DEOXYRIBOSE: ISTRAKTURA, PAG-ANDAR AT BIOSYNTHESIS - CHEMISTRY - 2025

Ang deoxyribose o D-2-deoxyribose ay isang lima - asukal na carbon na binubuo ng mga nucleotides deoxyribonucleic acid (DNA). Ang asukal na ito ay gumagana bilang isang batayan para sa unyon ng pangkat na pospeyt at ang nitrogenous base na bumubuo sa mga nucleotides.

Ang mga karbohidrat sa pangkalahatan ay mga mahahalagang molekula para sa mga nabubuhay na nilalang, natutupad nila ang iba't ibang mga mahahalagang pag-andar, hindi lamang bilang mga molekula mula sa kung saan ang enerhiya ay maaaring makuha para sa mga selula, kundi pati na rin ang istraktura ang mga kadena ng DNA kung saan ipinapadala ang impormasyong genetic. .

Ang istrukturang kemikal ng deoxyribose (Pinagmulan: Edgar181 sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang lahat ng mga asukal o karbohidrat ay may pangkalahatang pormula CnH2nOn, sa kaso ng deoxyribose na formula ng kemikal na ito ay C5H10O4.

Ang Deoxyribose ay ang asukal na bumubuo sa DNA at naiiba lamang sa ribose (ang asukal na bumubuo sa RNA) na mayroon itong hydrogen atom (-H) sa carbon 3, samantala ang ribose ay mayroong isang hydroxyl functional group (- OH) sa parehong posisyon.

Dahil sa pagkakapareho ng istruktura na ito, ang ribose ay ang pinakamahalagang pagsisimula ng substrate para sa cellular synthesis ng deoxyribose sugars.

Ang isang average na cell ay may isang halaga ng RNA halos 10 beses na mas malaki kaysa sa DNA, at ang maliit na bahagi ng RNA na nai-recycle, na inililihis patungo sa pagbuo ng deoxyribose ay may isang mahalagang kontribusyon sa kaligtasan ng mga cell.

Istraktura

Ang Deoxyribose ay isang monosaccharide na binubuo ng limang mga carbon atoms. Mayroon itong isang grupo ng aldehyde, samakatuwid, ito ay naiuri sa loob ng pangkat ng aldopentoses (aldo, para sa aldehyde at pento para sa limang karbula).

Sa pamamagitan ng pagbagsak ng kemikal na komposisyon ng deoxyribose masasabi natin na:

Ito ay binubuo ng limang mga carbon atoms, ang aldehyde group ay matatagpuan sa carbon sa posisyon 1, sa carbon sa posisyon 2 ay mayroong dalawang hydrogen atoms ang carbon sa posisyon 3 mayroon itong dalawang magkakaibang mga kahalili, na: isang pangkat na hydroxyl (-OH) at isang hydrogen atom.

Ang carbon sa posisyon na 4, pati na rin sa posisyon 3, ay mayroong isang pangkat na OH at isang hydrogen atom. Ito ay sa pamamagitan ng atom na oxygen ng pangkat ng hydroxyl sa posisyong ito na makukuha ng molekula ang pagbuo ng siklikanong ito, yamang nagbubuklod ito sa carbon sa posisyon 1.

Ang ikalimang carbon atom ay puspos na may dalawang mga hydrogen atoms ay matatagpuan sa terminal na dulo ng molekula, sa labas ng singsing.

Nasa pangkat ng aldehyde ng carbon 1 na ang mga base sa nitrogenous ay pinagsama, kasama ang asukal, bumubuo sila ng mga nucleosides (mga nucleotides na walang pangkat na pospeyt). Ang oxygen na nakakabit sa carbon 5 atom ay kung saan nakalakip ang pangkat na pospeyt na bumubuo sa mga nucleotides.

Sa isang helix o strand ng DNA, ang grupong pospeyt na nakakabit sa carbon 5 ng isang nucleotide ay ang isa na nakakabit sa pangkat ng carbon ng OH sa posisyon 3 ng isa pang deoxyribose na kabilang sa isa pang nucleotide, at iba pa.

Mga optical isomer

Kabilang sa limang mga carbon atom na bumubuo sa deoxyribose backbone ay tatlong mga carbons na mayroong apat na magkakaibang mga kahalili sa bawat panig. Ang carbon sa posisyon 2 ay walang simetrya na may paggalang sa mga ito, dahil hindi ito nakalakip sa anumang pangkat ng OH.

Samakatuwid, at ayon sa carbon atom na ito, ang deoxyribose ay maaaring makuha sa dalawang "isoforms" o "optical isomers" na kilala bilang L-deoxyribose at D-deoxyribose. Ang parehong mga form ay maaaring tinukoy mula sa pangkat na carbonyl sa tuktok ng istraktura ng Fisher.

Ang lahat ng deoxyribose ay itinalaga bilang "D-deoxyribose" kung saan ang -OH group na nakakabit sa carbon 2 ay itinapon sa kanan, habang ang mga "L-deoxyribose" form ay mayroong -OH group sa kaliwa.

Ang "D" form ng mga asukal, kabilang ang deoxyribose, ay ang nangunguna sa metabolismo ng mga organismo.

Mga Tampok

Ang Deoxyribose ay isang asukal na gumaganap bilang isang bloke ng gusali para sa maraming mahahalagang macromolecules tulad ng DNA at mga high-energy nucleotides tulad ng ATP, ADP, AMP, at GTP, bukod sa iba pa.

Ang pagkakaiba na itinatago ng siklo ng istraktura ng deoxyribose na may paggalang sa ribose ay ginagawang ang dating isang mas matatag na molekula.

Ang kawalan ng oxygen ng atom sa carbon 2 ay gumagawa ng deoxyribose na isang mas kaunting asukal sa pagbawas sa asukal, lalo na kung ihahambing sa ribose. Napakahalaga nito, dahil nagbibigay ito ng katatagan sa mga molekula kung saan ito ay isang bahagi.

Biosynthesis

Ang Deoxyribose, tulad ng ribose, ay maaaring synthesized sa katawan ng isang hayop sa pamamagitan ng mga ruta na kinasasangkutan ng pagkasira ng iba pang mga karbohidrat (karaniwang hexoses tulad ng glucose) o sa pamamagitan ng paghalay ng mas maliit na karbohidrat (mga pagsubok at iba pang dalawang-carbon compound , Halimbawa).

Sa unang kaso, iyon ay, ang pagkuha ng deoxyribose mula sa pagkasira ng "mas mataas" na mga compound ng karbohidrat, posible ito sa metabolic na kapasidad ng mga cell upang maisakatuparan ang direktang pag-convert ng ribulose 5-phosphate na nakuha ng ng pentose phosphate sa ribose 5-phosphate.

Ang paghahambing ng istruktura sa pagitan ng ribose at deoxyribose (Pinagmulan: Programang Edukasyon sa Genomics sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang ribose 5-pospeyt ay maaaring maibawas sa deoxyribose 5-phosphate, na maaaring magamit nang direkta para sa synthesis ng energetic nucleotides.

Ang pagkuha ng ribose at deoxyribose mula sa paghalay ng mga mas maliit na sugars ay ipinakita sa mga extract ng bakterya, kung saan napatunayan ang pagbuo ng deoxyribose sa pagkakaroon ng glyceraldehyde phosphate at acetaldehyde.

Ang magkatulad na ebidensya ay nakuha sa mga pag-aaral gamit ang mga tisyu ng hayop, ngunit ang pagpapaputok ng fructose-1-6-bisphosphate at acetaldehyde sa pagkakaroon ng iodoacetic acid.

Ang pagbabagong loob ng ribonucleotides sa deoxyribonucleotides

Bagaman ang maliit na mga bahagi ng carbon atoms na nakalaan para sa mga landas ng nucleotide biosynthesis ay nakadirekta patungo sa biosynthesis ng deoxynucleotides (ang mga nucleotides ng DNA na mayroong deoxyribose bilang asukal), karamihan sa mga ito ay nakatuon lalo na sa pagbuo ng ribonucleotides .

Dahil dito, ang deoxyribose ay synthesized higit sa lahat mula sa oxidized derivative, ribose, at posible ito sa loob ng cell salamat sa malaking pagkakaiba-iba sa kasaganaan sa pagitan ng DNA at RNA, na kung saan ay ang pangunahing mapagkukunan ng ribonucleotides (isang mahalagang mapagkukunan ng ribose sugar).

Kaya, ang unang hakbang sa synthesis ng deoxynucleotides mula sa ribonucleotides ay binubuo ng pagbuo ng deoxyribose mula sa ribose na bumubuo sa mga nucleotide na ito.

Para sa mga ito, ang laso ay nabawasan, iyon ay, ang pangkat ng OH sa carbon 2 ng ribosa ay tinanggal at palitan ng isang hydride ion (isang hydrogen atom), na pinapanatili ang parehong pagsasaayos.

Mga Sanggunian

1. Bernstein, IA, & Sweet, D. (1958). Biosynthesis ng deoxyribose sa buo na Escherichia coli. Journal of Biological Chemistry, 233 (5), 1194-1198.
2. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Isang pagpapakilala sa genetic analysis. Macmillan.
3. Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Biochemistry. 2000. San Francisco: Benjamin Cummings.
4. McGEOWN, MG, & Malpress, FH (1952). Sintesis ng deoxyribose sa mga tisyu ng hayop. Kalikasan, 170 (4327), 575-576.
5. Watson, JD, & Crick, F. (1953). Isang istraktura para sa deoxyribose nucleic acid.