ホスホジエステル結合は、2 つの糖分子とリン酸基の間に形成されます。この結合は、DNA または RNA 鎖のバックボーンを形成するヌクレオチドを接続します。
私たちが知っているように、DNAとRNAは、生物に見られる非常に重要な生体分子です。彼らは、私たちを似たものにし、それでいて非常にユニークなものにする責任があります。有名な DNA の二重らせん構造は誰もが知っています。 Spiderman のような映画で見たことがあるでしょう。 :らせん階段のような曲がりくねったはしごのような構造。ホスホジエステル結合は、リン酸基と DNA または RNA の 2 つの糖分子の間の結合です。
DNA と RNA の構造
ホスホジエステル結合を理解するには、まず DNA と RNA の基本構造を理解する必要があります。 DNA は二重らせん構造を持っていることがわかっていますが、RNA は同様の構造を持っていますが、1 本鎖しかありません。
DNA 構造 (写真提供:iris wright/Shutterstock)
DNA は、窒素塩基、糖分子、三リン酸基の 3 つの部分で構成されています。 4 つの窒素塩基があります:アデニン、グアニン、シトシン、チミン (RNA のウラシル)。糖分子に結合した塩基は、ヌクレオシドとして知られています。リン酸基に結合したヌクレオシドはヌクレオチドと呼ばれます。
ヌクレオチド
前述のように、ヌクレオチド分子はヌクレオシドとリン酸基の 2 つの部分で構成されています。連結されたヌクレオチドは、遺伝物質の一本鎖を形成します。 DNA の場合、2 本の鎖が窒素含有塩基によって結合されて、二本鎖構造が形成されます。
RNA の糖分子はリボース糖で、5 炭素の糖分子 (C5H10O5) です。 DNA では、糖分子は酸素原子が 1 つ少ないため、デオキシリボース (C5H10O4) と呼ばれます。この糖分子はリン酸基に結合しています。リン酸基は、2 つの水素原子を失ったリン酸 (H3PO4) に由来します。
結合は、糖分子の 5 番目の炭素で発生します。炭素原子には、2 つの水素原子と、ヒドロキシル基 (-OH 基) があります。結合形成中、リン酸基は水素原子を失い、糖の 5 番目の炭素はヒドロキシル基を失います。したがって、リン酸基のHによって形成された水分子とそれらの間に結合が形成され、糖のOHが放出されます。これはエステル結合です。
ヌクレオチド (写真提供:Designua/Shutterstock)
ここで、ヌクレオチドは 5 番目の炭素に 1 つ、2 つ、または 3 つのリン酸基を持つことができることに注意することが重要です。ただし、核酸には 3 つのリン酸基があります。
ホスホジエステル結合
ホスホジエステル結合とは、文字通り、リン酸分子が 2 つのエステル結合を形成する時間を指します。上に示したように、ヌクレオシドがリン酸基に結合するとき、ヌクレオチド分子はすでに 1 つのエステル結合を持っています。このリン酸基は、隣接するヌクレオチドの糖分子と結合してそれらを連結します。この糖-リン酸-糖結合は、DNA または RNA 鎖の骨格を形成します。
(写真提供:スポンク (トーク)/ウィキメディア・コモンズ)
リン酸分子を考えてみましょう。ヌクレオチドを形成するために、すでに糖分子から1つの水素原子を失っています.このリン酸は、同様のプロセスを経て、別の糖分子と結合します。ただし、違いは、ヌクレオチドを形成しながら糖分子に結合すると、リボース糖の 5 番目の炭素に結合することです。 2 つの異なるヌクレオチド間の結合形成中に、リボース糖の 3 番目の炭素からヒドロキシル基 (-OH) が失われます。同じプロセスが続きます。リン酸から水素が失われ、糖から -OH が失われて水分子が形成されます。
これは 2 番目のエステル結合を形成するため、ホスホジ という名前が付けられます。 エステル結合。
前述のように、リン酸ジエステル結合は、一リン酸、二リン酸、または三リン酸を含むヌクレオチドに存在する可能性があります。しかし、DNA と RNA では、ヌクレオチドは三リン酸基を持っています。
