Pautan Phosphodiéster

Apakah pautan phosphodiéster?

The Pautan Phosphodiéster Mereka adalah ikatan kovalen yang berlaku di antara dua atom oksigen kumpulan fosfat dan kumpulan hidroksil dua molekul lain yang berbeza. Dalam jenis ini, kumpulan fosfat bertindak sebagai "jambatan" kesatuan yang stabil antara kedua -dua molekul melalui atom oksigennya.

Peranan asas ikatan phosphodiéster dalam alam adalah pembentukan rantai asid nukleik, kedua -dua DNA dan RNA. Bersama -sama dengan gula pentosa (deoxyribose atau ribosa, seperti yang mungkin) kumpulan fosfat adalah sebahagian daripada struktur sokongan biomolekul penting ini.

Pautan Phosphodiéster di rangka DNA. Wikimedia Commons

Rantaian nukleotida DNA atau RNA, seperti protein, boleh menganggap konformasi tiga dimensi yang berbeza yang stabil oleh ikatan bukan kovalen, seperti jambatan hidrogen antara pangkalan pelengkap.

Walau bagaimanapun, struktur utama diberikan oleh urutan linear nukleotida bersatu dengan kovalen dengan cara phosphodiéster.

Bagaimana pautan phosphodiéster terbentuk?

Seperti ikatan peptida dalam protein dan ikatan glukosid antara monosakarida, ikatan phosphodiéster hasil daripada tindak balas dehidrasi di mana molekul air hilang. Seterusnya, skim umum salah satu reaksi dehidrasi ini:

H-X₁-OH + H-X₂-OH → H-X₁-X₂-Oh + h₂Sama ada

Ion fosfat sesuai dengan asas conjugate asid fosforik yang tidak menyenangkan dan dipanggil fosfat inorganik, yang singkatannya dilambangkan sebagai pi. Apabila dua kumpulan fosfat bersatu antara satu sama lain ikatan fosfat anhydrous, dan molekul yang dikenali sebagai pirofosfat bukan organik atau PPI diperolehi.

Boleh melayani anda: isomalt: ciri, struktur, fungsi

Apabila ion fosfat menyertai atom karbon molekul organik, ikatan kimia dipanggil ester fosfat, dan spesies yang dihasilkan adalah monophosphat organik. Sekiranya molekul organik mengikat lebih daripada satu kumpulan fosfat, diphosphat organik atau trifats terbentuk.

Apabila satu molekul fosfat bukan organik menyertai dua kumpulan organik, fosfodier atau "dieter fosfat" digunakan. Adalah penting untuk tidak mengelirukan ikatan phosphodiéster dengan ikatan phosphoanhydro yang tinggi di antara kumpulan molekul fosfat seperti ATP, contohnya.

Ikatan phosphodiéster antara nukleotida bersebelahan terdiri daripada dua ikatan phosphoestter yang berlaku antara hidroksil dalam kedudukan 5 'nukleotida dan hidroksil dalam kedudukan 3' nukleotida berikut dalam DNA atau RNA Strand.

Bergantung pada keadaan medium, ikatan ini boleh dihidrolisiskan kedua -dua enzimatik dan tidak enzimatik.

Enzim yang terlibat

Pembentukan dan pecah ikatan kimia adalah penting untuk semua proses penting seperti yang kita ketahui, dan kes bon phosphodiéster tidak terkecuali.

Antara enzim yang paling penting yang boleh dibentuk oleh pautan ini ialah polimerase DNA atau RNA. Enzim fosfodiesterae mampu menghidrolisisinya secara enzim.

Semasa replikasi, proses penting untuk percambahan sel, dalam setiap kitaran tindak balas dntp (deoxynucleotide tryphosphate) pelengkap ke asas acuan dimasukkan ke dalam DNA melalui tindak balas pemindahan nukleotida.

Polimerase bertanggungjawab untuk membentuk pautan baru antara 3'-oh acuan oleh pautan phosphoanhydro.

Boleh melayani anda: protonephrides

Hasilnya adalah tahap rantai oleh nukleotida dan pembebasan molekul pyrophosphate (PPI) s. Telah ditentukan bahawa tindak balas ini merit dua ion magnesium divalen (mg²⁺), yang kehadirannya membolehkan penstabilan elektrostatik nukleofil OH^- Untuk mendapatkan pendekatan ke tapak aktif enzim.

Dia Pk_ke pautan phosphodiéster hampir dengan 0, jadi dalam larutan berair, ikatan ini sepenuhnya diionkan, dimuat secara negatif.

Ini memberikan molekul asid nukleik beban negatif, yang dinetralkan terima kasih kepada interaksi ionik dengan beban positif asid amino protein, kesatuan elektrostatik dengan ion logam atau persatuan dengan poliamina.

Dalam larutan berair, ikatan phosphodiéster dalam molekul DNA jauh lebih stabil daripada molekul RNA. Dalam larutan alkali, ikatan ini dalam molekul RNA dibahagikan dengan anjakan intramolekul nukleosida pada akhir 5 'oleh oxianion 2'.

Fungsi dan contoh

Seperti yang disebutkan, peranan yang paling relevan dalam ikatan ini adalah penyertaan mereka dalam pembentukan rangka molekul asid nukleik, yang merupakan molekul yang paling penting dalam dunia selular.

Aktiviti enzim topoisomerase, yang secara aktif mengambil bahagian dalam replikasi sintesis DNA dan protein, bergantung kepada interaksi ikatan phosphodiéster pada akhir DNA 5 'DNA dengan rantai sisa tyrosine di enzim -enzim ini.

Boleh melayani anda: 19 jenis fosilisasi dan ciri -ciri mereka

Molekul yang menyertai sebagai utusan kedua, seperti adenosin monophosphate siklik (CAMP) atau trifosphate kitaran guanosin (CGTP).

Glyceophospholipids, komponen asas dalam membran biologi, terdiri daripada molekul gliserol yang mengikat oleh ikatan fosfodiester kepada kumpulan "kepala" kutub yang membentuk kawasan hidrofilik molekul.

Rujukan

1. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, c. Ke., Krieger, m., Bretscher, a., Ploegh, h., Martin, k. (2003). Biologi sel molekul (Edisi ke -5.). Freeman, w. H. & Syarikat.
2. Nakamura, t., Zhao, dan., Yamagata, dan., Hua, dan. J., & Yang, w. (2012). Menonton polimerase DNA η membuat ikatan fosfodiester. Alam, 487(7406), 196-201.
3. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Prinsip Biokimia Lehninger. Edisi Omega (Edisi ke -5.)