फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड: यह कैसे बनता है, कार्य और उदाहरण - जीवविज्ञान - 2025

Phosphodiester बांड सहसंयोजक बंध कि एक फॉस्फेट समूह और दो अलग अलग अणुओं के हाइड्रॉक्सिल समूहों की ऑक्सीजन परमाणु दोनों के बीच पाए जाते हैं। इस प्रकार के बंधन में, फॉस्फेट समूह अपने ऑक्सीजन परमाणुओं के माध्यम से दो अणुओं के बीच एक स्थिर संबंध "पुल" के रूप में कार्य करता है।

प्रकृति में फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड की मौलिक भूमिका डीएनए और आरएनए दोनों के न्यूक्लिक एसिड चेन के गठन की है। पेन्टोज़ शर्करा (डिऑक्सीराइबोज़ या राइबोज़, जैसा भी मामला हो) के साथ, फॉस्फेट समूह इन महत्वपूर्ण बायोमॉलिक्यूल की सहायक संरचना का हिस्सा हैं।

डीएनए कंकाल में फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड (स्रोत: फ़ाइल: फ़ॉस्फ़ोडिएस्टर बॉन्ड। Png, फ़ाइल: फ़ॉस्फ़ोडिएस्टर बॉन्डडाईग्राम.png: उपयोगकर्ता: G3pro (वार्ता) उपयोगकर्ता: G3pro in en.wikipedia.org व्युत्पन्न कार्य: उपयोगकर्ता: Merops (टॉक) व्युत्पन्न कार्य: उपयोगकर्ता: डेनेपोल (टॉक) व्युत्पन्न कार्य: उपयोगकर्ता: KES47 (टॉक) पाठ ट्वीक्स: इंनिस मिसी (टॉक) पाठ ट्वीक्स: डीएमएसी (टॉक) व्युत्पन्न कार्य: उपयोगकर्ता: मिगुएलफेरिग (बात) आयनीकरण के माध्यम से, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

डीएनए या आरएनए की न्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं, प्रोटीन की तरह, गैर-सहसंयोजक बंधों द्वारा स्थिर विभिन्न त्रि-आयामी अनुरूपणों को मान सकती हैं, जैसे कि पूरक आधारों के बीच हाइड्रोजन बांड।

हालांकि, प्राथमिक संरचना न्यूक्लियोटाइड्स के रैखिक अनुक्रम द्वारा दी जाती है, जो फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड के माध्यम से सहसंयोजक रूप से जुड़ा हुआ है।

फास्फोडाइस्टर बॉन्ड कैसे बनता है?

मोनोसेकेराइड के बीच प्रोटीन और ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड में पेप्टाइड बॉन्ड की तरह, फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड निर्जलीकरण प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न होता है जिसमें एक पानी का अणु खो जाता है। यहाँ इन निर्जलीकरण प्रतिक्रियाओं में से एक की सामान्य योजना है:

HX ₁ -OH + HX ₂ -OH → HX ₁ -X ₂ -OH + H ₂ O

फॉस्फेट आयन फॉस्फोरिक एसिड के पूरी तरह से विघटित संयुग्म आधार के अनुरूप होते हैं और इन्हें अकार्बनिक फॉस्फेट कहा जाता है, जिसका संक्षिप्त नाम पाई है। जब दो फॉस्फेट समूहों को एक साथ जोड़ा जाता है, तो निर्जल फॉस्फेट बॉन्ड रूपों, और अणु को अकार्बनिक पाइरोफॉस्फेट या पीपीआई के रूप में जाना जाता है।

जब एक फॉस्फेट आयन एक कार्बनिक अणु में कार्बन परमाणु से जुड़ा होता है, तो रासायनिक बंधन को फॉस्फेट एस्टर कहा जाता है, और परिणामस्वरूप प्रजातियां एक कार्बनिक मोनोफॉस्फेट होती हैं। यदि कार्बनिक अणु एक से अधिक फॉस्फेट समूह से बांधता है, तो कार्बनिक द्विध्रुव या ट्राइफॉस्फेट बनते हैं।

जब एक एकल अकार्बनिक फॉस्फेट अणु दो कार्बनिक समूहों से जुड़ा होता है, तो एक फॉस्फोडिएस्टर या "फॉस्फेट डायस्टर" बंधन कार्यरत होता है। उदाहरण के लिए, एटीपी जैसे अणुओं के फॉस्फेट समूहों के बीच उच्च-ऊर्जा फॉस्फेनहाइड्रो बॉन्ड के साथ फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड को भ्रमित नहीं करना महत्वपूर्ण है।

फॉस्फेट और फॉस्फोरिल्स के बीच अंतर (स्रोत: स्ट्रेटर, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

आसन्न न्यूक्लिओटाइड के बीच फॉस्फोडाइस्टर लिंकेज में दो न्यूक्लियोटाइड की हाइड्रॉक्सिल और डीएनए या आरएनए स्ट्रैंड में अगले न्यूक्लियोटाइड के 3 'की स्थिति में हाइड्रॉक्सिल के बीच होने वाले दो फॉस्फोस्टर लिंकेज होते हैं।

पर्यावरण की स्थितियों के आधार पर, इन बांडों को एंजाइमिक और गैर-एंजाइमिक रूप से हाइड्रोलाइज़ किया जा सकता है।

एंजाइम शामिल हैं

रासायनिक बांडों का बनना और टूटना सभी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि हम उन्हें जानते हैं, और फॉस्फोडाइस्टर बांड का मामला कोई अपवाद नहीं है।

इन बांडों को बनाने वाले सबसे महत्वपूर्ण एंजाइमों में डीएनए या आरएनए पोलीमरेज़ और राइबोजाइम शामिल हैं। Phosphodiesterase एंजाइम एंजाइमों को हाइड्रोलाइज़ करने में सक्षम हैं।

प्रतिकृति के दौरान, सेल प्रसार के लिए एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया, प्रत्येक प्रतिक्रिया चक्र में एक डीएनटीपी (डीऑक्सीन्यूक्लियोटाइड ट्राइफॉस्फेट) टेम्पलेट बेस के पूरक को न्यूक्लियोटाइड ट्रांसफर प्रतिक्रिया के माध्यम से डीएनए में शामिल किया जाता है।

पोलीमरेज़ टेम्पलेट स्ट्रैंड के 3'-OH और dNTP के α- फॉस्फेट के बीच एक नया बंधन बनाने के लिए जिम्मेदार है, जो कि dNTP के α और hat फॉस्फेट के बीच के बंधन को तोड़ने से जारी ऊर्जा के लिए धन्यवाद, जो जुड़े हुए हैं फॉस्फेनहाइड्रो बंधों द्वारा।

परिणाम एक न्यूक्लियोटाइड द्वारा श्रृंखला का विस्तार और पाइरोफॉस्फेट (पीपीआई) के अणु की रिहाई है। यह निर्धारित किया गया है कि इन प्रतिक्रियाओं के लिए दो द्रव्यमान मैग्नीशियम आयनों (Mg ²⁺) की आवश्यकता होती है, जो की उपस्थिति न्यूक्लियोफाइल OH के इलेक्ट्रोस्टैटिक स्थिरीकरण की अनुमति देती है ^- एंजाइम की सक्रिय साइट की ओर दृष्टिकोण प्राप्त करने के लिए।

पीके _एक फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड 0 के करीब है, इसलिए एक जलीय घोल में ये बॉन्ड पूरी तरह से आयनित होते हैं, नकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं।

यह न्यूक्लिक एसिड के अणुओं को एक नकारात्मक चार्ज देता है, जो प्रोटीन एमिनो एसिड अवशेषों के सकारात्मक आरोपों, धातु आयनों के साथ इलेक्ट्रोस्टैटिक बॉन्डिंग या पॉलीमाइन के साथ संयोजन के साथ आयनिक बातचीत के लिए बेअसर है।

एक जलीय घोल में डीएनए अणुओं में फॉस्फोडिएस्टर बांड आरएनए अणुओं की तुलना में बहुत अधिक स्थिर होते हैं। एक क्षारीय विलयन में, आरएनए अणुओं में इन बंधों को न्यूक्लियोसाइड के इंट्रामोल्युलर विस्थापन द्वारा 2 'ऑक्सीनियन द्वारा 5' छोर पर क्लीव किया जाता है।

कार्य और उदाहरण

जैसा कि उल्लेख किया गया है, इन बांडों की सबसे प्रासंगिक भूमिका न्यूक्लिक एसिड अणुओं की रीढ़ की हड्डी के गठन में उनकी भागीदारी है, जो सेलुलर दुनिया में सबसे महत्वपूर्ण अणुओं में से एक हैं।

टोपोइज़ोमेरेज़ एंजाइम की गतिविधि, जो डीएनए प्रतिकृति और प्रोटीन संश्लेषण में सक्रिय रूप से भाग लेते हैं, डीएनए के 5 'छोर पर फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड की अंतःक्रिया पर निर्भर करता है, जिसके सक्रिय साइट में टायरोसिन अवशेषों की साइड चेन होती है। एंजाइमों।

अणु जो दूसरे दूतों के रूप में भाग लेते हैं, जैसे कि चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट (सीएमपी) या चक्रीय ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट (सीजीटीपी), में फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड होते हैं, जो कि फॉस्फोडिएस्टर गैस के रूप में जाना जाने वाले विशिष्ट पदार्थों द्वारा हाइड्रोलाइज्ड होते हैं, जिनकी भागीदारी कई संकेतन प्रक्रियाओं के लिए अत्यंत महत्व की है। सेलुलर।

ग्लिसरॉस्फॉस्फोलिपिड्स, जैविक झिल्ली में मूलभूत घटक, एक ग्लिसरॉल अणु से बना होता है जो फॉस्फोडाइस्टर बांड के माध्यम से ध्रुवीय "सिर" समूहों से जुड़ा होता है जो अणु के हाइड्रोफिलिक क्षेत्र का गठन करते हैं।

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