Position kann das Molekül seine zyklische Konformation erwerben, da es in Position 1 mit Kohlenstoff verbunden ist.

Das fünfte Kohlenstoffatom ist mit zwei Wasserstoffatomen gesättigt und befindet sich am terminalen Ende des Moleküls außerhalb des Rings.

In der Aldehydgruppe des Kohlenstoffatoms 1 sind die Stickstoffbasen, die zusammen mit dem Zucker die Nukleoside (Nukleotide ohne die Phosphatgruppe) bilden. Im Sauerstoff, der am Kohlenstoffatom 5 gebunden ist.

In einem DNA -Propeller oder Strang ist die Kohlenstoffphosphatgruppe 5 eines Nukleotids diejenige, die sich der OH -Gruppe des Kohlenstoffs in Position 3 eines anderen Desoxyribose verbindet, das zu einem anderen Nukleotid gehört, und so weiter.

Optische Isomere

Unter den fünf Kohlenstoffatomen, aus denen das Hauptskelett von Desoxyribose besteht. Kohlenstoff in Position 2 ist in Bezug auf diese asymmetrisch, da er nicht mit einer Gruppe von OH verbunden ist.

Daher und nach diesem Kohlenstoffatom kann Desoxyribose in zwei „Isoformen“ oder „optischen Isomeren“ erreicht werden, die als L-Desoxyribose und D bekannt sind. Beide Formen können aus der Carbonylgruppe an der Spitze der Fisher -Struktur definiert werden.

Es ist für alle Desoxyribosas als "d -desexirribosa" bezeichnet.

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Die "D" -Geform von Zucker, einschließlich Desoxyribose, ist der vorherrschende Stoffwechsel von Organismen.

Funktionen

Desoxyribosa ist ein Zucker, der als struktureller Block vieler wichtiger Makromoleküle wie DNA und hoher Energie -Nukleotide wie ATP, ADP, AMP, GTP fungiert.

Der Unterschied, der durch die zyklische Struktur von Desoxyribose in Bezug auf Ribosa dargestellt wird, macht das erste zu einem viel stabileren Molekül.

Das Fehlen des Sauerstoffatoms in Kohlenstoff 2 macht Desoxyribose zu einer weniger zuverklemmten Zucker, insbesondere im Vergleich zu Ribose. Dies ist von großer Bedeutung, da es den Molekülen, zu denen es gehört, Stabilität bietet.

Biosynthese

Desoxyribose kann wie Ribose im Körper eines Tieres durch Routen synthetisiert werden, die den Abbau anderer Kohlenhydrate (normalerweise hexosös wie Glukose) oder beispielsweise durch kleinere Kohlenhydratkondensation beinhalten).

Im ersten Fall ist dies dank der Stoffwechselkapazität der Zellen, um die direkte Umwandlung des ribusartigen 5-Phosphat, das durch den Weg der „überlegene“ Zellen durch die direkte Umwandlung des ribusartigen 5-phosphat gewonnen wurde Pentosephosphat in Ribose 5-Phosphat.

Struktureller Vergleich zwischen Ribose und Desoxyribose (Quelle: Genomics Education Program [CC von 2).0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by/2.0)] über Wikimedia Commons)

5-phosphat-Ribose kann anschließend auf 5-phosphat-Desoxyribose reduziert werden, was direkt für die Energie-Nucleotid-Synthese verwendet werden kann.

In bakteriellen Extrakten wurde die Erlangung von Ribose und Desoxyribose aus der Kondensation kleinerer Zucker nachgewiesen.

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Ähnliche Beweise wurden in Studien unter Verwendung von tierischen Geweben erhalten, aber in Gegenwart von Fructose-1-6-Biphosphat und Acetaldehyd in Gegenwart von Jodessigsäure inkubiert.

Ribonukleotide Umwandlung zu Dexyribonukleotiden

Obwohl kleine Fraktionen von Kohlenstoffatomen, die für Nucleotid -Biosynthese -Routen bestimmt sind, auf die Biosynthese von Desoxynukleotiden (DNA.

Folglich wird Desoxyribose hauptsächlich aus seinem Rostribose -Zucker synthetisiert).

Somit besteht der erste Schritt der Synthese von Dexinukleotiden aus Ribonukleotiden in der Bildung von Desoxyribose aus der Ribose, die diese Nukleotide komponiert.

Dazu wird die Ribose reduziert, dh die OH -Gruppe wird in Kohlenstoff 2 der Ribose entfernt und gegen ein Hydridionen (ein Wasserstoffatom) ausgetauscht, wobei die gleiche Konfiguration beibehalten wird.

Verweise

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