デオキシリボース

デオキシリボース定義

デオキシリボースは、DNA分子のリン酸骨格を形成するのに役立つ五炭素糖分子である。 DNA、またはデオキシリボ核酸は、多くの核酸から形成されたポリマーである。 各核酸は、リン酸基とプリンまたはピリミジンのいずれかの両方に結合したデオキシリボース分子から構成される。 プリンは炭素と窒素の2つの環を持ち、ピリミジンは1つの環しか持たない。 プリンはアデニン(A)とグアニン(G)であり、ピリミジンはDNA中のシトシンとチミンである。 RNAでは、ピリミジンはシトシン(C)とウラシル(U)である。 これらの分子はデオキシリボースとリン酸基に結合しており、デオキシリボヌクレオチドとして知られており、DNAへの直接の前駆体である。 ヌクレオチド間の結合は、あるヌクレオチドのリン酸基と次のヌクレオチドのデオキシリボース糖との間で起こるため、ホスホジエステル結合として知られている。

一緒に、デオキシリボースの多くの個々の分子を含むDNAの長い文字列は、動物の遺伝情報を運びます。 個々のヌクレオチドは単一の文字のような情報を持たないが、一連の3つのヌクレオチドは特定のアミノ酸を要求するコドンを作成する。 一緒に、多くのアミノ酸は、特定の反応を高速化する際に細胞を助けることができる機能的なタンパク質を形成します。 デオキシリボース塩基はあるヌクレオチドから次のヌクレオチドに変化しないが、それはDNAの働く分子のための強力な支持を作成する。 RNAとDNAの唯一の違いは、リボースの代わりにデオキシリボースの存在です。 リボヌクレオチドレダクターゼとして知られている酵素は、リボース糖の炭素の一つから酸素分子を除去します。 その結果、DNAの塩基であるデオキシリボースが得られる。 この単純な変化は、RNAとDNAの唯一の違いですが、それらは時間の経過とともに異なる機能を進化させてきました。

デオキシリボース構造

Dデオキシリボース3Dボール

それ自体では、デオキシリボースは直鎖分子として、または五員環または六員環として存在することができる。 デオキシリボースは、分子の末端にカルボニル基を含む5炭素分子であるため、アルドペントースとして知られている。 上の画像では、それはデオキシリボフラノース、または五員環として見られています。 リン酸基および核酸塩基のこの環上の置換は、以下の図に見られるように、デオキシリボースがDNAの骨格として機能することを可能にする。

ヌクレオチド

DNAには、デオキシリボースは5員環として存在します。 図に見られるように、デオキシリボースは、環内の炭素の一つを形成する酸素分子を失っている。 これは単純な変化のように見えるかもしれませんが、それは加水分解によって分解されることに対するDNAの耐性に劇的に影響します。 RNAは、余分酸素と水分子とのより大きい相互作用を、可能にする。 これはリボースの分子をつなぐphosphodiesterの結束の加水分解の原因となる場合があります。 比較して、デオキシリボース分子をリンクするホスホジエステル結合は、自然に水との相互作用が少なく、加水分解によって分解が少なくなります。 これにより、DNA分子はわずかな修正だけで世代にまたがることができます。慣例として、デオキシリボース中の炭素は、それらを区別するために素数で番号が付けられています。

1’炭素(「1つの主要な炭素」と呼ばれる)は、窒素(核酸)塩基に結合する炭素である。 5’炭素は環の反対側にあり、環構造の一部ではない。 5’炭素はリン酸基に結合する。 このリン酸基は、図に見られるように、その上のヌクレオチドの3’炭素に結合する。 これはDNAの共有結合された背骨を作成します。 描かれていないが、DNAはお互いを補完する二つの鎖として存在し、それぞれがデオキシリボースベースの骨格を有する。 ピリミジンとプリンは互いに相互作用して、バックボーンを一緒に保持して水素結合を形成する。 複製の間、酵素はこれらの水素結合を破壊して、親鎖の各側を補完するDNAの新しい鎖を形成する。 リボースの新しい分子は、デオキシリボース塩基に脱酸素される前に、窒素塩基およびリン酸基に結合している。 ヌクレオチドは独立したDNAの分子になる基盤の成長するひもにそれから加えることができます。リボース-5つの酸素分子に結合したペントース分子、デオキシリボースよりも1つ多い。

  • DNA–ホスホジエステル結合によって結合された多くの個々のヌクレオチドから作られた核酸ポリマー。
  • 核酸塩基–ヌクレオチドを作成するデオキシリボースまたはリボースに接続されたプリンまたはピリミジン。
  • ヌクレオチド–デオキシリボースまたはリン酸基および核酸塩基に結合したリボース。
  • クイズ

    1。 科学者は、DNAに埋め込まれていても、デオキシリボースを線状に強制する物質を実験しています。 この物質にさらされた生物はどうなりますか?B.DNAはもはや機能しなくなり、生物は死ぬだろうC.DNAはまだ機能しますが、有糸分裂中に凝縮できませんでした

    質問#1への答え
    Bは正しいです。 DNA分子の機能は、その形状に完全に依存しています。 デオキシリボースは水溶液中で異なる形で存在することができるが、DNAに組み込まれると五員環立体配座にとどまる。 科学者によって使用された物質が5員環の結合を破ることができた場合、分子は余分な電子を説明するために結合を再構成しなければならない。 そうすることで、リン酸基または窒素塩基との結合は破壊されなければならず、DNAは断片に落ちるだろう。 タンパク質が結合する構造がなければ、新しいDNAを合成することはできませんでした。

    2. DNAは、2’炭素上の酸素の欠如による加水分解による損傷に抵抗することができる。 いくつかのウイルスは、RNAのみを使用して伝播する。 デオキシリボースの代わりにリボースを使用していても、RNAはどのようにして複数の世代を経て持続することができますか?
    A.生成された後、RNAは水を除くタンパク質カプセルに包装される。B.ウイルスは水を細胞から排除させます
    C.DNAはRNAから中間体として形成され、細胞内で

    質問#2への回答
    Aは正しいです。 ウイルスは、細胞間でウイルスを輸送するウイルスタンパク質で被覆されている。 いくつかのウイルスはDNA中間体(レトロウイルスとして知られている回答C)を持っていますが、必ずしもRNAの寿命を延ばすとは限りません。 ウイルスのRNAはウイルスのRNAが作成する蛋白質およびホストのリボソームを使用して複製自体でなければなりません。 水が宿主細胞から除外された場合、複製プロセスのどれも起こらなかった。 新しいRNAの分子はリボースのより壊れやすい結束を保護するためにとりわけ合わせられる複製の後で蛋白質の包装で包まれます。 いくつかのウイルスは、その塩基としてデオキシリボースとDNAを使用しています。

    3. 科学者はビーカーに自由な隣酸塩グループ、deoxyriboseおよびすべての核酸の基盤を加えます。 彼は棒でビーカーをかき混ぜ、数時間待つ。 彼はビーカーで形成されたDNAを分析しようとしますが、DNAまたはヌクレオチドがないことを発見しました。 彼は何が欠けているのですか?
    a.成分を組み立てるための生物
    B.電気
    C.熱、ブロートーチを介して

    質問#3への答え
    Aは正しいです。 DNAの個々の成分は、意味のある方法で自分自身で一緒に来ることはありません。 科学者は、最初の自己複製分子が存在する出発成分のみで形成されるのに数十億年かかったと理論化しています。 生物は、様々な分子を形成するのを助けるために多種多様な酵素を使用する。 例えば、特別な酵素はデオキシリボースを形作るためにリボースの酸素を裂きます。 デオキシリボースにリン酸基を結合させるためには別の酵素が必要である。 窒素塩基を形成し、それらをデオキシリボースに結合させるためには、さらに多くの酵素が必要である。

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