Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

3.9: Phosphodiester-Bindungen
INHALTSVERZEICHNIS

Your institution must subscribe to JoVE's JoVE Core collection to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 
Start Free Trial

PROTOKOLLE

3.9: Phosphodiester-Bindungen

Überblick

Eine Phosphodiester-Bindung entsteht, wenn ein Phosphorsäuremolekül (H3PO4) mit zwei Hydroxylgruppen (–OH) zweier anderer Moleküle verknüpft wird. Es werden zwei Esterbindungen gebildet und zwei Wassermoleküle entfernt. Die Phosphodiester-Bindung kommt häufig in Nucleinsäuren (DNA und RNA) vor und spielt eine wichtige Rolle in deren Struktur und Funktion.

Phosphodiester-Bindungen verknüpfen Nucleotide miteinander

DNA und RNA sind Polynucleotide oder lange Ketten von Nucleotiden, die miteinander verbunden sind. Nucleotide bestehen aus einer Stickstoffbase (Adenin, Guanin, Thymin, Cytosin oder Uracil), einem Pentosezucker und einem Phosphatmolekül (PO 3-4). In einer Polynucleotidkette sind die Nucleotide durch Phosphodiesterbindungen miteinander verbunden. Eine Phosphodiesterbindung entsteht, wenn Phosphat zwei Esterbindungen bildet. Die erste Esterbindung besteht bereits zwischen der Phosphatgruppe und dem Zucker eines Nucleotids. Die zweite Esterbindung wird durch Reaktion mit einer Hydroxylgruppe (–OH) in einem zweiten Molekül gebildet. Durch jede Bildung einer Ester-Bindung wird ein Wassermolekül entfernt.

Im Inneren der Zelle wird ein Polynucleotid aus freien Nucleotiden aufgebaut, die drei Phosphatgruppen an den 5o Kohlenstoff ihres Zuckers gebunden haben. Diese Nucleotide werden daher auch Nucleotidtriphosphate genannt. Bei der Bildung von Phosphodiesterbindungen gehen zwei Phosphate verloren, so dass das Nucleotid eine Phosphatgruppe aufweist, die über eine Esterbindung an den 5o Kohlenstoff gebunden ist. Die zweite Esterbindung wird zwischen dem 5o Phosphatmolekül des Nucleotides und der 3o Hydroxylgruppe des Zuckers in einem anderen Nucleotid gebildet. Eine Klasse von Enzymen, die Polymerasen genannt werden, katalysiert oder beschleunigt die Bildung von Phosphodiesterbindungen.

In einer Polynucleotidkette bilden die Phosphodiesterbindungen ein alternierendes Muster von Zucker -und Phosphatresten. Man bezeichnet dies als Zucker-Phosphat-Rückgrat. Phosphodiester-Bindungen verleihen einer Polynucleotidkette Direktionalität. Die Polynucleotidkette hat eine freie 5o Phosphatgruppe an einem Ende und eine freie 3o Hydroxylgruppe am anderen Ende. Diese Enden werden als das 5o-Ende bzw. das 3o-Ende bezeichnet. Die Richtungsabhängigkeit der Nucleinsäuren ist für die DNA-Replikation und die RNA-Synthese essenziell.


Suggested Reading

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter