Los azúcares fosfatos ( azúcares a los que se les han añadido o sustituido grupos fosfato ) se utilizan a menudo en sistemas biológicos para almacenar o transferir energía . También forman la columna vertebral del ADN y el ARN . La geometría del esqueleto de fosfato de azúcar se altera en las proximidades de los nucleótidos modificados.
Ejemplos incluyen:
La columna vertebral de azúcar-fosfato tiene una estructura electrónica múltiple y la deslocalización de electrones complica su descripción teórica . Una parte de la densidad electrónica está deslocalizada en toda la columna vertebral y el grado de deslocalización se ve afectado por la conformación de la columna vertebral debido a los efectos de hiperconjugación . La hiperconjugación surge de las interacciones donante-aceptor de orbitales localizados en posiciones 1,3.
La columna vertebral de fosfodiéster del ADN y el ARN consta de pares de azúcares desoxirribosa o ribosa unidos por fosfatos en las respectivas posiciones 3' y 5'. La columna vertebral está cargada negativamente y es hidrófila , lo que permite fuertes interacciones con el agua. [1] La columna vertebral de azúcar-fosfato forma el marco estructural de los ácidos nucleicos , incluidos el ADN y el ARN . [2]
Los fosfatos de azúcar se definen como carbohidratos a los que un grupo fosfato está unido mediante un éster o un enlace cualquiera, dependiendo de si se trata de un hidroxilo alcohólico o hemiacetálico, respectivamente. La solubilidad , las tasas de hidrólisis ácida , la fuerza de los ácidos y la capacidad de actuar como donantes de grupos de azúcares son el conocimiento de las propiedades físicas y químicas necesarias para el análisis de ambos tipos de fosfatos de azúcar. El ciclo fotosintético de reducción de carbono está estrechamente asociado con los fosfatos de azúcar, y los fosfatos de azúcar son una de las moléculas clave en el metabolismo (los fosfatos de azúcar son actores importantes en el metabolismo debido a su tarea de almacenar y transferir energía. No solo ribosa 5-fosfato sino también La fructosa 6-fosfato es un intermediario de la vía de las pentosas-fosfato que genera nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH) y pentosas a partir de polímeros de glucosa y sus productos de degradación). Vías oxidativas de las pentosas fosfato, gluconeogénesis , intermediarios importantes en la glucólisis . Los fosfatos de azúcar no solo participan en la regulación y señalización metabólica, sino que también participan en la síntesis de otros compuestos de fosfato. [3]
El ácido nucleico peptídico (PNA) es un ácido nucleico en el que el ácido nucleico natural ha sido reemplazado por un esqueleto peptídico sintético formado a partir de unidades de N -(2-amino-etil)-glicina junto con un esqueleto de fosfato de azúcar que se forma en un resto aquiral y sin carga que Imita oligonucleótidos de ARN o ADN . El PNA no se puede degradar dentro de las células vivas, pero es químicamente estable y resistente a la escisión hidrolítica (enzimática) . [4]
Los fosfatos de azúcar son actores importantes en el metabolismo debido a su tarea de almacenar y transferir energía. No sólo la ribosa 5-fosfato sino también la fructosa 6-fosfato son un intermediario de la vía de las pentosas-fosfato que genera nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH) y pentosas a partir de polímeros de glucosa y sus productos de degradación. La vía se conoce como glucólisis , donde los mismos carbohidratos se degradan en piruvatos, proporcionando así energía. [5] Las enzimas son catalizadas para las reacciones de estas vías. Algunas enzimas contienen centros metálicos en su sitio activo , que es una parte importante de las enzimas y también de la reacción catalizada. El grupo fosfato puede coordinarse con el centro metálico, por ejemplo, 1,6-bisfosfatasa y ADP-ribosa pirofosfatasa.
El fosfoglicerato y varios fosfatos de azúcar, que son intermediarios conocidos del ciclo fotosintético del carbono de Calvin , estimulan la fijación de dióxido de carbono dependiente de la luz por parte de cloroplastos aislados. Esta capacidad es compartida por otros metabolitos (por ejemplo, glucosa 1-fosfato) de los cuales los intermedios aceptados del ciclo de Calvin podrían derivarse fácilmente mediante rutas metabólicas conocidas.
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