legături fosfodiester sunt legăturile covalente care apar între doi dintre atomii de oxigen ai unei grupări fosfat și grupările hidroxil ale altor două molecule diferite. În acest tip de legătură, grupul fosfat acționează ca o „punte” de legătură stabilă între cele două molecule prin atomii lor de oxigen..
Rolul fundamental al legăturilor fosfodiester în natură este formarea lanțurilor de acid nucleic, atât ADN, cât și ARN. Împreună cu zaharurile pentozice (dezoxiriboză sau riboză, după caz), grupările fosfat fac parte din structura de susținere a acestor importante biomolecule..
Lanțurile nucleotidice ale ADN-ului sau ARN-ului, precum proteinele, pot presupune diferite conformații tridimensionale care sunt stabilizate prin legături necovalente, cum ar fi legăturile de hidrogen între bazele complementare..
Cu toate acestea, structura primară este dată de secvența liniară de nucleotide legate covalent prin legături fosfodiester..
Indice articol
La fel ca legăturile peptidice din proteine și legăturile glicozidice dintre monozaharide, legăturile fosfodiesterice rezultă din reacțiile de deshidratare în care se pierde o moleculă de apă. Iată schema generală a uneia dintre aceste reacții de deshidratare:
H-X1-OH + H-XDouă-OH → H-X1-XDouă-OH + HDouăSAU
Ionii fosfat corespund bazei conjugate complet deprotonate a acidului fosforic și se numesc fosfați anorganici, prescurtat ca Pi. Când două grupări fosfat sunt legate între ele, se formează o legătură fosfat anhidră și se obține o moleculă cunoscută sub numele de pirofosfat anorganic sau PPi..
Când un ion fosfat este atașat la un atom de carbon într-o moleculă organică, legătura chimică se numește ester fosfat, iar specia rezultată este un monofosfat organic. Dacă molecula organică se leagă de mai multe grupe fosfat, se formează difosfați sau trifosfați organici.
Când o singură moleculă de fosfat anorganic este atașată la două grupări organice, se folosește o legătură fosfodiester sau „diester de fosfat”. Este important să nu confundați legăturile fosfodiester cu legăturile fosfohidro cu energie ridicată dintre grupările fosfat ale moleculelor, cum ar fi ATP, de exemplu..
Legăturile fosfodiesterice dintre nucleotidele adiacente constau din două legături fosfoesterice care apar între hidroxil în poziția 5 'a unei nucleotide și hidroxil în poziția 3' a următoarei nucleotide într-o ADN sau ARN..
În funcție de condițiile mediului, aceste legături pot fi hidrolizate atât enzimatic, cât și non-enzimatic..
Formarea și ruperea legăturilor chimice este crucială pentru toate procesele vitale așa cum le cunoaștem, iar cazul legăturilor fosfodiester nu face excepție..
Printre cele mai importante enzime care pot forma aceste legături se numără ADN sau ARN polimeraze și ribozime. Enzimele fosfodiesterazei sunt capabile să le hidrolizeze enzimatic.
În timpul replicării, un proces crucial pentru proliferarea celulară, în fiecare ciclu de reacție, un dNTP (deoxinucleotid trifosfat) complementar cu baza șablon este încorporat în ADN printr-o reacție de transfer de nucleotide..
Polimeraza este responsabilă pentru formarea unei noi legături între 3'-OH a șuviței șablon și α-fosfatul dNTP, datorită energiei eliberate din ruperea legăturilor dintre fosfații α și β ale dNTP, care sunt legate prin legături fosfoanohidro.
Rezultatul este extinderea lanțului cu un nucleotid și eliberarea unei molecule de pirofosfat (PPi). Aceste reacții au fost determinate să merite doi ioni de magneziu divalenți (MgDouă+), a cărui prezență permite stabilizarea electrostatică a OH nucleofil- pentru a obține aproximarea la locul activ al enzimei.
pKla a unei legături fosfodiesterice este aproape de 0, deci într-o soluție apoasă aceste legături sunt complet ionizate, încărcate negativ.
Acest lucru conferă moleculelor de acid nucleic o sarcină negativă, care este neutralizată datorită interacțiunilor ionice cu sarcinile pozitive ale reziduurilor de aminoacizi proteici, legăturii electrostatice cu ioni metalici sau asocierii cu poliamine..
Într-o soluție apoasă, legăturile fosfodiesterice din moleculele de ADN sunt mult mai stabile decât în moleculele de ARN. În soluție alcalină, aceste legături din moleculele de ARN sunt clivate prin deplasarea intramoleculară a nucleozidei la capătul 5 'de un oxianion 2'.
După cum sa menționat, cel mai relevant rol al acestor legături este participarea lor la formarea coloanei vertebrale a moleculelor de acid nucleic, care sunt una dintre cele mai importante molecule din lumea celulară..
Activitatea enzimelor topoizomerazei, care participă activ la replicarea ADN-ului și la sinteza proteinelor, depinde de interacțiunea legăturilor fosfodiester la capătul 5 'al ADN-ului cu lanțul lateral al reziduurilor de tirozină din locul activ al acestor enzime..
Moleculele care participă ca mesageri secundari, cum ar fi adenozin monofosfat ciclic (AMPc) sau trifosfat ciclic de guanozină (cGTP), posedă legături fosfodiesterice care sunt hidrolizate de enzime specifice cunoscute sub numele de fosfodiesteraze, a căror participare este extrem de importantă pentru multe procese de semnalizare.
Glicerofosfolipidele, componente fundamentale din membranele biologice, sunt alcătuite dintr-o moleculă de glicerol care se leagă prin legături fosfodiesterice de grupurile „capului” polar care constituie regiunea hidrofilă a moleculei..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.