데 옥시 리보스의 구조, 특성 및 중요성



그 데 옥시 리보스, 2- 데 옥시 -D- 리보스 또는 2- 데 옥시 -D- 에리트로 - 펜토 오스는 5 탄소 단당류 (오탄당)로서 실험식이 C5H10O4. 그 구조는 그림 1 (EMBL-EBI, 2016).

이 분자는 DNA 구조의 한 구성 요소로 DNA 폴리머의 "골격"을 형성하기 위해 인산염 그룹과 번갈아 가며 질소 염기와 결합한다. (디옥시리보 핵산)

리보스 대신 데 옥시 리보오스가 존재한다는 것은 DNA와 RNA (리보 핵산)의 차이입니다. Deoxyribose는 1935 년에 합성되었지만 1954 년까지는 DNA에서 분리되지 않았다 (Encyclopædia Britannica, 1998).

데 옥시 리보오스에서 모든 수산기는 피셔 투영에서 같은면에 있습니다 (그림 2). D-2-deoxyribose는 핵산 DNA의 전구체입니다. 2- 데 옥시 리보스는 알도 펜토오스, 즉 탄소 원자 수가 5 개인 알데히드 관능기를 갖는 단당류.

이 설탕의 경우 탄소는 DNA 체인에있는 질소 염기의 탄소와 구분하기 위해 아포스트로피로 표시됩니다. 이러한 방식으로, 데 옥시 리보오스는 탄소 C2 '에서 OH가 결핍되고,.

데 옥시 리보스의 반복 구조

모든 탄수화물은 안정성을 제공하기 때문에 수성 매질에서 순환됩니다. 탄소수에 따라 그림 3과 같이 푸란 또는 피란과 유사한 구조를 채택 할 수 있습니다 (MURRAY, BENDER, & BOTHAM, 2013).

리보스 세 구조의 혼합물로서 주로 존재한다 : 선형 형태 H- (C = O) - 한 five-와 (CHOH) 3-H 및 2 개 개의 고리 모양 deoxyribofuranose (C3' 엔도) - (CH2)을 및 desoxiribopiranosa 부재 ( "엔도 C2'")와, 6 원 링. 도 4에 도시 된 바와 같이, 후자의 형태는 우세.

리보오스와 데 옥시 리보스의 차이점

이름에서 알 수 있듯이, 데 옥시 리보스는 탈산 소화 된 당 (desoxygenated sugar)이며, 이것은 산소 원자가 손실 됨으로써 리보스 당으로부터 유래 된 것을 의미합니다.

그림 5 (Carr, 2014)에서 볼 수 있듯이 C2 '탄소에 수산기 (OH)가 부족하다. 데 옥시 리보스 설탕은 DNA 사슬의 일부이고 리보오스는 RNA 사슬의 일부입니다.

(R은 리보스이고 아라비 컨벤션 피셔 L이다) 후자 있지만 동등하다 -2- 데 옥시 리보스, 2- desoxiarabinosa ', 펜 토스 당, 아라비 노스 및 리보스 만 C2의 입체 상이 보낸 리보오스가 아니라 아라비 노스 때문에 용어는 거의 사용되지 않습니다, 디옥시리보의 전구체이다.

물리 화학적 특성

Ribose는 수용액에서 무색의 액체를 형성하는 흰색 고체입니다 (National Center for Biotechnology Information, 2017). 그것은 134.13 g / mol의 분자량, 91 ℃의 융점을 가지며 모든 탄수화물과 마찬가지로 물에 잘 녹습니다 (Royal Society of Chemistry, 2015).

데 옥시 리보스는 리보 뉴클레오타이드 환원 효소 (ribonucleotide reductase) 라 불리는 효소에 의해 리보오스 5 인산염으로부터 오탄당 인산염 경로에 기인한다. 이 효소들은 탈산 소화 과정을 촉매한다 (COMPOUND : C01801, S.F.).

DNA의 데 옥시 리보스

위에서 언급했듯이, deoxyribose는 생물학적 중요성을 부여하는 DNA 가닥의 구성 요소입니다. DNA 분자 (데 옥시 리보 핵산)는 생명체의 유전 정보의 주요 저장소입니다.

표준 명명법 핵산, DNA 염기는 미국 (일반적으로 아데닌, 티민, 구아닌 또는 시토신) 계 유기 탄소 1 '리보스와 리보스 분자 인.

각 데 옥시 리보스 단위의 5 '수산화물은 이전 단위의 데 옥시 리보스의 3'탄소에 결합 된 인산염 (뉴클레오티드를 형성 함)으로 대체됩니다 (Crick, 1953).

DNA 가닥의 형성을 위해서는 우선 뉴 클레오 사이드의 형성이 필요하다. 뉴클레오타이드는 뉴클레오티드보다 선행한다. DNA (디옥시리보 핵산)와 RNA (리보 핵산)는 뉴클레오티드 사슬.

뉴 클레오 사이드는 질소 함유 아민 및 리보스 또는 데 옥시 리보스 일 수있는 당 분자로 불리는 헤테로 사이 클릭 아민에 의해 형성된다. 인산기가 뉴 클레오 사이드에 연결된 경우, 뉴 클레오 사이드는 뉴클레오티드.

DNA 뉴 클레오 사이드 전구체의 염기는 아데닌, 구아닌, 시토신 및 티민이다. 후자는 RNA 사슬의 우라실을 대체합니다. 데 옥시 리보스 당 분자는 DNA 뉴 클레오 시드 전구체의 염기에 결합한다..

DNA의 뉴 클레오 사이드는 아데노신, 구아노 신, 티미 딘 및 시토신으로 표기한다. 도 6은 DNA 뉴 클레오 시드.

뉴 클레오 사이드가 인산염 그룹을 얻는 경우 뉴클레오타이드가됩니다. 하나, 둘 또는 세 개의 인산기가 뉴 클레오 시드에 부착 될 수있다. 예는 아데닌 리보 뉴 클레오 시드 모노 포스페이트 (AMP), 아데닌 리보 뉴 클레오 시드 2 인산 (ADP) 및 아데닌 리보 뉴 클레오 시드 트리 포스페이트 (ATP).

뉴클레오티드 (뉴 클레오 사이드는 인산염과 연결되어 있음)는 RNA와 DNA의 기본 성분 일뿐만 아니라 세포 내에서 에너지의 전달 원 및 정보 전달 원으로도 작용합니다.

예를 들어, ATP는 GTP (구아노 신 트리 포스페이트)의에 신호를 형질 도입, 단백질 합성 및 고리 형 AMP (사이 클릭 아데노신 모노 포스페이트), 환상 뉴클레오티드 에너지를 공급하는 세포에서 많은 생화학 적 상호 작용 에너지 원 역할 호르몬 반응과 (블루, SF) 신경계.

도 8에 도시 된 바와 같이, DNA의 경우에 대한 상기 모노 뉴클레오티드는 체인의 가닥을 형성하는 탄소 fofodiester 5 '및 3'의 다른 뉴클레오티드 간 결합을 통해 연결된.

이어서, 포스 포디 에스테르 결합으로 결합 된 뉴클레오타이드에 의해 형성된 가닥은 상보 적 가닥에 결합하여도 9에 도시 된 바와 같은 DNA 분자를 형성한다..

데 옥시 리보스의 생물학적 중요성

DNA 사슬의 구성은 부분적으로 데 옥시 리보스 분자의 스택에 기인하여 매우 안정하다.

리보스 분자는 DNA 가닥에 추가적인 안정성을 부여하는 영구 쌍극자 상호 작용과 수산기 다이폴 유도 산소로 (OH)에 의해 그들 사이의 반 데르 발스 힘에 의해 상호

수산기 2 '데 옥시 리보스의 부재는, RNA에 비해 DNA의 큰 기계적 유연성 명백하게 담당 컴팩트 코어에서 코일 수 (진핵 생물에서) 또한이 이중 나선 형태를 가정 할 수있게하며 세포.

이중 나선 DNA 분자는 또한 전형적으로 RNA 분자보다 훨씬 더 길다. RNA와 DNA의 주쇄는 구조적으로 유사하지만 RNA는 단일 가닥이며 데 옥시 리보스 대신 리보스로 만들어집니다.

수산기가 없기 때문에 DNA는 RNA보다 가수 분해에 더 강합니다. 부분적으로 음의 수산기가 없기 때문에 RNA의 안정성에있어 DNA를 선호한다.

RNA에 수산기 발수 개의 뉴클레오티드 사이의 포스 포디 에스테르 다리와 연관된 DNA는 음전하 (구조 생화학 / 핵산 / 설탕 / 설탕 리보스 2016)보다 덜 안정하게 항상 존재.

다른 유도체는 생물학적으로 중요한 리보스는 모노 -, 디 및 트리 포스페이트, 모노 포스페이트 및 3'- 고리를 포함 5'.También 센스 DNA 가닥은 리보스의 탄소에 따라 표시되는 것을 주목. 이것은 DNA 복제를 이해하는데 특히 유용하다..

이미 관찰 된 바와 같이, DNA 분자는 이중 가닥이고 두 개의 사슬은 역 평행하다. 즉, 반대 방향으로 진행한다. 원핵 생물과 진핵 생물에서의 DNA 복제는 두 사슬에서 동시에 일어난다..

그러나, 3 '에서 5'방향으로 DNA를 중합시킬 수있는 유기체에는 효소가 없기 때문에, 새로 복제 된 DNA 가닥 모두 동시에 동일한 방향으로 성장할 수 없다.

그러나 같은 효소가 동시에 두 사슬을 재생합니다. 단일 효소는 동일한 전진 방향으로 5 '에서 3'방향으로 연속 방식으로 가닥 ( "전도성 가닥")을 복제합니다.

복제 다른 스트랜드 ( "후행 가닥")를 조금씩 동안이 '3'(5)에 다시 짧은 분출로 150-250 뉴클레오티드 뉴클레오티드는 중합뿐만 아니라 RNA의 후단을 향 전치 않은 부분 대신에 선례.

DNA 가닥은 반 평행이기 때문에 효소 DNA 중합 효소는 비대칭으로 작용합니다. 주 사슬 (전방)에서 DNA는 연속적으로 합성됩니다. 지연된 필라멘트에서, DNA는 소단위 (1-5 킬로베이스)로 소위 합성되며, 소위 오카자키 조각.

오카자키의 몇 조각 (최대 250 개)은 각 복제 분기별로 순서대로 합성되어야합니다. 이것이 일어나기 위해서는 helicase가 지연 사슬에 작용하여 5 '에서 3'방향으로 dsDNA를 풀어 준다..

미토콘드리아 게놈 RNA 작은 부분 원형 DNA 복제 후에 폐쇄 구조의 일부로서 남아있는 동안 포유 동물의 핵 게놈에서 가장 RNA 프라이머 결국, 복제 프로세스의 일부로서 제거 할.

참고 문헌

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  2. Carr, S.M. (2014). 데 옥시 리보스 대 리보스 당. mun.ca에서 가져온.
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  4. Crick, J. D. (1953). 데 옥시 리보스 핵산의 구조. 자연. genius.com에서 회복.
  5. EMBL-EBI (2016, 7 월 4 일). 2- 데 옥시 -D- 리보스. 회복 된 ebi.ac.uk. 
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  10. 구조 생화학 / 핵산 / 당 / 데 옥시 리보스 설탕. (2016, 9 월 21 일). wikibooks.org에서 가져온.