Caracteristicile, structura și funcțiile ribozei

2567
Egbert Haynes

riboză Este un zahăr cu cinci atomi de carbon care este prezent în ribonucleozide, ribonucleotide și în derivații acestora. Poate fi găsit sub alte nume precum β-D-ribofuranoză, D-riboză și L-riboză.

Nucleotidele sunt „elementele de bază” ale coloanei vertebrale a acidului ribonucleic (ARN). Fiecare nucleotidă este compusă dintr-o bază care poate fi adenină, guanină, citozină sau uracil, o grupare fosfat și un zahăr, riboză.

Proiecția lui Fisher pentru D- și L-Riboză (Sursa: NEUROtiker [Domeniu public] prin Wikimedia Commons)

Acest tip de zahăr este deosebit de abundent în țesuturile musculare, unde este asociat cu ribonucleotide, în special cu adenozin trifosfat sau ATP, care este esențial pentru funcția musculară..

D-riboza a fost descoperită în 1891 de Emil Fischer și, de atunci, s-a acordat multă atenție caracteristicilor sale fizico-chimice și rolului său în metabolismul celular, adică ca parte a scheletului acidului ribonucleic, ATP și al diferitelor coenzime..

La început, acest lucru a fost obținut numai din hidroliza ARN-ului de drojdie, până când, în anii 1950, a reușit să fie sintetizat din D-glucoză în cantități mai mult sau mai puțin accesibile, permițând industrializarea producției sale..

Indice articol

  • 1 Caracteristici
  • 2 Structura
  • 3 Funcții
    • 3.1 În celule
    • 3.2 În medicină
  • 4 Referințe

Caracteristici

Riboza este o aldopentoză extrasă de obicei ca un compus chimic pur sub formă de D-riboză. Este o substanță organică solubilă în apă, cu aspect alb și cristalin. Fiind un carbohidrat, riboza are caracteristici polare și hidrofile.

Riboza îndeplinește regula obișnuită a carbohidraților: are același număr de atomi de carbon și oxigen și de două ori mai mare în atomii de hidrogen..

Prin atomii de carbon din pozițiile 3 sau 5, acest zahăr se poate lega de o grupare fosfat și, dacă se leagă de una dintre bazele azotate ale ARN-ului, se formează o nucleotidă.

Cel mai comun mod de a găsi riboză în natură este D-riboză și 2-deoxi-D-riboză, acestea sunt componente ale nucleotidelor și acizilor nucleici. D-riboză este o parte a acidului ribonucleic (ARN) și 2-deoxi-D-riboză a acidului dezoxiribonucleic (ADN).

Diferențe structurale între riboză și dezoxiriboză (Sursa: Genomics Education Program [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)] prin Wikimedia Commons)

La nucleotide, ambele tipuri de pentoză sunt în formă β-furanoză (inel pentagonal închis).

În soluție, riboza liberă este în echilibru între forma aldehidă (lanț deschis) și forma ciclică β-furanoză. Cu toate acestea, ARN conține doar forma ciclică β-D-ribofuranoză. Forma biologic activă este de obicei D-riboză.

Structura

Riboza este un zahăr derivat din glucoză care aparține grupului aldopentozelor. Formula sa moleculară este C5H10O5 și are o greutate moleculară de 150,13 g / mol. Deoarece este un zahăr monozaharidic, hidroliza sa separă molecula în grupurile sale funcționale.

Are, așa cum indică formula sa, cinci atomi de carbon care pot fi găsiți ciclic ca parte a inelelor cu cinci sau șase membri. Acest zahăr are o grupare aldehidă la carbonul 1 și o grupare hidroxil (-OH) la atomii de carbon de la poziția 2 la poziția 5 a inelului pentozei.

Molecula de riboză poate fi reprezentată în proiecția Fisher în două moduri: D-riboză sau L-riboză, forma L fiind stereoizomerul și enantiomerul formei D și invers..

Clasificarea formei D sau L depinde de orientarea grupărilor hidroxil ale primului atom de carbon după gruparea aldehidă. Dacă acest grup este orientat spre partea dreaptă, molecula din reprezentarea lui Fisher corespunde D-ribozei, altfel dacă este spre partea stângă (L-ribozei).

Proiecția Haworth a ribozei poate fi reprezentată în două structuri suplimentare, în funcție de orientarea grupării hidroxil pe atomul de carbon care este anomeric. În poziția β hidroxilul este orientat spre partea de sus a moleculei, în timp ce poziția α orientează hidroxilul spre partea de jos.

Proiecție Haworth pentru Ribopiranoză și Ribofuranoză (Sursa: NEUROtiker [Domeniu public] prin Wikimedia Commons)

Astfel, conform proiecției Haworth, pot exista patru forme posibile: β-D-riboză, α-D-riboză, β-L-riboză sau α-L-riboză.

Când grupările fosfat sunt atașate la riboză, acestea sunt adesea denumite α, β și Ƴ. Hidroliza trifosfatului nucleozidic furnizează energia chimică pentru a determina o mare varietate de reacții celulare.

Caracteristici

S-a propus că fosfatul de riboză, produs al descompunerii ribonucleotidelor, este unul dintre principalii precursori ai furanului și tiofenolilor, care sunt responsabili pentru mirosul caracteristic al cărnii..

În celule

Plasticitatea chimică a ribozei face ca molecula să fie implicată în marea majoritate a proceselor biochimice din interiorul celulei, unele cum ar fi traducerea ADN-ului, sinteza aminoacizilor și nucleotidelor etc..

Riboza acționează în mod constant ca vehicul chimic în interiorul celulei, deoarece nucleotidele pot avea una, două sau trei grupări fosfat legate covalent între ele prin legături anhidre. Acestea sunt cunoscute sub numele de nucleozide mono-, di- și, respectiv, trifosfat..

Legătura dintre riboză și fosfat este de tip ester, hidroliza acestei legături eliberează aproximativ 14 kJ / mol în condiții standard, în timp ce cea a fiecărei legături de anhidridă eliberează aproximativ 30 kJ / mol.

În ribozomi, de exemplu, gruparea 2'-hidroxil a ribozei poate forma o legătură de hidrogen cu diferiții aminoacizi, o uniune care permite sinteza proteinelor din ARNt în toate organismele vii cunoscute.

Veninul majorității șerpilor conține o fosfodiesterază care hidrolizează nucleotidele de la capătul 3 'care au un hidroxil liber, rupând legăturile dintre hidroxilul 3' al ribozei sau al dezoxiribozei.

În medicină

În contexte medicinale, este utilizat pentru a îmbunătăți performanța și capacitatea de exercițiu prin creșterea energiei musculare. Sindromul de oboseală cronică este, de asemenea, tratat cu această zaharidă, precum și cu fibromialgia și anumite boli ale arterelor coronare..

În termeni preventivi, este utilizat pentru a preveni oboseala musculară, crampele, durerea și rigiditatea după efort la pacienții cu tulburare moștenită a deficitului de mioadenilat deaminază sau a deficitului de AMP deaminază..

Referințe

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. și Walter, P. (2015). Biologia moleculară a celulei (Ed. A 6-a). New York: Garland Science.
  2. Angyal, S. (1969). Compoziția și conformarea zaharurilor. Angewandte Chemie - Ediție internațională, 8(3), 157-166.
  3. Foloppe, N. și Mackerell, A. D. (1998). Proprietăți conformaționale ale fragmentelor de dezoxiriboză și riboză ale acizilor nucleici: un studiu mecanic cuantic, 5647(98), 6669-6678.
  4. Garrett, R. și Grisham, C. (2010). Biochimie (Ed. A 4-a). Boston, SUA: Brooks / Cole. CENGAGE Învățare.
  5. Guttman, B. (2001). Nucleotide și nucleozide. Academic Press, 1360-1361.
  6. Mathews, C., van Holde, K. și Ahern, K. (2000). Biochimie (Ed. A 3-a). San Francisco, California: Pearson.
  7. Mottram, D. S. (1998). Formarea aromelor în carne și produse din carne: o recenzie. Chimia alimentelor, 62(4), 415-424.
  8. Nechamkin, H. (1958). Câteva derivări etimologice interesante ale terminologiei chimice. Terminologie chimică, 1-12.
  9. Nelson, D. L. și Cox, M. M. (2009). Principiile Lehninger de biochimie. Ediții Omega (Ed. A 5-a). https://doi.org/10.1007/s13398-014-0173-7.2
  10. Shapiro, R. (1988). Sinteza ribozei prebiotice: o analiză critică. Origini ale vieții și evoluția biosferei, 18, 71-85.
  11. Indicele Merck Online. (2018). Adus de pe www.rsc.org/Merck-Index/monograph/m9598/dribose?q=unauthorize
  12. Waris, S., Pischetsrieder, M. și Saleemuddin, M. (2010). Deteriorarea ADN-ului prin riboză: inhibiție la concentrații ridicate de riboză. Revista indiană de biochimie și biofizică, 47, 148-156.
  13. WebMD. (2018). Adus pe 11 aprilie 2019, de pe www.webmd.com/vitamins/ai/ingredientmono-827/ribose
  14. Wulf, P. și Vandamme, E. (1997). Sinteza microbiană a D-ribozei: proces de metabolizare și fermentare metabolică. Progrese în microbiologie aplicată, 4, 167-214.
  15. Xu, Z., Sha, Y., Liu, C., Li, S., Liang, J., Zhou, J. și Xu, H. (2016). L-riboză izomerază și manoză-6-fosfat izomerază: proprietăți și aplicații pentru producția de L -riboză. Microbiologie aplicată și biotehnologie, 1-9.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.