Дезоксирибоза это в биологии кратко

Обновлено: 03.07.2024

Дезоксирибоза – это пятиуглеродный сахар молекула это помогает сформировать фосфатную основу молекул ДНК. ДНК или дезоксирибонуклеиновая кислота представляет собой полимер, образованный из множества нуклеиновых кислот. каждый нуклеиновая кислота состоит из молекулы дезоксирибозы, связанной с фосфатная группа и пурин или пиримидин, Пурины имеют два углеродных и азотных кольца, в то время как пиримидины имеют только одно кольцо. Пурины представляют собой аденин (А) и гуанин (G), в то время как пиримидины представляют собой цитозин и тимин в ДНК. В РНК пиримидинами являются цитозин (C) и урацил (U). Связанные с дезоксирибозой и фосфатной группой, эти молекулы известны как дезоксирибонуклеотиды и являются прямыми предшественниками ДНК. Связи между нуклеотидами известны как фосфодиэфирные связи, потому что они имеют место между фосфатной группой одного нуклеотид и дезоксирибозный сахар следующего нуклеотида.

Вместе длинные нити ДНК, содержащие много отдельных молекул дезоксирибозы, несут генетическую информацию о животном. Хотя отдельные нуклеотиды не несут никакой информации, как одна буква, серия из трех нуклеотидов создает кодон, который требует определенной аминокислоты. Вместе много аминокислоты образуют функциональные белки, которые могут помочь клетка в ускорении определенных реакций. Хотя основание дезоксирибозы не изменяется от одного нуклеотида к другому, оно создает сильную поддержку для рабочих молекул ДНК. Единственная разница между РНК и ДНК заключается в наличии дезоксирибозы вместо рибозы. Фермент, известный как рибонуклеотидредуктаза, удаляет молекулу кислорода из одного из атомов углерода рибозного сахара. Результатом является дезоксирибоза, основа ДНК. Это простое изменение – единственное различие между РНК и ДНК, в то время как они со временем эволюционировали.

Структура дезоксирибозы

Сама по себе дезоксирибоза может существовать в виде линейной молекулы или в виде пяти или шестичленного кольца. Дезоксирибоза известна как альдопентоза, потому что это молекула из пяти атомов углерода, которая содержит карбонильная группа в конце молекулы. На изображении выше он виден как дезоксирибофураноза или как пятичленное кольцо. Замены в этом кольце фосфатной группы и основания нуклеиновой кислоты позволят дезоксирибозе функционировать в качестве основы ДНК, как показано на рисунке ниже.

В ДНК дезоксирибоза существует в виде пятичленного кольца. Как видно из рисунка, дезоксирибоза потеряла молекулу кислорода из одного из атомов углерода в кольце. Хотя это может показаться простым изменением, оно сильно влияет на устойчивость ДНК к гидролизу. РНК с дополнительным кислородом обеспечивает лучшее взаимодействие с молекулами воды. Это может привести к гидролизу фосфодиэфирных связей, которые связывают молекулы рибозы. Для сравнения, фосфодиэфирные связи, которые связывают молекулы дезоксирибозы, естественным образом меньше взаимодействуют с водой и меньше разрушаются при гидролизе. Это позволяет молекулам ДНК охватывать поколения с незначительными исправлениями.

Как правило, углерод в дезоксирибозе пронумерован простыми числами, чтобы различать их. 1 ‘углерод (называемый “один простой углерод”) – это углерод, который будет связан с азотистым основанием (нуклеиновой кислотой). 5 ‘углерод будет на противоположной стороне кольца, и не является частью структуры кольца. 5 ’углерод соединяется с фосфатной группой. Затем эта фосфатная группа будет связываться с 3’-углеродом нуклеотида над ней, как показано на рисунке. Это создает ковалентно связанный остов ДНК. Хотя это и не изображено, ДНК существует в виде двух нитей, которые дополняют друг друга, каждая с основанием на основе дезоксирибозы. Пиримидины и пурины взаимодействуют друг с другом, образуя водородные связи, удерживая основные цепи вместе. Во время репликации ферменты разрушают эти водородные связи, образуя новые цепи ДНК, которые дополняют каждую сторону родительской цепи. Новые молекулы рибозы присоединяются к азотистым основаниям и фосфатным группам перед тем, как дезоксигенироваться в дезоксирибозные основания. Затем нуклеотиды могут быть добавлены к растущей цепочке оснований, которая станет независимой молекулой ДНК.

рибоза – Молекула пентозы связана с 5 молекулами кислорода, на 1 больше, чем дезоксирибоза.
ДНК – Полимер нуклеиновой кислоты, состоящий из множества отдельных нуклеотидов, связанных фосфодиэфирными связями.
Основа нуклеиновой кислоты – пурин или пиримидин, присоединенные к дезоксирибозе или рибозе, которые создают нуклеотид.
нуклеотидная – дезоксирибоза или рибоза, присоединенные к фосфатной группе и основанию нуклеиновой кислоты.

викторина

1. Ученый экспериментирует с веществом, которое превращает дезоксирибозу в ее линейную форму, даже когда она встроена в ДНК. Что будет с организм подвергается воздействию этого вещества?A. Это будет воспроизводить ДНК быстрее, потому что ДНК будет расширятьсяB. ДНК больше не будет функционировать, и организм умретC. ДНК все еще будет функционировать, но не сможет конденсироваться во время митоз

Ответ на вопрос № 1

В верно. Функционирование молекулы ДНК полностью зависит от ее формы. Хотя дезоксирибоза может существовать в разных формах в водной решение после включения в ДНК он остается в конформации пятичленного кольца. Если бы вещество, используемое учеными, могло разорвать связи пятичленного кольца, молекулы должны были бы реформировать связи сами с собой, чтобы учесть дополнительные электроны. При этом связывается с фосфатной группой или азотистая основа должен был быть сломан, и ДНК развалилась бы на части. Без структуры, к которой прикрепляются белки, новая ДНК не может быть синтезирована.

2. ДНК может противостоять повреждениям от гидролиза из-за недостатка кислорода на 2 ’углероде. Некоторые вирусы размножаются с использованием только РНК. Как может РНК действовать в течение нескольких поколений, даже если она использует рибозу вместо дезоксирибозы?A. После производства РНК упаковывается в протеиновые капсулы, которые исключают воду.B. вирус заставляет воду быть исключенной из клеткиC. ДНК образуется в качестве промежуточного звена от РНК, внутри клетки

Ответ на вопрос № 2

верно. Вирусы покрыты вирусными белками, которые транспортируют вирус между клетками. Хотя у некоторых вирусов есть промежуточный ДНК (ответ C, известный как ретровирусы), он не обязательно увеличивает жизнь РНК. Вирусная РНК должна реплицироваться сама, используя рибосомы хозяина и белки, которые создает вирусная РНК. Если бы вода была исключена из клетки-хозяина, ни один из процессов репликации не мог бы иметь место. Новые молекулы РНК после репликации упаковываются в белковые оболочки, которые специально адаптированы для защиты более хрупких связей в рибозе. Некоторые вирусы используют дезоксирибозу и ДНК в качестве своей основы.

3. Ученый добавляет свободные химические фосфатные группы, дезоксирибозу и все основания нуклеиновых кислот в химический стакан. Он размешивает мензурку с жезлом и ждет несколько часов. Он пытается проанализировать ДНК, образовавшуюся в стакане, но обнаруживает, что там нет ДНК или нуклеотидов. Чего ему не хватает?A. Организмы для сборки компонентовB. ЭлектричествоC. Нагрев через паяльную лампу

Ответ на вопрос № 3

верно. Отдельные компоненты ДНК не будут объединяться сами по себе каким-либо значимым образом. Ученые предполагают, что потребовались миллиарды лет, чтобы первые самореплицирующиеся молекулы сформировались только при наличии исходных компонентов. Организмы используют широкий спектр энзимов, чтобы помочь сформировать различные молекулы. Например, специальный фермент расщепляет кислород рибозы с образованием дезоксирибозы. Другой фермент необходим для присоединения фосфатной группы к дезоксирибозе. Еще больше ферментов необходимо для образования азотистых оснований и присоединения их к дезоксирибозе.

Дезоксирибо́за C₅H₁₀O₄ — углевод, альдопентоза: моносахарид, содержащий пять атомов углерода и альдегидную группу в линейной структуре. Это дезоксисахар — производное рибозы, где гидроксильная группа у второго атома углерода замещена водородом с потерей атома кислорода (дезокси — отсутствие атома кислорода). Химическая формула была открыта в 1929 году Фибусом Ливеном (Phoebus Levene).

Рибоза формирует пятичленное кольцо, состоящее из четырёх атомов углерода и атома кислорода. Гидроксильные группы соединены с тремя атомами углерода. Последний атом углерода и гидроксильная группа связаны с одним из атомов углерода, соединённых с кислородом. В дезоксирибозе атом углерода, расположенный дальше всего от атома кислорода, лишён гидроксильной группы.

Ссылки

Пентозы
Альдозы
Компоненты нуклеозидов

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Дезоксирибоза" в других словарях:

дезоксирибоза — дезоксирибоза … Орфографический словарь-справочник

ДЕЗОКСИРИБОЗА — простой углевод (моносахарид), содержащий на одну гидроксильную группу меньше, чем рибоза. Широко распространена в природе в составе углеводно фосфатного скелета молекул ДНК … Большой Энциклопедический словарь

ДЕЗОКСИРИБОЗА — 2 дезокси Б рибоза, моносахарид из группы дезоксисахаров; входит в состав дезоксирибонуклеиновых к т (ДНК) материальных носителей наследственности. Находится в ДНК в фуранозной форме, первый углеродный атом Д. связан с азотистым основанием, а С3… … Биологический энциклопедический словарь

дезоксирибоза — сущ., кол во синонимов: 2 • моносахарид (31) • углевод (33) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

дезоксирибоза — deoxyribose дезоксирибоза. Mоносахарид, входящий в состав ДНК: 1 й атом углерода Д. связан с азотистым основанием, а 3 й и 5 й атомы образуют в молекуле ДНК эфирные связи с остатками фосфорной кислоты и соседних нуклеотидов. (Источник: «Англо… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

дезоксирибоза — простой углевод (моносахарид), содержащий на одну гидроксильную группу меньше, чем рибоза. Широко распространена в природе в составе углеводно фосфатного скелета молекул ДНК. * * * ДЕЗОКСИРИБОЗА ДЕЗОКСИРИБОЗА, простой углевод (моносахарид),… … Энциклопедический словарь

ДЕЗОКСИРИБОЗА — про стой углевод (моносаха рид), содержащий на одну гидроксильную группу меньше, чем рибоза. Широко распространена в природе в составе углеводно фосфатного скелета молекул ДНК … Естествознание. Энциклопедический словарь

дезоксирибоза — deoksiribozė statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Cukrus, turintis penkis anglies atomus molekulėje ir įeinantis į DNR sudėtį. atitikmenys: angl. deoxyribose rus. дезоксирибоза … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

дезоксирибоза — D рибоза, в молекуле которой гидроксильная группа во втором положении замещена водородом; структурный компонент дезоксирибонуклеиновой кислоты … Большой медицинский словарь

Дезоксирибоза - это моносахарид, состоящий из 5 атомов углерода (пентоза), который образуется из рибозы, когда она теряет один атом кислорода. Эмпирическая химическая формула дезоксирибозы C₅H₁₀O₄, и из-за потери атома кислорода она не согласуется с общей формулой для моносахаридов (CH₂O)_n, где n - целое число.

Физические и химические свойства

Формула дезоксирибозы в линейном виде может быть представлена следующим образом: H-(C=O)–(CH2)–(CHOH)₃-H. Однако, существует она и в форме замкнутого кольца из атомов углерода.

Дезоксирибоза - это бесцветное твердое вещество, которое не имеет запаха и хорошо растворяется в воде. Ее молекулярная масса составляет 134,13 г/моль, температура плавления 91 °C. Получается она из рибозо-5-фосфата благодаря действию соответствующих ферментов во время химической реакции восстановления.

Различие между рибозой и дезоксирибозой

Как уже было сказано и как показывает название, дезоксирибоза - это химическое соединение, атомный состав которого отличается от такового для рибозы всего одним атомом кислорода. Как показано на рисунке ниже, у дезоксирибозы нет гидроксильной группы OH на втором атоме углерода.

Дезоксирибоза является частью цепи ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), в то время как рибоза входит в состав РНК (рибонуклеиновая кислота).

Интересно отметить, что моносахариды арабиноза и рибоза являются стереоизомерами, то есть отличаются пространственным расположением относительно плоскости кольца группы OH около 2-го атома углерода. Дезоксиарабиноза и дезоксирибоза - это одно и то же соединение, но используется именно второе название, поскольку получается эта молекула именно из рибозы.

Дезоксирибоза и генетическая информация

Поскольку дезоксирибоза является частью цепи ДНК, она играет важную биологическую роль. ДНК - источник генетической информации, состоит из нуклеотидов, в состав которых входит дезоксирибоза. Молекулы дезоксирибозы связывают один нуклеотид с другим в цепи ДНК через фосфатные группы.

Установлено, что отсутствие гидроксильной группы OH в дезоксирибозе придает механическую гибкость всей цепи ДНК в сравнении с РНК, что, в свою очередь, позволяет молекуле ДНК образовывать двойную цепь и находиться в компактной форме внутри ядра клетки.

Кроме того, благодаря гибкости связей между нуклеотидами, образованных молекулами дезоксирибозы и фосфатными группами, цепь ДНК имеет значительно большую длину, чем РНК. Этот факт позволяет кодировать генетическую информацию с большой плотностью.

дезоксирибоза, также известный как 2-дезокси-D-рибоза или 2-дезокси-D-эритропентоза - это 5-углеродный моносахарид (пентоза), эмпирическая формула которого C₅H₁₀О₄. Его структура представлена на рисунке 1 (EMBL-EBI, 2016).

Присутствие дезоксирибозы вместо рибозы является разницей между ДНК и РНК (рибонуклеиновая кислота). Дезоксирибоза была синтезирована в 1935 году, но не выделялась из ДНК до 1954 года (Encyclopædia Britannica, 1998).

В дезоксирибозе все гидроксильные группы находятся на одной стороне в проекции Фишера (рисунок 2). D-2-дезоксирибоза является предшественником ДНК нуклеиновой кислоты. 2-дезоксирибоза представляет собой альдопентозу, то есть моносахарид с пятью атомами углерода и с альдегидной функциональной группой..

Следует отметить, что в случае этих сахаров атомы углерода обозначаются апострофом, чтобы отличать их от атомов азота, присутствующих в цепи ДНК. Таким образом, говорят, что дезоксирибозе не хватает OH в углероде C2 '.

Циклическая структура дезоксирибозы

Все углеводы циркулируют в водной среде, так как это дает стабильность. В зависимости от их углеродного числа они могут принять структуру, аналогичную фурану или пирану, как показано на рисунке 3 (MURRAY, BENDER, & BOTHAM, 2013).

Различия между рибозой и дезоксирибозой

Как следует из названия, дезоксирибоза является дезоксигенированным сахаром, а это означает, что она получается из рибозного сахара потерей атома кислорода..

В нем отсутствует гидроксильная группа (ОН) в углероде C2 ', как показано на рисунке 5 (Carr, 2014). Дезоксирибозный сахар является частью цепи ДНК, а рибоза - частью цепи РНК..

Поскольку пентозные сахара, арабиноза и рибоза различаются только по стереохимии при С2 '(рибоза представляет собой R, а арабиноза представляет собой L в соответствии с соглашением Фишера), 2-дезоксирибоза и 2-дезоксиарабиноза эквивалентны, хотя последние термин используется редко, потому что рибоза, а не арабиноза, является предшественником дезоксирибозы.

Физико-химические свойства

Рибоза представляет собой белое твердое вещество, которое образует бесцветную жидкость в водном растворе (Национальный центр биотехнологической информации, 2017). Он имеет молекулярную массу 134,13 г / моль, температуру плавления 91 ° C и, как и все углеводы, он очень хорошо растворяется в воде (Royal Society of Chemistry, 2015).

Дезоксирибоза происходит из пентозофосфатного пути из рибозо-5-фосфата энзимами, называемыми рибонуклеотидредуктазами. Эти ферменты катализируют процесс дезоксигенации (СОЕДИНЕНИЕ: C01801, S.F.).

Дезоксирибоза в ДНК

Как упоминалось выше, дезоксирибоза является компонентом цепи ДНК, что придает ей большое биологическое значение. Молекула ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), является основным хранилищем генетической информации в жизни.

В номенклатуре стандартной нуклеиновой кислоты, нуклеотид ДНК представляет собой молекулу дезоксирибозы с объединенной (обычно аденин, тимин, гуанин или цитозин) на основе органического углерода 1 «рибозы.

5'-гидроксил каждого блока дезоксирибозы заменен на фосфат (который образует нуклеотид), который присоединен к 3'-углероду дезоксирибозы в предыдущем блоке (Крик, 1953).

Для образования нити ДНК в первую очередь требуется образование нуклеозидов. Нуклеозиды предшествуют нуклеотидам. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота) образованы нуклеотидными цепями.

Нуклеозид образован гетероциклическим амином, называемым азотистым амином и молекулой сахара, которая может быть рибозой или дезоксирибозой. Когда фосфатная группа связана с нуклеозидом, нуклеозид становится нуклеотидом.

Основаниями в нуклеозидных предшественниках ДНК являются аденин, гуанин, цитозин и тимин. Последний заменяет урацил в цепи РНК. Молекулы сахара дезоксирибозы связываются с основаниями в ДНК-предшественниках нуклеозидов.

Нуклеозиды ДНК обозначены аденозином, гуанозином, тимидином и цитозином. Рисунок 6 иллюстрирует структуры ДНК нуклеозидов.

Когда нуклеозид приобретает фосфатную группу, он становится нуклеотидом; Одна, две или три фосфатные группы могут быть присоединены к нуклеозиду. Примерами являются аденин рибонуклеозидмонофосфат (АМФ), аденин рибонуклеозиддифосфат (АДФ) и аденин рибонуклеозидтрифосфат (АТФ).

Нуклеотиды (нуклеозиды, связанные с фосфатом) являются не только основными компонентами РНК и ДНК, но также служат источниками энергии и передатчиками информации в клетках..

Например, АТФ служит источником энергии во многих биохимических взаимодействиях в клетке, ГТФ (гуанозинтрифосфат) обеспечивает энергию для синтеза белка, а циклический АМФ (циклический аденозинмонофосфат), циклический нуклеотид, преобразует сигналы в белки. реакции гормональной и нервной системы (синий, SF).

Впоследствии цепь, образованная нуклеотидами, соединенными фосфодиэфирной связью, связывается с комплементарной цепью, образуя молекулу ДНК, как показано на рисунке 9..

Биологическое значение дезоксирибозы

Конфигурация цепочки ДНК является очень стабильной, частично из-за стеков молекул дезоксирибозы..

молекулы дезоксирибозы взаимодействуют Ван-дер-Ваальса между ними постоянных дипольных взаимодействий и диполь-индуцированный атомами кислорода гидроксильных групп (ОН), придающих дополнительную устойчивость к нити ДНК

Отсутствие 2'-гидроксильной группы в дезоксирибозе, по-видимому, является причиной большей механической гибкости ДНК по сравнению с РНК, что позволяет ей предполагать конформацию двойной спирали, а также (у эукариот) плотно наматываться внутри ядра клетка.

Молекулы двухцепочечной ДНК также обычно намного длиннее молекул РНК. Основа РНК и ДНК структурно схожи, но РНК является одноцепочечной и состоит из рибозы вместо дезоксирибозы..

Из-за отсутствия гидроксильной группы ДНК более устойчива к гидролизу, чем РНК. Отсутствие частично отрицательной гидроксильной группы также способствует стабильности ДНК на РНК..

Всегда существует отрицательный заряд, связанный с фосфодиэфирными мостиками, которые связывают два нуклеотида, которые отталкивают гидроксильную группу в РНК, делая ее менее стабильной, чем ДНК (Структурная биохимия / Нуклеиновая кислота / Сахары / Дезоксирибоза, сахар, 2016).

Другие биологически важные производные дезоксирибозы включают моно-, ди- и трифосфаты, а также 3'-5'-циклические монофосфаты. Следует также отметить, что смысл нити ДНК обозначается атомами углерода рибозы. Это особенно полезно для понимания репликации ДНК.

Как уже отмечалось, молекулы ДНК являются двухцепочечными, а две цепи антипараллельны, то есть они бегут в противоположных направлениях. Репликация ДНК у прокариот и эукариот происходит одновременно в обеих цепях.

Однако в любом организме нет фермента, способного полимеризовать ДНК в направлении от 3 до 5, так что обе вновь реплицированные цепи ДНК не могут расти в одном и том же направлении одновременно..

Поскольку цепи ДНК антипараллельны, фермент ДНК-полимераза работает асимметрично. В основной цепи (вперед) ДНК синтезируется непрерывно. В задержанном филаменте ДНК синтезируется в короткие фрагменты (1-5 кг оснований), так называемые фрагменты Оказаки.

Несколько фрагментов Оказаки (до 250) должны быть синтезированы последовательно для каждой вилки репликации. Чтобы это произошло, геликаза действует на задержанную цепь, чтобы разматывать дцДНК в направлении от 5 'до 3'..

В ядерном геноме млекопитающих, большинство РНК-праймера, в конечном счете удалены как часть процесса репликации, а после репликации митохондриального генома небольшой РНК-часть остается в качестве составной части конструкции замкнутой кольцевой ДНК,.

Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).

Дезоксирибоза, а точнее 2-дезоксирибоза, это моносахарид с идеализированной формулой H− (C = O) - (CH₂) - (CHOH)₃-H. Его название указывает на то, что это дезокси сахар, что означает, что он получен из сахар рибоза потерей кислород атом. Поскольку пентозные сахара арабиноза и рибоза различаются только стереохимией в C2 ', 2-дезоксирибоза и 2-дезоксиарабиноза эквивалентны, хотя последний термин используется редко, потому что рибоза, а не арабиноза, является предшественником дезоксирибозы.

Содержание

История

Дезоксирибоза была открыта в 1929 г. Фебус Левен. [2]

Структура

Биологическое значение

Как компонент ДНК, производные 2-дезоксирибозы играют важную роль в биологии. [4] В ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) молекула, которая является основным хранилищем генетический информация в жизни, состоит из длинной цепочки дезоксирибозосодержащих единиц, называемых нуклеотиды, связано через фосфат группы. В стандарте номенклатура нуклеиновых кислот, нуклеотид ДНК состоит из молекулы дезоксирибозы с органическим основание (обычно аденин, тимин, гуанин или же цитозин) прикреплен к 1 'рибозному углероду. 5'-гидроксил каждого дезоксирибозного звена заменен на фосфат (образуя нуклеотид), который присоединен к 3 'атому углерода дезоксирибозы в предыдущем звене.

Отсутствие 2 ′ гидроксил группа в дезоксирибозе, по-видимому, ответственна за повышенную механическую гибкость ДНК по сравнению с РНК, что позволяет ей принимать конформацию двойной спирали, а также (в эукариоты) компактно свернуться в небольшой ядро клетки. Молекулы двухцепочечной ДНК также обычно намного длиннее, чем молекулы РНК. Основа РНК и ДНК структурно схожи, но РНК является одноцепочечной и состоит из рибозы, а не из дезоксирибозы.

Другие биологически важные производные дезоксирибозы включают моно-, ди- и трифосфаты, а также 3'-5 'циклические монофосфаты.

Биосинтез

Дезоксирибоза образуется из рибозо-5-фосфат ферментами, называемыми рибонуклеотидредуктазы. Эти ферменты катализируют процесс деоксигенации.

Читайте также: