اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (Deoxyribonucleic acid :DNA) و اسید ریبونوکلئیک (Ribonucleic acid :RNA) مولکولهای بیولوژیکی ضروری حیات روی زمین هستند. هر موجود زندهای از DNA به عنوان پایه و اساس ژنتیکی خود استفاده میکند. DNA را میتوان در هسته سلول در یوکاریوتها یافت و تمام فعالیتهای سلولی را با تخصیص آن به RNA هدایت میکند. RNA نقشهای بیولوژیکی متنوعی در بدن انسان از جمله در کدگذاری، رمزگشایی، تنظیم و بیان ژنها دارد. این پیامها را از هسته سلول به سیتوپلاسم منتقل میکند. ریبوز را میتوان در RNA یافت و یک ترکیب آلی یا دقیقاً یک مونوساکارید پنتوز است. دئوکسی ریبوز (Deoxyribose) یک مونوساکارید است که در تشکیل DNA شرکت میکند. این یک قند دئواکسیدی است که از قند ریبوز (sugar ribose) با از دست دادن یک اتم اکسیژن به دست میآید. این تفاوت اصلی بین دئوکسی ریبوز و ریبوز است. در این مقاله، بیایید تفاوت بین ریبوز و دئوکسی ریبوز را از نظر کاربرد آنها و همچنین خواص شیمیایی و فیزیکی توضیح دهیم.
ریبوز چیست؟
ریبوز یک مونوساکارید پنتوز یا قند ساده با فرمول شیمیایی C5H10O5 است. دارای دو انانتیومر است. دی ریبوز و ال ریبوز. با این حال، D-ribose به طور گسترده در طبیعت رخ میدهد، اما L-ribose در طبیعت منشأ نمیگیرد. ریبوز اولین بار توسط Emil Fischer در سال ۱۸۹۱ کشف شد. ریبوز β-D-ribofuranose به عنوان پایه و اساس RNA در نظر گرفته میشود. این ماده به دئوکسی ریبوز که در DNA منشأ میگیرد، مرتبط است. علاوه بر این، محصولات فسفریله ریبوز مانند ATP و NADH نقش غالب در متابولیسم سلولی دارند.
دئوکسی ریبوز چیست؟
دئوکسی ریبوز یک مونوساکارید پنتوز یا قند ساده با فرمول شیمیایی C5H10O4 است. نام آن مشخص میکند که یک قند دئواکسیدی است. از ریبوز قند ناشی از از دست دادن یک اتم اکسیژن است. دارای دو انانتیومر است. D-2-deoxyribose و L-2-deoxyribose. با این حال، D-2-deoxyribose به طور گسترده در طبیعت رخ میدهد، اما L-2-deoxyribose به ندرت در طبیعت منشأ میگیرد. در سال ۱۹۲۹ توسط Phoebus Levene کشف شد. D-2-deoxyribose پیش ساز اصلی نوکلئیک اسید DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) است.
تفاوت بین ریبوز و دئوکسی ریبوز
تفاوت بین ریبوز و دئوکسی ریبوز را میتوان به دستههای زیر تقسیم کرد. آنها هستند؛
تعریف
ریبوز یک آلدو پنتوز یا به عبارت دیگر یک مونوساکارید حاوی پنج اتم کربن است. همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، در شکل زنجیره باز خود، دارای یک گروه عاملی آلدئیدی در یک انتها است.
دئوکسی ریبوز یا به طور دقیق تر ۲-دئوکسی ریبوز، یک مونوساکارید است و نام آن نشان میدهد که یک قند دی اکسیدی است، به این معنی که از ریبوز قند با از دست دادن یک اتم اکسیژن به دست میآید.
ساختار شیمیایی
ریبوز
شکل ۱: فرمول مولکولی ریبوز
دئوکسی ریبوز
شکل ۲: فرمول مولکولی دئوکسی ریبوز
فرمول شیمیایی
فرمول شیمیایی ریبوز C5H10O5 است.
فرمول شیمیایی دئوکسی ریبوز C5H10O4 است.
جرم مولی
جرم مولکولی ریبوز ۱۵۰.۱۳ گرم در مول.
جرم مولکولی دئوکسی ریبوز ۱۳۴.۱۳ g·mol -۱
نام IUPAC
نام IUPAC ریبوز (2S,3R,4S,5R)-5-(hydroxymethyl)oxolane-2,3,4-triol است.
نام IUPAC دئوکسی ریبوز Deoxyribose 2-deoxy-D-ribose است.
نامهای دیگر
ریبوز به نام D-Ribose نیز شناخته میشود.
دئوکسی ریبوز به نام ۲-دئوکسی-D-اریتروپنتوز، تیمینوز نیز شناخته میشود.
تاریخ
ریبوز در سال ۱۸۹۱ توسط امیل فیشر کشف شد.
دئوکسی ریبوز در سال ۱۹۲۹ توسط فیبوس لوین کشف شد.
اهمیت بیولوژیکی
دی ریبوز بخشی از ستون اصلی RNA را ایجاد میکند. RNA عمدتاً در سنتز پروتئین از نظر بیولوژیکی مهم نقش دارد. علاوه بر این، محصولات فسفریله ریبوز از جمله ATP و NADH نقش اصلی را در متابولیسم سلولی مانند تنفس، فتوسنتز، تولید مثل و غیره بازی میکنند. D-ریبوز باید قبل از استفاده در واکنشهای بیوشیمیایی توسط سلول فسفریله شود. AMP و GMP چرخه ای، مشتق شده از ATP و GTP، به عنوان پیام رسانهای ثانویه در برخی از مسیرهای سیگنالینگ عمل میکنند.
محصولات دئوکسی ریبوز نقش مهمیدر زیست شناسی دارند. مولکول DNA منبع اصلی اطلاعات ژنتیکی در هر زندگی زنده است و از زنجیره طولانی واحدهای حاوی دئوکسی ریبوز به نام نوکلئوتید تشکیل شده است که از طریق گروههای فسفات به هم متصل شده اند. نوکلئوتید DNA از بازهای آلی مانند آدنین، تیمین، گوانین یا سیتوزین تشکیل شده است. عدم وجود گروه هیدروکسیل ۲ در دئوکسی ریبوز در واقع عامل افزایش انعطاف پذیری مکانیکی DNA در مقایسه با RNA است. علاوه بر این، این انعطافپذیری مکانیکی به آن اجازه میدهد تا ترکیب دو مارپیچ را در نظر بگیرد و به طور مؤثر و منظمیدر هسته سلول کوچک پیچیده شود.
در نتیجه، هم ریبوز و هم دئوکسی ریبوز در درجه اول برای تولید RNA و DNA مهم هستند. علاوه بر این، این ترکیبات شیمیایی در مکانیسمهای بیولوژیکی ارزشمندی در بدن انسان مشارکت خواهند داشت.
منابع
C.Bernelot-Moens, and B. Demple, (1989), Multiple DNA repair activities for 3′-deoxyribose fragments in Escherichia coli. Nucleic Acids Research, Volume 17, issue 2, p. 587–۶۰۰.
The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (11th ed.), Merck, 1989, ISBN 091191028X, 2890
Weast, Robert C., ed. (1981). CRC Handbook of Chemistry and Physics (62nd ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. p. C-506. ISBN 0-8493-0462-8.
Image Courtesy:
“D-Ribose” by Edgar181 – Own work. (Public Domain) via Commons
“D-dexoyribose chain” by Physchim62 – Own work. (CC BY 3.0) via Commons
“Chemical structure of Ribose and Deoxyribose” by Genetics Education (CC BY 2.0) via Flickr
