跳轉到內容

結構生物化學/核酸/糖/脫氧核糖

來自華夏公益教科書,開放的書籍,為一個開放的世界

脫氧核糖

[編輯 | 編輯原始碼]

通常,脫氧核糖核酸被描繪成作為生物體或雙螺旋結構發展模板的核酸。與RNA不同,DNA在2'碳上沒有羥基(-OH)基團。由於沒有羥基,DNA只能在3'碳到另一個核酸的5'碳之間形成磷酸二酯鍵。

由於沒有羥基,DNA比RNA更耐水解。沒有部分負電荷的羥基基團也有利於DNA比RNA更穩定。連線兩個核苷酸的磷酸二酯橋總是帶負電荷,這將排斥RNA中的羥基,使其比DNA不穩定。

RNA中核糖的結構

DNA中脫氧核糖的結構

脫氧核糖是一種醛戊糖,這意味著它是一種單糖,包含五個碳原子,並且在其線性結構中還包含一個醛官能團。本質上,脫氧糖只是一個戊糖糖核糖,其2位羥基被氫原子取代。脫氧核糖的另一個名稱是脫氧核糖呋喃糖,它源於它是一個五元環,包含四個碳原子和一個氧原子。

脫氧核糖的生物學重要性

[編輯 | 編輯原始碼]

2-脫氧核糖以及核糖衍生物在生物過程中很重要。這些衍生物中最重要的是在環的5-位置連線一個磷酸基團。單磷酸鹽、二磷酸鹽和三磷酸鹽非常重要,3-5環狀單磷酸鹽形式的嘌呤和嘧啶透過形成稱為輔酶的二磷酸二聚體,形成了一類重要的與核糖和脫氧核糖結合的化合物。當嘌呤和嘧啶與核糖糖結合時,就會形成核苷。常見的核苷通常在5-碳上連線一個磷酸基團,在1-碳上連線一個鹼基。磷酸化核苷被稱為核苷酸。

含氮鹼基可以被新增到脫氧核糖的半縮醛中或與之反應。常見的新增的鹼基是腺嘌呤和鳥嘌呤(嘌呤衍生物),以及胸腺嘧啶、尿嘧啶和胞嘧啶(嘧啶衍生物)。當腺嘌呤與核糖結合時,稱為腺苷;當與脫氧核糖結合時,稱為脫氧腺苷。腺苷的三磷酸衍生物,也稱為三磷酸腺苷(ATP),對於細胞中能量分子的運輸至關重要。

2-脫氧核糖和核糖核苷酸通常以無分支的 5'-3' 聚合物形式存在。一個單體的 3'-碳連線到另一個單體的 5'-碳上,然後連線到另一個單體的 3'-碳上,可以繼續連線數百萬個單體單元。這些長聚合物鏈具有與小分子非常不同的物理性質,因此這些聚合物構成了另一個稱為大分子類別的劃分。聚合物的骨架是糖-磷酸-糖鏈,它是透過 3'-5'-3'-碳鍵形成的,這與連線到糖的鹼基無關。

染色體還包含 5'-3' 的 2'-脫氧核糖核苷酸聚合物鏈。每個單體都是上述核苷酸之一,即脫氧腺嘌呤、胸腺嘧啶、鳥嘌呤或胞嘧啶。這些通常被稱為脫氧核糖核酸,簡稱 DNA。在核糖核酸或 RNA 中,胸腺嘧啶被尿嘧啶取代。染色體中的 DNA 形成長螺旋結構,包含兩個彼此反向平行的分子,其骨架朝向內部,並透過在螺旋骨架之間形成的互補核苷酸鹼基(腺嘌呤和胸腺嘧啶、鳥嘌呤和胞嘧啶)之間的氫鍵連線在一起。DNA 中缺少 2'-羥基允許骨架更靈活並採用長雙螺旋結構的完整構象,這反過來又允許盤繞,因此 DNA 能夠將更長的分子裝入細胞核的更小的空間體積中。另一方面,RNA 已知形成相對短的雙螺旋結構。

參考文獻

[編輯 | 編輯原始碼]

https://wikibook.tw/wiki/Structural_Biochemistry/Nucleic_Acid/Phosphate

https://wikibook.tw/wiki/Structural_Biochemistry/Nucleic_Acid/Nitrogenous_Bases/Pyrimidines

https://wikibook.tw/wiki/Structural_Biochemistry/Nucleic_Acid/Nitrogenous_Bases/Purines/Adenine

https://wikibook.tw/wiki/Structural_Biochemistry/Nucleic_Acid/Nitrogenous_Bases/Purines/Guanine

華夏公益教科書