结构生物化学/核酸/糖/脱氧核糖
通常,脱氧核糖核酸被描绘成作为生物体或双螺旋结构发展模板的核酸。与RNA不同,DNA在2'碳上没有羟基(-OH)基团。由于没有羟基,DNA只能在3'碳到另一个核酸的5'碳之间形成磷酸二酯键。
由于没有羟基,DNA比RNA更耐水解。没有部分负电荷的羟基基团也有利于DNA比RNA更稳定。连接两个核苷酸的磷酸二酯桥总是带负电荷,这将排斥RNA中的羟基,使其比DNA不稳定。
脱氧核糖是一种醛戊糖,这意味着它是一种单糖,包含五个碳原子,并且在其线性结构中还包含一个醛官能团。本质上,脱氧糖只是一个戊糖糖核糖,其2位羟基被氢原子取代。脱氧核糖的另一个名称是脱氧核糖呋喃糖,它源于它是一个五元环,包含四个碳原子和一个氧原子。
2-脱氧核糖以及核糖衍生物在生物过程中很重要。这些衍生物中最重要的是在环的5-位置连接一个磷酸基团。单磷酸盐、二磷酸盐和三磷酸盐非常重要,3-5环状单磷酸盐形式的嘌呤和嘧啶通过形成称为辅酶的二磷酸二聚体,形成了一类重要的与核糖和脱氧核糖结合的化合物。当嘌呤和嘧啶与核糖糖结合时,就会形成核苷。常见的核苷通常在5-碳上连接一个磷酸基团,在1-碳上连接一个碱基。磷酸化核苷被称为核苷酸。
含氮碱基可以被添加到脱氧核糖的半缩醛中或与之反应。常见的添加的碱基是腺嘌呤和鸟嘌呤(嘌呤衍生物),以及胸腺嘧啶、尿嘧啶和胞嘧啶(嘧啶衍生物)。当腺嘌呤与核糖结合时,称为腺苷;当与脱氧核糖结合时,称为脱氧腺苷。腺苷的三磷酸衍生物,也称为三磷酸腺苷(ATP),对于细胞中能量分子的运输至关重要。
2-脱氧核糖和核糖核苷酸通常以无分支的 5'-3' 聚合物形式存在。一个单体的 3'-碳连接到另一个单体的 5'-碳上,然后连接到另一个单体的 3'-碳上,可以继续连接数百万个单体单元。这些长聚合物链具有与小分子非常不同的物理性质,因此这些聚合物构成了另一个称为大分子类别的划分。聚合物的骨架是糖-磷酸-糖链,它是通过 3'-5'-3'-碳键形成的,这与连接到糖的碱基无关。
染色体还包含 5'-3' 的 2'-脱氧核糖核苷酸聚合物链。每个单体都是上述核苷酸之一,即脱氧腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤或胞嘧啶。这些通常被称为脱氧核糖核酸,简称 DNA。在核糖核酸或 RNA 中,胸腺嘧啶被尿嘧啶取代。染色体中的 DNA 形成长螺旋结构,包含两个彼此反向平行的分子,其骨架朝向内部,并通过在螺旋骨架之间形成的互补核苷酸碱基(腺嘌呤和胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶)之间的氢键连接在一起。DNA 中缺少 2'-羟基允许骨架更灵活并采用长双螺旋结构的完整构象,这反过来又允许盘绕,因此 DNA 能够将更长的分子装入细胞核的更小的空间体积中。另一方面,RNA 已知形成相对短的双螺旋结构。
https://wikibooks.cn/wiki/Structural_Biochemistry/Nucleic_Acid/Phosphate
https://wikibooks.cn/wiki/Structural_Biochemistry/Nucleic_Acid/Nitrogenous_Bases/Pyrimidines
https://wikibooks.cn/wiki/Structural_Biochemistry/Nucleic_Acid/Nitrogenous_Bases/Purines/Adenine
https://wikibooks.cn/wiki/Structural_Biochemistry/Nucleic_Acid/Nitrogenous_Bases/Purines/Guanine