Определение дезоксирибозы
Дезоксирибоза – это пятиуглеродный сахар молекула это помогает сформировать фосфатную основу молекул ДНК. ДНК или дезоксирибонуклеиновая кислота представляет собой полимер, образованный из множества нуклеиновых кислот. каждый нуклеиновая кислота состоит из молекулы дезоксирибозы, связанной с фосфатная группа и пурин или пиримидин, Пурины имеют два углеродных и азотных кольца, в то время как пиримидины имеют только одно кольцо. Пурины представляют собой аденин (А) и гуанин (G), в то время как пиримидины представляют собой цитозин и тимин в ДНК. В РНК пиримидинами являются цитозин (C) и урацил (U). Связанные с дезоксирибозой и фосфатной группой, эти молекулы известны как дезоксирибонуклеотиды и являются прямыми предшественниками ДНК. Связи между нуклеотидами известны как фосфодиэфирные связи, потому что они имеют место между фосфатной группой одного нуклеотид и дезоксирибозный сахар следующего нуклеотида.
Вместе длинные нити ДНК, содержащие много отдельных молекул дезоксирибозы, несут генетическую информацию о животном. Хотя отдельные нуклеотиды не несут никакой информации, как одна буква, серия из трех нуклеотидов создает кодон, который требует определенной аминокислоты. Вместе много аминокислоты образуют функциональные белки, которые могут помочь клетка в ускорении определенных реакций. Хотя основание дезоксирибозы не изменяется от одного нуклеотида к другому, оно создает сильную поддержку для рабочих молекул ДНК. Единственная разница между РНК и ДНК заключается в наличии дезоксирибозы вместо рибозы. Фермент, известный как рибонуклеотидредуктаза, удаляет молекулу кислорода из одного из атомов углерода рибозного сахара. Результатом является дезоксирибоза, основа ДНК. Это простое изменение – единственное различие между РНК и ДНК, в то время как они со временем эволюционировали.
Структура дезоксирибозы
Сама по себе дезоксирибоза может существовать в виде линейной молекулы или в виде пяти или шестичленного кольца. Дезоксирибоза известна как альдопентоза, потому что это молекула из пяти атомов углерода, которая содержит карбонильная группа в конце молекулы. На изображении выше он виден как дезоксирибофураноза или как пятичленное кольцо. Замены в этом кольце фосфатной группы и основания нуклеиновой кислоты позволят дезоксирибозе функционировать в качестве основы ДНК, как показано на рисунке ниже.
В ДНК дезоксирибоза существует в виде пятичленного кольца. Как видно из рисунка, дезоксирибоза потеряла молекулу кислорода из одного из атомов углерода в кольце. Хотя это может показаться простым изменением, оно сильно влияет на устойчивость ДНК к гидролизу. РНК с дополнительным кислородом обеспечивает лучшее взаимодействие с молекулами воды. Это может привести к гидролизу фосфодиэфирных связей, которые связывают молекулы рибозы. Для сравнения, фосфодиэфирные связи, которые связывают молекулы дезоксирибозы, естественным образом меньше взаимодействуют с водой и меньше разрушаются при гидролизе. Это позволяет молекулам ДНК охватывать поколения с незначительными исправлениями.
Как правило, углерод в дезоксирибозе пронумерован простыми числами, чтобы различать их. 1 ‘углерод (называемый “один простой углерод”) – это углерод, который будет связан с азотистым основанием (нуклеиновой кислотой). 5 ‘углерод будет на противоположной стороне кольца, и не является частью структуры кольца. 5 ’углерод соединяется с фосфатной группой. Затем эта фосфатная группа будет связываться с 3’-углеродом нуклеотида над ней, как показано на рисунке. Это создает ковалентно связанный остов ДНК. Хотя это и не изображено, ДНК существует в виде двух нитей, которые дополняют друг друга, каждая с основанием на основе дезоксирибозы. Пиримидины и пурины взаимодействуют друг с другом, образуя водородные связи, удерживая основные цепи вместе. Во время репликации ферменты разрушают эти водородные связи, образуя новые цепи ДНК, которые дополняют каждую сторону родительской цепи. Новые молекулы рибозы присоединяются к азотистым основаниям и фосфатным группам перед тем, как дезоксигенироваться в дезоксирибозные основания. Затем нуклеотиды могут быть добавлены к растущей цепочке оснований, которая станет независимой молекулой ДНК.
- рибоза – Молекула пентозы связана с 5 молекулами кислорода, на 1 больше, чем дезоксирибоза.
- ДНК – Полимер нуклеиновой кислоты, состоящий из множества отдельных нуклеотидов, связанных фосфодиэфирными связями.
- Основа нуклеиновой кислоты – пурин или пиримидин, присоединенные к дезоксирибозе или рибозе, которые создают нуклеотид.
- нуклеотидная – дезоксирибоза или рибоза, присоединенные к фосфатной группе и основанию нуклеиновой кислоты.
викторина
1. Ученый экспериментирует с веществом, которое превращает дезоксирибозу в ее линейную форму, даже когда она встроена в ДНК. Что будет с организм подвергается воздействию этого вещества?A. Это будет воспроизводить ДНК быстрее, потому что ДНК будет расширятьсяB. ДНК больше не будет функционировать, и организм умретC. ДНК все еще будет функционировать, но не сможет конденсироваться во время митоз
Ответ на вопрос № 1
В верно. Функционирование молекулы ДНК полностью зависит от ее формы. Хотя дезоксирибоза может существовать в разных формах в водной решение после включения в ДНК он остается в конформации пятичленного кольца. Если бы вещество, используемое учеными, могло разорвать связи пятичленного кольца, молекулы должны были бы реформировать связи сами с собой, чтобы учесть дополнительные электроны. При этом связывается с фосфатной группой или азотистая основа должен был быть сломан, и ДНК развалилась бы на части. Без структуры, к которой прикрепляются белки, новая ДНК не может быть синтезирована.
2. ДНК может противостоять повреждениям от гидролиза из-за недостатка кислорода на 2 ’углероде. Некоторые вирусы размножаются с использованием только РНК. Как может РНК действовать в течение нескольких поколений, даже если она использует рибозу вместо дезоксирибозы?A. После производства РНК упаковывается в протеиновые капсулы, которые исключают воду.B. вирус заставляет воду быть исключенной из клеткиC. ДНК образуется в качестве промежуточного звена от РНК, внутри клетки
Ответ на вопрос № 2
верно. Вирусы покрыты вирусными белками, которые транспортируют вирус между клетками. Хотя у некоторых вирусов есть промежуточный ДНК (ответ C, известный как ретровирусы), он не обязательно увеличивает жизнь РНК. Вирусная РНК должна реплицироваться сама, используя рибосомы хозяина и белки, которые создает вирусная РНК. Если бы вода была исключена из клетки-хозяина, ни один из процессов репликации не мог бы иметь место. Новые молекулы РНК после репликации упаковываются в белковые оболочки, которые специально адаптированы для защиты более хрупких связей в рибозе. Некоторые вирусы используют дезоксирибозу и ДНК в качестве своей основы.
3. Ученый добавляет свободные химические фосфатные группы, дезоксирибозу и все основания нуклеиновых кислот в химический стакан. Он размешивает мензурку с жезлом и ждет несколько часов. Он пытается проанализировать ДНК, образовавшуюся в стакане, но обнаруживает, что там нет ДНК или нуклеотидов. Чего ему не хватает?A. Организмы для сборки компонентовB. ЭлектричествоC. Нагрев через паяльную лампу
Ответ на вопрос № 3
верно. Отдельные компоненты ДНК не будут объединяться сами по себе каким-либо значимым образом. Ученые предполагают, что потребовались миллиарды лет, чтобы первые самореплицирующиеся молекулы сформировались только при наличии исходных компонентов. Организмы используют широкий спектр энзимов, чтобы помочь сформировать различные молекулы. Например, специальный фермент расщепляет кислород рибозы с образованием дезоксирибозы. Другой фермент необходим для присоединения фосфатной группы к дезоксирибозе. Еще больше ферментов необходимо для образования азотистых оснований и присоединения их к дезоксирибозе.