bugorwiki.info
на главную

Фосфодиэфирная связь

Диаграмма фосфодиэфирных связей (PO43-) между тремя нуклеотидами.

Фосфодиэфирная связь возникает, когда ровно две из гидроксильных групп в фосфорной кислоте реагируют с гидроксильными группами на других молекулах с образованием двух сложноэфирных связей.

Фосфодиэфирные связи являются центральными для всей жизни на Земле, поскольку они составляют основу нитей нуклеиновой кислоты. В ДНК и РНК фосфодиэфирная связь представляет собой связь между 3 'атомом углерода одной молекулы сахара и 5' атомом углерода другой, дезоксирибозой в ДНК и рибозой в РНК. Сильные ковалентные связи образуются между фосфатной группой и двумя 5-углеродными кольцевыми углеводами (пентозами) через две сложноэфирные связи.

Фосфатные группы в фосфодиэфирной связи заряжены отрицательно. Поскольку фосфатные группы имеют pKa около 0, они заряжены отрицательно при pH 7. Это отталкивание заставляет фосфаты занимать противоположные стороны нитей ДНК и нейтрализуется белками (гистонами), ионами металлов, такими как магний, и полиаминами.

Для того чтобы образовалась фосфодиэфирная связь и нуклеотиды были соединены, трифосфатные или дифосфатные формы нуклеотидных строительных блоков разбиваются на части, выделяя энергию, необходимую для запуска реакции, катализируемой ферментом. Когда один фосфат или два фосфата, известные как пирофосфаты, разрываются и катализируют реакцию, образуется фосфодиэфирная связь.

Гидролиз фосфодиэфирных связей может быть катализирован действием фосфодиэстераз, которые играют важную роль в восстановлении последовательностей ДНК.

Фосфодиэфирная связь между двумя рибонуклеотидами может быть нарушена щелочным гидролизом, тогда как связь между двумя дезоксирибонуклеотидами является более стабильной в этих условиях. Относительная легкость гидролиза РНК является следствием присутствия 2'-гидроксильной группы.

Ферментативная активность

Фосфодиэстераза представляет собой фермент, который катализирует гидролиз фосфодиэфирных связей, например связи в молекуле циклического АМФ или циклического GMP.

Фермент, который играет важную роль в восстановлении окислительного повреждения ДНК, представляет собой 3'-фосфодиэстеразу.

Во время репликации ДНК между фосфатами в остове имеется дыра, оставленная ДНК-полимеразой I. ДНК-лигаза способна образовывать фосфодиэфирную связь между нуклеотидами.


просмотров: 293