Lien phosphodiéster

Qu'est-ce que les liens de phosphodiéster?

Les Liens de phosphodiéster Ce sont les liaisons covalentes qui se produisent entre deux des atomes d'oxygène d'un groupe phosphate et les groupes hydroxyles de deux autres molécules différentes. Dans ce type de liens, le groupe phosphate agit comme un "pont" d'union stable entre les deux molécules à travers ses atomes d'oxygène.

Le rôle fondamental des liaisons phosphodiéster dans la nature est celle de la formation de chaînes d'acide nucléique, à la fois l'ADN et l'ARN. Avec les sucres pentose (désoxyribose ou ribose, selon le cas), les groupes de phosphate font partie de la structure de soutien de ces biomolécules importantes.

Lien phosphodiéster dans le squelette d'ADN. Wikimedia Commons

Les chaînes nucléotidiques d'ADN ou d'ARN, comme les protéines, peuvent supposer différentes conformations à trois dimensions qui sont stabilisées par des liaisons non covalentes, telles que les ponts d'hydrogène entre les bases complémentaires.

Cependant, la structure primaire est donnée par la séquence linéaire des nucléotides unis de manière covalente au moyen de phosphodiéster.

Comment se forme un lien phosphodiéster?

Comme les liaisons peptidiques dans les protéines et les liaisons glucosidiques entre les monosaccharides, les liaisons phosphodiéster résultent de réactions de déshydrat. Ensuite, le schéma général de l'une de ces réactions de déshydratation:

H-X₁-OH + H-X₂-OH → H-X₁-X₂-OH + H₂SOIT

Les ions phosphates correspondent à la base conjuguée complètement désagréable de l'acide phosphorique et sont appelés phosphates inorganiques, dont l'abréviation est indiquée comme pip. Lorsque deux groupes de phosphate sont unis les uns les autres, une liaison de phosphate anhydre, et une molécule connue sous le nom de pyrophosphate inorganique ou PPI est obtenue.

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Lorsqu'un ion phosphate rejoint un atome de carbone d'une molécule organique, la liaison chimique est appelée ester phosphate, et l'espèce résultante est un monophosphate organique. Si la molécule organique se lie à plus d'un groupe de phosphate, des diphosphates ou trifats organiques se forment.

Lorsqu'une seule molécule de phosphate inorganique rejoint deux groupes organiques, un phosphodiéster ou un "phosphate de diététique" est utilisé. Il est important de ne pas confondre les liaisons phosphodiéster avec des liaisons phosphoanhydro à haute énergie entre les groupes de phosphate de molécules tels que l'ATP, par exemple.

Les liaisons phosphodiéster entre les nucléotides adjacentes sont constituées de deux liaisons phosphoester qui se produisent entre l'hydroxyle en position 5 'd'un nucléotide et d'hydroxyle en position 3' du nucléotide suivant dans un ADN ou un brin d'ARN.

Selon les conditions du milieu, ces liaisons peuvent être hydrolysées à la fois enzymatiques et non enzymatiquement.

Enzymes impliquées

La formation et la rupture des liaisons chimiques sont cruciales pour tous les processus vitaux tels que nous les connaissons, et le cas des liaisons de phosphodiéster ne fait pas exception.

Parmi les enzymes les plus importantes que ces liens peuvent former figurent l'ADN ou l'ARN polymérases et les ribzymes. Les enzymes de phosphodiestérés sont capables de les hydrolyser enzymatiquement.

Pendant la réplication, un processus crucial pour la prolifération cellulaire, dans chaque cycle de réaction, un DNTP (déoxynucléotide trypphosphate) complémentaire à la base de moisissure est incorporé dans l'ADN au moyen d'une réaction de transfert de nucléotide.

La polymérase est responsable de la formation d'un nouveau lien entre le 3'-OH du moule par des liens phosphoanhydro.

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Le résultat est l'étendue de la chaîne par un nucléotide et la libération d'une molécule de pyrophosphate (PPI) S. Il a été déterminé que ces réactions méritent deux ions de magnésium divalents (mg²⁺), dont la présence permet la stabilisation électrostatique du nucléophile oh^- Pour obtenir l'approche du site actif de l'enzyme.

Il PAQUET_pour d'une liaison phosphodiéster est proche de 0, donc dans une solution aqueuse, ces liaisons sont complètement ionisées, chargées négativement.

Cela donne aux molécules de l'acide nucléique une charge négative, qui est neutralisée grâce aux interactions ioniques avec les charges positives d'acides aminés de protéine, d'union électrostatique avec des ions métalliques ou à l'association avec des polyamines.

Dans une solution aqueuse, les liaisons phosphodiéster dans les molécules d'ADN sont beaucoup plus stables que dans les molécules d'ARN. Dans une solution alcaline, ces liaisons dans les molécules d'ARN sont divisées par déplacement intramoléculaire du nucléoside à l'extrémité 5 'par une oxianion 2' '.

Fonction et exemples

Comme mentionné, le rôle le plus pertinent de ces liaisons est leur participation à la formation du squelette des molécules d'acide nucléique, qui sont les molécules les plus importantes du monde cellulaire.

L'activité des enzymes de topoisomérase, qui participent activement à la réplication de la synthèse de l'ADN et des protéines, dépend de l'interaction des liaisons phosphodiéster de l'extrémité ADN 5 'de l'ADN avec la chaîne latérale de déchets de tyrosine dans le site actif de ces enzymes.

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Les molécules qui participent sous forme de seconds messagers, telles que l'adénosine monophosphate cyclique (CAMP) ou le trifosphate de guanosine cyclique (CGTP), ont des liaisons phosphodiéster qui sont hydrolysées par des enzymes spécifiques connues sous le nom de phosphodiesterae, dont la participation est de la plus grande importance pour de nombreux processus de signalisation téléphoniques cellulaires cellulaires cellulaires.

Les glycéophospholipides, composants fondamentaux dans les membranes biologiques, sont composés d'une molécule de glycérol qui se lie par les liaisons phosphodiester aux groupes «tête» polaire qui constituent la région hydrophile de la molécule.

Les références

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