Dezoksiribozes vai D-2-dezoksiribozes ir pieci - oglekļa cukurs, kas sastāv no nukleotīdiem dezoksiribonukleīnskābes (DNS). Šis cukurs darbojas kā pamats fosfātu grupas savienībai un slāpekļa bāzei, kas veido nukleotīdus.
Ogļhidrāti kopumā ir būtiskas molekulas dzīvām būtnēm, tās pilda dažādas būtiskas funkcijas ne tikai kā molekulas, no kurām šūnām var iegūt enerģiju, bet arī veido DNS ķēdes, caur kurām tiek pārraidīta ģenētiskā informācija. .
Dezoksiribozes ķīmiskā struktūra (Avots: Edgar181, izmantojot Wikimedia Commons)
Visiem cukuriem vai ogļhidrātiem ir vispārējā formula CnH2nOn, dezoksiribozes gadījumā tā ķīmiskā formula ir C5H10O4.
Dezoksiriboze ir cukurs, kas strukturē DNS un atšķiras no ribozes (cukura, kas veido RNS) tikai ar to, ka tajā ir ūdeņraža atoms (-H) pie oglekļa 3, tikmēr ribozei ir hidroksilfunkcionālā grupa (- OH) tajā pašā stāvoklī.
Šīs strukturālās līdzības dēļ riboze ir vissvarīgākais sākuma substrāts dezoksiribozo cukuru šūnu sintēzē.
Vidējā šūnā RNS daudzums ir gandrīz 10 reizes lielāks nekā DNS, un RNS daļai, kas tiek pārstrādāta un novirzīta dezoksiribozes veidošanai, ir svarīgs ieguldījums šūnu izdzīvošanā.
Uzbūve
Dezoksiriboze ir monosaharīds, kas sastāv no pieciem oglekļa atomiem. Tam ir aldehīdu grupa, tāpēc to klasificē aldopetožu grupā (aldo, aldehīdam un pento pieciem oglekļiem).
Sadalot dezoksiribozes ķīmisko sastāvu, mēs varam teikt, ka:
To veido pieci oglekļa atomi, aldehīdu grupa ir atrodama uz oglekļa 1. pozīcijā, uz oglekļa 2. pozīcijā tam ir divi ūdeņraža atomi un uz oglekļa 3. pozīcijā tam ir divi dažādi aizvietotāji, proti: hidroksilgrupa (-OH) un ūdeņraža atoms.
Ogleklim 4. un 3. pozīcijā ir OH grupa un ūdeņraža atoms. Caur hidroksilgrupas skābekļa atomu šajā pozīcijā molekula var iegūt savu ciklisko konformāciju, jo tā saistās ar oglekli 1. pozīcijā.
Piektais oglekļa atoms ir piesātināts ar diviem ūdeņraža atomiem un atrodas molekulas gala galā, ārpus gredzena.
Slāpekļa bāzes kopā ar cukuru veido 1 oglekļa aldehīdu grupu un veido nukleozīdus (nukleotīdus bez fosfātu grupas). Skābeklis, kas pievienots 5. oglekļa atomam, ir saistīts ar fosfātu grupu, kas veido nukleotīdus.
DNS spirālē vai virknē fosfātu grupa, kas piestiprināta pie nukleotīda 5 oglekļa, ir tā, kas ir pievienota oglekļa OH grupai citas dezoksiribozes, kas pieder citam nukleotīdam, 3. pozīcijā utt.
Optiskie izomēri
Starp pieciem oglekļa atomiem, kas veido dezoksiribozes mugurkaulu, ir trīs oglekļa atomi, kuriem katrā pusē ir četri dažādi aizvietotāji. Ogleklis 2. pozīcijā attiecībā pret tiem ir asimetrisks, jo tas nav pievienots nevienai OH grupai.
Tāpēc un saskaņā ar šo oglekļa atomu dezoksiribozi var iegūt divās "izoformās" vai "optiskajos izomēros", kas pazīstami kā L-dezoksiribozs un D-dezoksiribozs. Abas formas var noteikt no karbonilgrupas Fišera struktūras augšpusē.
Visas dezoksiribozes apzīmē kā "D-dezoksiribozi", kur -OH grupa, kas piestiprināta pie oglekļa 2, ir novietota pa labi, bet "L-dezoksiribozes" formām -OH grupa ir pa kreisi.
Cukuru “D” forma, ieskaitot dezoksiribozi, ir pārsvarā organismu metabolismā.
Iespējas
Dezoksiriboze ir cukurs, kas darbojas kā daudzu svarīgu makromolekulu, piemēram, DNS, un augstas enerģijas nukleotīdu, piemēram, ATP, ADP, AMP un GTP, bloks.
Atšķirība, ko dezoksiribozes cikliskā struktūra rada attiecībā pret ribozi, padara to par daudz stabilāku molekulu.
Skābekļa atoma trūkuma pie oglekļa 2 padara dezoksiribozi mazāku pakļaušanu cukura reducēšanai, īpaši salīdzinājumā ar ribozi. Tas ir ļoti svarīgi, jo tas nodrošina stabilitāti molekulām, kuru sastāvdaļa tā ir.
Biosintēze
Dezoksiribozi, tāpat kā ribozi, dzīvnieka ķermenī var sintezēt, izmantojot citus ogļhidrātus (parasti heksozes, piemēram, glikozi) vai mazāku ogļhidrātu (triožu un citu divu oglekļa savienojumu) kondensāciju. , piemēram).
Pirmajā gadījumā, tas ir, dezoksiribozes iegūšana, sadaloties "augstākiem" ogļhidrātu savienojumiem, tas ir iespējams, pateicoties šūnu metabolisma spējai veikt tiešu ribulozes 5-fosfāta pārveidošanu, kas iegūta, izmantojot pentozes fosfāta pārvēršana ribozes 5-fosfātā.
Ribozes un dezoksiribozes strukturālais salīdzinājums (Avots: Genomikas izglītības programma, izmantojot Wikimedia Commons)
Ribose 5-fosfātu var tālāk reducēt līdz dezoksiriboz 5-fosfātam, ko var tieši izmantot enerģētisko nukleotīdu sintēzei.
Ribozes un dezoksiribozes iegūšana no mazāku cukuru kondensācijas ir pierādīta baktēriju ekstraktos, kur dezoksiribozes veidošanās ir pārbaudīta glicerraldehīda fosfāta un acetaldehīda klātbūtnē.
Līdzīgi pierādījumi ir iegūti pētījumos, kuros izmanto dzīvnieku audus, bet fruktozes-1-6-bisfosfātu un acetaldehīdu inkubē jodoetiķskābes klātbūtnē.
Ribonukleotīdu pārvēršana dezoksiribonukleotīdos
Kaut arī nelielas oglekļa atomu frakcijas, kas paredzētas nukleotīdu biosintēzes ceļiem, ir vērstas uz deoksinukleotīdu (DNS nukleotīdiem, kuriem cukurs ir dezoksiriboze) biosintēzei, vairums no tiem galvenokārt ir vērsti uz ribonukleotīdu veidošanos .
Rezultātā dezoksiriboze tiek sintezēta galvenokārt no tās oksidētajiem atvasinājumiem - ribozes, un tas ir iespējams šūnas iekšienē, pateicoties lielajām atšķirībām starp DNS un RNS pārpalikumu, kas ir galvenais ribonukleotīdu (svarīgs avots ribozes cukurs).
Tādējādi pirmais solis dezoinukleotīdu sintēzē no ribonukleotīdiem sastāv no dezoksiribozes veidošanās no ribozes, kas veido šos nukleotīdus.
Šim nolūkam riboze tiek reducēta, tas ir, OH grupa pie ribozes 2 oglekļa tiek noņemta un apmainīta pret hidrīda jonu (ūdeņraža atomu), saglabājot to pašu konfigurāciju.
Atsauces
- Bernstein, IA, & Sweet, D. (1958). Dezoksiribozes biosintēze neskartā Escherichia coli. Journal of Biological Chemistry, 233 (5), 1194-1198.
- Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Ievads ģenētiskajā analīzē. Makmillans.
- Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Bioķīmija. 2000. Sanfrancisko: Bendžamins Cummings.
- McGEOWN, MG un Malpress, FH (1952). Dezoksiribozes sintēze dzīvnieku audos. Daba, 170 (4327), 575–576.
- Vatsons, JD, un Kriks, F. (1953). Dezoksiribozes nukleīnskābes struktūra.