Фосфодиэфирная связь
В химии фосфодиэфирная связь возникает, когда ровно две гидроксильные группы ( −OH ) в фосфорной кислоте реагируют с гидроксильными группами других молекул с образованием двух сложноэфирных связей. «Связь» предполагает эту связь C−O−PO − 2 O−C . [1] В обсуждении фосфодиэфиров преобладает их преобладание в ДНК и РНК , но фосфодиэфиры встречаются и в других биомолекулах, например, в ацильных белках-переносчиках , фосфолипидах и циклических формах ГМФ и АМФ (цГМФ и цАМФ). [2]
Фосфодиэфирный остов ДНК и РНК
[ редактировать ]связи составляют основу ДНК . и РНК Фосфодиэфирные В фосфодиэфирных связях нуклеиновых кислот фосфат присоединяется к 5'-углероду одного нуклеозида и к 3'-углероду соседнего нуклеозида. В частности, это фосфодиэфирные связи, которые связывают 3'-атом углерода одной молекулы сахара и 5'-атом углерода другой (отсюда и название 3', 5'-фосфодиэфирная связь, используемое по отношению к этому типу связи в цепях ДНК и РНК). ). [3] В процесс вовлечены сахаридные группы: дезоксирибоза в ДНК и рибоза в РНК. Чтобы образовалась фосфодиэфирная связь , соединяющая нуклеозиды , трифосфатные или дифосфатные формы нуклеотидных строительных блоков расщепляются с выделением энергии, необходимой для запуска реакции, катализируемой ферментом . [4] Например, при репликации ДНК образование фосфодиэфирных связей катализируется ферментом -полимеразой ДНК с использованием пары магния катионов и других поддерживающих структур. [3] Образование связи происходит не только при репликации ДНК и РНК, но также при репарации и рекомбинации нуклеиновых кислот и может требовать участия различных полимераз, праймеров и/или лигаз. Например, во время репликации ДНК ДНК-полимераза I оставляет отверстие между фосфатами во вновь сформированном остове. ДНК-лигаза способна образовывать фосфодиэфирную связь между нуклеотидами по обе стороны от разрыва. [2]
Фосфодиэфиры имеют отрицательный заряд при pH 7. [5] Отрицательный заряд притягивает гистоны , катионы металлов, таких как магний , и полиамины . Отталкивание между этими отрицательными зарядами влияет на конформацию полинуклеиновых кислот.
Разрыв фосфодиэфирной связи
[ редактировать ]Гидролиз (разрыв) фосфодиэфирных связей можно стимулировать несколькими способами. Фосфодиэстеразы – это ферменты, катализирующие гидролиз фосфодиэфирной связи. Эти ферменты участвуют в восстановлении последовательностей ДНК и РНК, спасении нуклеотидов и превращении цГМФ и цАМФ в ГМФ и АМФ соответственно. [2] Гидролиз фосфодиэфирной связи происходит также химически и самопроизвольно, без помощи ферментов. Например, простая рибоза (в РНК) имеет на одну гидроксильную группу больше , чем дезоксирибоза (в ДНК), что делает первую менее стабильной и более восприимчивой к щелочному гидролизу , при этом условия относительно высокого pH вызывают разрыв фосфодиэфирной связи между двумя рибонуклеотидами . Относительная нестабильность РНК при гидроксильной атаке ее фосфодиэфирных связей делает ее непригодной для хранения геномной информации, но способствует ее полезности в транскрипции и трансляции . [2]
См. также
[ редактировать ]- фосфодиэстераза
- Ингибитор фосфодиэстеразы
- Репликация ДНК , ДНК , АТФ
- Тейхоевая кислота , ДНКаза I
- ПДЭ5
- Ник (ДНК)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Фосфодиэфирная связь» . Школа биомедицинских наук Wiki .
- ^ Перейти обратно: а б с д Мисфельд, Роджер Л.; МакЭвой, Меган М. (2021). Биохимия (2-е изд.). Нью-Йорк: WW Norton & Company. стр. 110, 397, 941, 1034–1058. ISBN 9780393690453 .
- ^ Перейти обратно: а б Нельсон, Дэвид Л.; Кокс, Майкл М. (2013). Ленингерские принципы биохимии (6-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman and Company. стр. 284–286, 1014–1018. ISBN 978-1-4292-3414-6 .
- ^ Кулкарни; и др. (2008). Биохимия . Книги Прагати. стр. 57–60.
- ^ Плезанс, Лаплас (2007). Фундаментальная биохимия (3-е изд.). МакГраф Образовательный. стр. 331–334.