Phosphat oder Phosphorsäure?
Ich hab eine Frage zum Aufbau der DNA. Ich lerne gerade für eine Klausur und in manchen Büchern steht die DNA bestehe (unteranderem) aus Phosphat und manchmal steht sie bestehe aus Phosphorsäure. Gibt es da einen Unterschied? Was ist richtig?
3 Antworten
Moin,
beides nicht und beides doch...
Phosphate sind die Salze der Phosphorsäure, wenn sie vollständig deprotoniert wurde.
Phosphorsäure ist, wie der Name schon sagt, eine Säure. Sie hat etwa folgende Gestalt:
IOI
_ II _
H–O–P–O–H
¯ I ¯
IOI
I
H
Säuren haben die Fähigkeit, Protonen abzuspalten (deprotoniert zu werden). Kommen Säuren mit Alkoholen (oder genauer mit Hydroxygruppen: –OH) zusammen, kommt es zu einer sogenannten Veresterung.
Als Merkregel gilt dann:
Alkohol und Säure reagieren zu Ester und Wasser.
Ohne jetzt genau auf den Mechanismus eingehen zu wollen, wird dabei eine Sauerstoffbrücke zwischen dem Säuremolekül und dem Rest des Alkohols gebildet. Eine Veresterung geht so lange, wie OH-Gruppen im Molekül und in der Säure vorhanden sind.
Es könnte dir aufgefallen sein, dass auch ein Zuckermolekül über eine Reihe von Hydroxygruppen verfügt, so auch die Desoxyribose, also das Zuckermolekül, das in der DNA verbaut ist.
Natürlich verestert die Phosphorsäure auch mit solchen zuckerstämmigen Hydroxygruppen. Im Falle der DNA an den Hydroxygruppen der Kohlenstoffe C3 und C5. Darum kannst du später auch ein 3'- von einem 5'-Ende im Strang unterscheiden...
Nukleotide (also die kleinsten Molekülbausteineinheiten der DNA) bestehen bekanntlich aus einer Base (den Purinbasen Adenin bzw. Guanin oder den Pyrimidinbasen Cytosin bzw. Thymin), dem Zucker Desoxyribose und einem Phosphorsäurerückgrat. Dabei ist die Base am C1-Kohlenstoff des Zuckers glycosidisch gebunden, während die Phosphorsäure am C5-Kohlenstoff verestert ist.
Aber weil die Phosphorsäure noch über zwei weitere OH-Gruppen verfügt, kann sie noch weitere Veresterungen eingehen. Deshalb lassen sich auch zwei Nukleotide verknüpfen, weil die Phosphorsäure, die bereits am C5-Kohlenstoff "ihres" Nukleotids verestert ist, nun auch noch am C3-Kohlenstoff des nächsten Desoxyriboserings verestern kann.
Tja, und um die Verwirrung noch zu vergrößern, ist die letzte OH-Gruppe der Phosphorsäure in der Regel deprotoniert. Und ich deutete oben ja schon an, dass deprotonierte Säuren zu Säureresten führen, die Salze bilden können.
Darum ist die Phosphorsäure zwar der Ausgangspunkt, aber in der DNA ist sie an zwei Stellen verestert und an der dritten Stelle deprotoniert (liegt im Grunde dort als Phosphat vor).
Du siehst, streng genommen ist beides falsch und doch auch wieder nicht ganz.
Deshalb kann man getrost behaupten, dass ein Grundbaustein eines Nukleotids Phosphorsäure ist. Aber in der DNA bildet sie Esterbrücken und ist deprotoniert wie im Phosphat.
Deshalb glaube mir, deine Lehrkraft wird dir keinen Strick daraus drehen, wenn du das eine oder das andere schreibst... ;o)
LG von der Waterkant.
Phosphat ist korrekt. Das Phosphat-Desoxyribose-Rückgrat ist i.d.R. negativ geladen --> Anion. Selbst wenn es das nicht wäre, und dort OH-Gruppen statt O^- Gruppen vorhanden wären, wäre es trotzdem ein Phosphat, da es sich dann immer noch um einen Phosphorsäureester (also Phosphat) handelt.
Die DNA ist ein eigenes Molekül, Phosphorsäure kannst du also mit Sicherheit ausschließen.