Tautan Phosphodiéster

Apa itu tautan phosphodiéster?

Itu Tautan Phosphodiéster Mereka adalah ikatan kovalen yang terjadi antara dua atom oksigen dari gugus fosfat dan gugus hidroksil dari dua molekul lain yang berbeda. Dalam jenis hubungan ini, kelompok fosfat bertindak sebagai "jembatan" penyatuan yang stabil antara kedua molekul melalui atom oksigennya.

Peran mendasar dari ikatan fosfodiéster di alam adalah pembentukan rantai asam nukleat, baik DNA dan RNA. Bersama dengan gula pentosa (deoksiribosa atau ribosa, sebagaimana kasusnya), gugus fosfat adalah bagian dari struktur pendukung biomolekul penting ini.

Tautan phosphodiéster di kerangka DNA. Wikimedia Commons

Rantai nukleotida DNA atau RNA, seperti protein, dapat mengasumsikan konformasi tiga dimensi yang berbeda yang distabilkan oleh ikatan non -kovalen, seperti jembatan hidrogen antara basis komplementer.

Namun, struktur utama diberikan oleh urutan linier nukleotida bersatu secara kovalen dengan menggunakan fosfodiéster.

Bagaimana tautan phosphodiéster terbentuk?

Seperti ikatan peptida dalam protein dan ikatan glukosida antara monosakarida, ikatan fosfodiéster dihasilkan dari reaksi dehidrasi di mana molekul air hilang. Selanjutnya, skema umum dari salah satu reaksi dehidrasi ini:

H-X₁-Oh + h-x₂-OH → H-X₁-X₂-Oh + h₂SALAH SATU

Ion fosfat sesuai dengan basa konjugat asam fosfat yang sama sekali tidak menyenangkan dan disebut fosfat anorganik, yang singkatannya dilambangkan sebagai PI. Ketika dua gugus fosfat disatukan satu sama lain ikatan fosfat anhidrat, dan molekul yang dikenal sebagai pirofosfat atau PPI anorganik diperoleh.

Dapat melayani Anda: isomalt: karakteristik, struktur, fungsi

Ketika ion fosfat bergabung dengan atom karbon dari molekul organik, ikatan kimia disebut ester fosfat, dan spesies yang dihasilkan adalah monofosfat organik. Jika molekul organik berikatan dengan lebih dari satu gugus fosfat, difosfat organik atau trifat terbentuk.

Ketika molekul tunggal fosfat anorganik bergabung dengan dua kelompok organik, fosfodi atau "dieter fosfat" digunakan. Penting untuk tidak membingungkan ikatan fosfodiéster dengan ikatan fosfoanhidro energi tinggi antara molekul kelompok fosfat seperti ATP, misalnya.

Ikatan fosfodiéster antara nukleotida yang berdekatan terdiri dari dua ikatan fosfoestter yang terjadi antara hidroksil pada posisi 5 'nukleotida dan hidroksil pada posisi 3' dari nukleotida berikut dalam DNA atau strand RNA RNA.

Tergantung pada kondisi medium, ikatan ini dapat dihidrolisis baik enzimatik dan tidak secara enzimatik.

Enzim yang terlibat

Pembentukan dan pecahnya ikatan kimia sangat penting untuk semua proses vital seperti yang kita ketahui, dan kasus ikatan phosphodiéster tidak terkecuali.

Di antara enzim terpenting yang dapat dibentuk oleh tautan ini adalah DNA atau RNA polimerase dan ribzim. Enzim fosfodiestera mampu menghidrolisisnya secara enzimatik.

Selama replikasi, proses penting untuk proliferasi sel, dalam setiap siklus reaksi DNTP (deoxynucleotide tryphosphate) komplementer ke basis cetakan dimasukkan ke dalam DNA dengan menggunakan reaksi transfer nukleotida.

Polimerase bertanggung jawab untuk membentuk tautan baru antara 3'-OH dari cetakan dengan tautan phosphoanhydro.

Dapat melayani Anda: protonephrides

Hasilnya adalah tingkat rantai oleh nukleotida dan pelepasan molekul pirofosfat (PPI). Telah ditentukan bahwa reaksi ini pantas dua ion magnesium divalen (mg²⁺), yang kehadirannya memungkinkan stabilisasi elektrostatik nukleofil oh^- Untuk mendapatkan pendekatan ke situs aktif enzim.

Dia Pk_ke dari tautan phosphodiéster mendekati 0, jadi dalam larutan berair, ikatan ini sepenuhnya terionisasi, dimuat secara negatif.

Ini memberi molekul asam nukleat beban negatif, yang dinetralkan berkat interaksi ionik dengan beban positif asam amino protein, penyatuan elektrostatik dengan ion logam atau dengan hubungan dengan poliamin.

Dalam larutan berair, ikatan fosfodiéster dalam molekul DNA jauh lebih stabil daripada pada molekul RNA. Dalam larutan alkali, ikatan ini dalam molekul RNA ini dibagi dengan perpindahan intramolekul nukleosida pada ujung 5 'oleh Oxianion 2'.

Fungsi dan contoh

Seperti disebutkan, peran yang paling relevan dari ikatan ini adalah partisipasi mereka dalam pembentukan kerangka molekul asam nukleat, yang merupakan molekul terpenting di dunia seluler.

Aktivitas enzim topoisomerase, yang secara aktif berpartisipasi dalam replikasi DNA dan sintesis protein, tergantung pada interaksi ikatan fosfodiéster dari ujung DNA 5 'DNA dengan rantai lateral limbah tirosin di situs aktif enzim ini ini.

Dapat melayani Anda: 19 jenis fosilisasi dan karakteristiknya

Molekul yang berpartisipasi sebagai pembawa pesan kedua, seperti siklik monofosfat adenosin (cAMP) atau siklik trifosfat guanosin (CGTP), memiliki ikatan fosfodi yang dihidrolisis oleh enzim spesifik yang dikenal sebagai fosfodiestera, yang partisipasinya merupakan pentingnya bagi banyak proses pensinyalan seluler pensinyalan seluler.

Glyceophospholipids, komponen fundamental dalam membran biologis, terdiri dari molekul gliserol yang berikatan dengan ikatan fosfodiester dengan kelompok "kepala" kutub yang merupakan daerah hidrofilik molekul tersebut.

Referensi

1. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, c. KE., Krieger, m., Bretscher, a., PLOEGH, h., Martin, k. (2003). Biologi Sel Molekul (Edisi ke -5.). Freeman, w. H. & Perusahaan.
2. Nakamura, t., Zhao, dan., Yamagata, dan., Hua, dan. J., & Yang, W. (2012). Menonton DNA polimerase η membuat ikatan fosfodiester. Alam, 487(7406), 196-201.
3. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Prinsip -prinsip biokimia lehninger. Edisi Omega (Edisi ke -5.)