Deoxiribosstruktur, funktioner och biosyntes

3199
Abraham McLaughlin
Deoxiribosstruktur, funktioner och biosyntes

De deoxiribos eller D-2-deoxiribos Det är ett socker med fem kol som utgör nukleotiderna i deoxiribonukleinsyra (DNA). Detta socker fungerar som en bas för fosfatgruppens förening och den kvävehaltiga bas som utgör nukleotiderna.

Kolhydrater i allmänhet är väsentliga molekyler för levande varelser, de uppfyller olika väsentliga funktioner, inte bara som molekyler från vilka energi kan extraheras för celler, utan också för att strukturera DNA-kedjorna genom vilka genetisk information överförs.

Kemisk struktur av deoxiribos (Källa: Edgar181 [Public domain] via Wikimedia Commons)

Alla sockerarter eller kolhydrater har den allmänna formeln CnH2nOn, i fallet med deoxiribos är dess kemiska formel C5H10O4.

Deoxiribos är sockret som strukturerar DNA och det skiljer sig bara från ribos (sockret som utgör RNA) genom att det har en väteatom (-H) vid kol 3, medan ribos har en hydroxylfunktionell grupp (- OH) i samma placera.

På grund av denna strukturella likhet är ribos det viktigaste startsubstratet för den cellulära syntesen av deoxiribossocker..

En genomsnittlig cell har en mängd RNA nästan 10 gånger högre än den för DNA, och den fraktion av RNA som återvinns och avledar sig mot bildandet av deoxiribos har ett viktigt bidrag till cellernas överlevnad.

Artikelindex

  • 1 Struktur
    • 1.1 Optiska isomerer
  • 2 funktioner
  • 3 Biosyntes
    • 3.1 Omvandling av ribonukleotider till deoxiribonukleotider
  • 4 Referenser

Strukturera

Deoxiribos är en monosackarid som består av fem kolatomer. Den har en aldehydgrupp, därför klassificeras den inom gruppen aldopentoser (aldo, för aldehyd och pento för de fem kolerna).

Genom att bryta ner deoxiribosens kemiska sammansättning kan vi säga att:

Detta består av fem kolatomer, aldehydgruppen finns på kolet vid position 1, på kolet vid position 2 har det två väteatomer och på kolet vid position 3 har det två olika substituenter, nämligen: en hydroxylgrupp ( -OH) och en väteatom.

Kol i position 4, liksom det i position 3, har en OH-grupp och en väteatom. Det är genom syreatomen i hydroxylgruppen i denna position som molekylen kan få sin cykliska konformation, eftersom den binder till kolet i position 1.

Den femte kolatomen är mättad med två väteatomer och ligger vid molekylens terminala ände, utanför ringen.

I aldehydgruppen i kolatom 1 är där kvävebaserna förenas som tillsammans med sockret bildar nukleosiderna (nukleotider utan fosfatgruppen). I syret fäst vid kolatomen 5 är där fosfatgruppen som utgör nukleotiderna förenas.

I en DNA-helix eller -sträng är fosfatgruppen bunden till kol 5 i en nukleotid den som binder till OH-gruppen av kol vid position 3 i en annan deoxiribos som tillhör en annan nukleotid, och så vidare.

Optiska isomerer

Bland de fem kolatomerna som utgör deoxiribos huvudkedja finns tre kol som har fyra olika substituenter på varje sida. Kolet i position 2 är asymmetriskt med avseende på dessa, eftersom det inte är fäst vid någon OH-grupp.

Därför och enligt denna kolatom kan deoxiribos uppnås i två "isoformer" eller "optiska isomerer" som är kända som L-deoxiribos och D-deoxiribos. Båda formerna kan definieras från karbonylgruppen längst upp i Fisher-strukturen.

All deoxirribos betecknas som "D-deoxiribos" i vilken -OH-gruppen bunden till kol 2 är placerad till höger, medan "L-deoxiribos" -formerna har -OH-gruppen till vänster..

“D” -formen av sockerarter, inklusive deoxiribos, är den dominerande i metabolismen av organismer.

Funktioner

Deoxiribos är ett socker som fungerar som en byggsten för många viktiga makromolekyler som DNA och högenerginukleotider som ATP, ADP, AMP, GTP, bland andra..

Skillnaden som den cykliska strukturen hos deoxiribos presenterar med avseende på ribos gör den förra till en mycket mer stabil molekyl.

Frånvaron av syreatomen vid kol 2 gör deoxiribos till ett socker som är mindre benäget att minska, särskilt jämfört med ribos. Detta är av stor betydelse, eftersom det ger stabilitet för de molekyler som det ingår i..

Biosyntes

Deoxiribos, som ribos, kan syntetiseras i ett djurs kropp på vägar som involverar nedbrytning av andra kolhydrater (vanligtvis hexoser såsom glukos) eller genom kondensering av mindre kolhydrater (trioser och andra tvåkolföreningar, till exempel).

I det första fallet, det vill säga erhållande av deoxiribos från nedbrytningen av "högre" kolhydratföreningar, är detta möjligt tack vare cellernas metaboliska förmåga att genomföra den direkta omvandlingen av ribulos-5-fosfat erhållen genom vägen från pentos fosfat till ribos 5-fosfat.

Strukturell jämförelse mellan ribos och deoxiribos (Källa: Genomics Education Program [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)] via Wikimedia Commons)

Ribos 5-fosfat kan reduceras ytterligare till deoxiribos 5-fosfat, som kan användas direkt för syntes av energiska nukleotider.

Erhållandet av ribos och deoxiribos från kondensering av mindre sockerarter har visats i bakteriextrakt, där bildandet av deoxiribos i närvaro av glyceraldehydfosfat och acetaldehyd har verifierats..

Liknande bevis har erhållits i studier med djurvävnader, men inkubering av fruktos-1-6-bisfosfat och acetaldehyd i närvaro av jodättiksyra..

Omvandling av ribonukleotider till deoxiribonukleotider

Även om små fraktioner av kolatomerna som är avsedda för nukleotidbiosyntesvägarna är riktade mot biosyntesen av deoxinukleotider (nukleotiderna av DNA som har deoxiribos som socker), är de flesta av dessa riktade främst mot bildandet av ribonukleotider..

Följaktligen syntetiseras deoxiribos huvudsakligen från dess oxiderade derivat, ribos, och detta är möjligt inuti cellen tack vare den stora skillnaden i överflöd mellan DNA och RNA, som är den viktigaste källan till ribonukleotider (en viktig källa till ribosocker).

Således består det första steget i syntesen av deoxinukleotider från ribonukleotider av bildandet av deoxiribos från ribosen som utgör dessa nukleotider..

För detta reduceras ribos, det vill säga, OH-gruppen vid kol 2 i ribos avlägsnas och byts mot en hydridjon (en väteatom), med bibehållen samma konfiguration..

Referenser

  1. Bernstein, I. A., & Sweet, D. (1958). Biosyntes av deoxiribos i intakt Escherichia coli. Journal of Biological Chemistry, 233(5), 1194-1198.
  2. Griffiths, A. J., Wessler, S. R., Lewontin, R. C., Gelbart, W. M., Suzuki, D. T., & Miller, J. H. (2005). En introduktion till genetisk analys. Macmillan.
  3. Mathews, C. K., Van Holde, K. E. och Ahern, K. G. (2000). Biokemi. 2000. San Francisco: BenjaminCummings.
  4. McGEOWN, M. G. och Malpress, F. H. (1952). Syntes av deoxiribos i djurvävnader. Natur, 170(4327), 575-576.
  5. Watson, J. D., & Crick, F. (1953). En struktur för deoxiribosnukleinsyra.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.