Comparați zaharurile fosfatice și bazele ADN și ARN

ADN și ARN sunt acizi nucleici, care constau în principal dintr-o bază azotată care conține zaharuri pentozice legate prin intermediul grupărilor fosfat. Blocurile de acizi nucleici se numesc nucleotide. Acizii nucleici servesc ca material genetic al celulei prin stocarea informațiilor necesare pentru dezvoltarea, funcționarea și reproducerea organismelor. Majoritatea organismelor folosesc ADN-ul ca material genetic, în timp ce puțini dintre aceștia ca retrovirusurile utilizează ARN ca material genetic. ADN-ul este stabil în comparație cu ARN, datorită diferențelor de zaharuri și baze fosfatice împărțite de fiecare dintre ele. Unu, două sau trei grupări fosfat pot fi atașate la zahărul de pentoză, producând mono-, di- și trifosfați. Zaharul de pentoză folosit de ADN este deoxiriboză, iar zahărul de pentoză folosit de ARN este riboza. Bazele azotate găsite în ADN sunt adenina, guanina, citozina și timina. În ARN, timina este înlocuită cu uracil.

Acest articol se uită la,

1. Ce sunt fosfații
2. Ce sunt Zaharurile?
3. Care sunt bazele
4. Compararea zaharurilor fosfatice și a bazelor ADN și ARN
- Asemănările
-diferenţe

Ce sunt fosfații

ADN și ARN sunt alcătuite din unități repetate ale nucleotidelor; deoxiribonucleotide și ribonucleotide, respectiv. Nucleotida este alcătuită dintr-un zahăr pentozic, care este atașat la o bază de azot și la una, două sau trei grupări fosfat. Ambele nucleotide ADN și ARN se pot atașa la una, două sau trei grupări fosfat pe carbonul lor 5 'din zahărul de pentoză. Nucleozidele legate de fosfat se numesc mono-, di- și trifosfați. Reacțiile de fosforilare sunt catalizate de o clasă de enzime numite ATP: D-riboza 5-fosfotransferază. Deoxiribonucleozidele sunt fosforilate de enzima numită deoxiribininază, iar nucleozidele ARN sunt fosforilate de enzima numită ribokinază. Formarea legăturilor fosfodiesterale în timpul producției coloanei vertebrale de zahăr-fosfat este alimentată prin tăierea legăturilor de fosfat de energie înaltă în trifosfații nucleotidici. Formarea fiecărei nucleotide, monofosfat de nucleozidă, difosfat nucleozid și nucleosid trifosfat este prezentată în figura 1.

Figura 1: Trei tipuri de nucleotide

Ce sunt Zaharurile?

Atât ADN-ul cât și ARN-ul conțin zaharuri de pentoză. Deoxiribonucleotidele conțin deoxiriboză și ribonucleotidele conțin riboza ca zaharuri pentozice. Riboza este o monozaharidă de pentoză, conținând un inel cu cinci membri în structura sa. Acesta conține un grup funcțional aldehidic în forma sa deschisă. Prin urmare, riboza se numește aldopentoză. Riboza conține doi enantiomeri: D-riboza și L-riboza. Conformitatea naturală este D-riboza, unde L-riboza nu se găsește în natură. D-riboza este un epimer de D-arabinoză, care diferă prin stereochimie la carbonul 2 '. Această grupă hidroxil 2 'este importantă în îmbinarea ARN.

Zahărul de pentoză găsit în ADN este deoxiriboză. Deoxiriboză este o formă modificată a zahărului, riboză. Se formează din 5-fosfat de riboză prin acțiunea enzimei, ribonucleotid reductaza. Un atom de oxigen se pierde în timp ce formează deoxiriboză din al doilea atom de carbon al inelului de riboză. Prin urmare, deoxiriboză este mai precis numită 2-deoxirioză. 2-deoxiriboză conține doi enantiomeri: D-2-deoxiriboză și L-2-deoxiriboză. Numai D-2-deoxiriboză este implicată în formarea coloanei vertebrale a ADN-ului. Datorită absenței grupării 2 'hidroxil în deoxiribozoși, ADN-ul este capabil să se plieze în structura sa dublă helix, mărind flexibilitatea mecanică a moleculei. ADN-ul poate fi înfășurat strâns pentru a se împacheta și într-un mic nucleu. Diferența dintre riboză și deoxiriboză este cu gruparea 2 'hidroxil prezentă în riboză. Deoxiriboză, în comparație cu riboza, este prezentată în figura 2.

Figura 2: Deoxiriboză

Care sunt bazele

Atât ADN-ul, cât și ARN-ul sunt atașate la o bază azotată pe carbonul 1 'al zaharatului de pentoză, înlocuind gruparea hidroxil de deoxiriboză. Cinci tipuri de baze azotate se găsesc atât în ADN cât și în ARN. Acestea sunt adenină (A), guanină (G), citozină (C), timină (T) și uracil (U). Adenina și guanina sunt purine, care se găsesc în inelul de pirimidină structurat în două cicluri condensat cu un inel imidazolic. Citozina, timina și uracilul sunt pirimidine, care conțin o singură structură inelară de pirimidină cu șase membri. ADN-ul conține adenină, guanină, citozină și timină în nucleotidele sale. ARN conține uracil, în loc de timină. Adenina formează două legături de hidrogen cu timină și guanina formează trei legături de hidrogen cu citozină. Se numește împerecherea complementară de bază în ADN Watson-Crick model de bază de împerechere a ADN-ului. Ea aduce două fire complementare ADN împreună, formând legături de hidrogen. Prin urmare, structura finală a ADN-ului este dublu-catenar și antiparallel. În ARN, uracilul formează două legături de hidrogen cu adenină, înlocuind timina. Perechea complementară de bază a ARN în aceeași moleculă formează structuri ARN dublu catenare numite bucle de ac de păr. ADN-ul dublu catenar este prezentat în figura 3.

Figura 3: ADN

Diferența dintre timină și uracil este în grupa metil prezentă în atomul de carbon 5 'al timinei. Uracilul este capabil de împerechere de bază cu alte baze, precum și adenină, iar deaminarea citozinei poate produce uracil. Prin urmare, ARN este mai puțin stabil în comparație cu ADN, datorită prezenței uracilului în locul timinei. Uracilul și timina sunt prezentate în figura 4.

Figura 4: Uracil și timină

Compararea zaharurilor fosfatice și a bazelor ADN și ARN

Asemănările dintre fosfații zaharuri și bazele ADN și ARN

fosfaţi

Ambele ADN și ARN conțin una, două sau trei grupări fosfat, atașate la carbonul 5 'al zahărului de pentoză.

Zahăr de pentoză

Ambele ADN și ARN conțin o monozaharidă de pentoză în nucleotidele lor, care este atașată la o bază azotată și una, două sau trei grupări fosfat.

Baze azotate

Atât ADN, cât și ARN prezintă trei tipuri de baze azotate: adenină, guanină și citozină.

Diferențele dintre fosfații zaharuri și bazele ADN și ARN

Pentoză de zahăr

DNA: Zahărul de pentoză găsit în ADN este deoxiriboză.

ARN: Zaharul pentozic găsit în ARN este riboza.

Conformarea zahărului

DNA: D-2-deoxiriboză se găsește în coloana vertebrală a zahărului-fosfat al ADN-ului.

ARN: D-riboza se găsește în coloana vertebrală de zahar-fosfat a ARN.

Semnificația zahărului de pentoză în ADN / ARN

DNA: 2-deoxiriboză permite formarea de helix dublu ADN.

ARN: Riboza nu permite formarea unei helixuri dublu ARN datorită prezenței unei grupe hidroxil 2 '.

Timină / uracil

DNA: Thymine se găsește în ADN.

ARN: Uracilul se găsește în ARN.

Semnificația tirinei / uracilului

DNA: ADN-ul este mai stabil decât ARN din cauza prezenței timinei.

ARN: ARN este mai puțin stabil datorită prezenței uracilului în loc de timină.

Fosforilarea

DNA: Deoxiribonucleozidele sunt fosforilate de deoxiribifinaze.

ARN: Ribonucleozidele sunt fosforilate de ribokinaze.

Fosforilarea produce

DNA: Fosforilarea deoxiribonucleozidelor produce deoxiribonucleotide.

ARN: Fosforilarea ribonucleozidelor produce ribonucleotide.

Concluzie

Atât ADN-ul, cât și ARN-ul constau dintr-un zahăr pentoză, care este atașat la o bază azotată pe carbonul 1 'și una sau mai multe grupări fosfat la atomul de carbon 5'. Gama principală de zahar-fosfat a ambelor tipuri de acizi nucleici se formează prin polimerizarea nucleotidelor prin intermediul grupărilor fosfat. Zahărul pentozic găsit în coloana vertebrală a zahărului-fosfat al ADN-ului este D-2-deoxiriboză. D-riboza se gaseste in ARN. Bazele azotate găsite în ADN sunt adenina, guanina, citozina și timina. În ARN se găsește uracil, înlocuind timina. Se atașează una, două sau trei grupări fosfat la zahărul de pentoză. Când o grupare fosfat este atașată la nucleozidă, se numește nucleofil monofosfat. Atunci când două grupuri de fosfat sunt atașate la nucleozidă, se numește difosfat de nucleotide. Atunci când trei grupuri de fosfat sunt atașate la nucleozidă, se numește trifosfat de nucleotide.

Referinţă:
1. "Note de clasă". Elementele de bază: ADN, ARN, proteină. N.p., n.d. Web. 28 aprilie 2017.
2. "Structura de acizi nucleici" SparkNotes. SparkNotes, n.d. Web. 28 aprilie 2017.
3. "De ce timina în loc de uracil?" Natura pământească. N.p., 17 iunie 2016. Web. 28 aprilie 2017.

Datorită fotografiei:
1. "Nucleotidele 1" de Boris (PNG), SVG de Sjef-en: Imagine: Nucleotides.png (Domeniul Public) prin Wikimedia Wikimedia
2. "DeoxyriboseLabeled" de adenozină (Wikipedia în engleză) - Wikipedia engleză (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Wikimedia
3. "Nucleotide ADN" Prin OpenStax College - Anatomie și Fiziologie, Connexions Web site. 19 iunie 2013 (CC BY 3.0) prin Wikimedia Commons
4. "Pyrimidines2" de Mtov - Muncă proprie (Domeniul Public) prin Wikimedia Commons

Ştiinţă