Войти
Химия · Дополнительные темы

Фосфодиэфирная связь

Фосфодиэфирная связь — это химическая связь, которая соединяет отдельные нуклеотиды в длинные полинуклеотидные цепи, формируя первичную структуру нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Она образуется между 3'-углеродным атомом пентозы одного нуклеотида и 5'-фосфатной группой следующего.

ЛокализацияПервичная структура нуклеиновых кислот (полинуклеотидная цепь)
Тип реакцииПоликонденсация нуклеотидов с выделением молекулы воды
Соединяемые группы3'-углерод одной пентозы и 5'-фосфат следующего нуклеотида
НаправлениеЗадает вектор полинуклеотидной цепи от 5'-конца к 3'-концу
3 мин чтенияДля студентов медвузовОбновлено 10.10.2026
Материал подготовила редакция Школы Сеченова по учебным методичкам платформыОжидает проверки преподавателем

Место в структуре нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты построены из повторяющихся структурных блоков — нуклеотидов. Порядок их чередования определяет первичную структуру молекулы. Чтобы понять, как возникает 3',5'-фосфодиэфирная связь, необходимо рассмотреть последовательность сборки этих мономеров:

  1. Сначала азотистое основание (пуриновое или пиримидиновое) соединяется с сахаром-пентозой. Образуется нуклеозид.
  2. К нуклеозиду присоединяются фосфатные группы, превращая его в нуклеотид.
  3. Наконец, нуклеотиды вступают в реакцию поликонденсации с выделением молекулы воды (H₂O). Именно на этом этапе между соседними мономерами возникает фосфодиэфирная связь, формируя полинуклеотидную цепь.

Механизм связи и правило штрихов

Связь называется 3',5'-фосфодиэфирной, поскольку она перекидывает химический «мостик» между строго определенными атомами соседних нуклеотидов. Она соединяет 3'-углерод пентозы предыдущего звена с 5'-фосфатом последующего.

Важно: Штрихи (3', 5') в номенклатуре применяются исключительно для нумерации атомов углерода в молекуле пентозы (рибозы или дезоксирибозы). Это правило введено для того, чтобы четко отличать углеродный скелет сахара от атомов, входящих в состав азотистых оснований.

Проверьте себя по темеЗадания из банка курса «Химия» — ответ и разбор сразу.

Направленность цепи и правила записи

Благодаря специфическому расположению фосфодиэфирных связей, полинуклеотидная цепь приобретает строгую полярность. У нее всегда есть два разных конца:

  • 5'-конец: содержит свободный фосфатный остаток.
  • 3'-конец: содержит свободную гидроксильную группу (–ОН) пентозы.

В биохимии приняты строгие правила записи (нотации) первичной структуры:

  • Последовательность всегда записывается слева направо.
  • Чтение начинается с нуклеотида, имеющего свободный 5'-фосфатный конец (он располагается слева).
  • Заканчивается запись нуклеотидом со свободной –ОН-группой на 3'-конце (справа).
  • Для обозначения нуклеотидов используется однобуквенный код.

Отличия от других химических связей

В структуре нуклеиновых кислот фосфодиэфирная связь работает в комплексе с другими типами взаимодействий. Чтобы не путать их, рассмотрим все связи в молекуле:

  • N-гликозидная связь: удерживает азотистое основание на 1'-углероде пентозы внутри одного нуклеотида.
  • 5'-фосфоэфирная связь: прикрепляет фосфатную группу к 5'-углероду пентозы (также внутри одного мономера).
  • 3',5'-фосфодиэфирная связь: сшивает мономеры между собой в единую цепь.
  • Водородная связь: соединяет две готовые полинуклеотидные цепи между собой по принципу комплементарности (Аденин—Тимин, Гуанин—Цитозин), формируя двойную спираль ДНК. При этом цепи располагаются антипараллельно: 5'-конец одной цепи находится строго напротив 3'-конца другой.

Влияние пентозы на структуру (ДНК и РНК)

Хотя механизм образования фосфодиэфирной связи универсален, сами цепи ДНК и РНК различаются по строению сахара. Различие кроется в заместителе (X) у 2'-углеродного атома пентозы:

  • Если X = H, перед нами дезоксирибоза, характерная для ДНК. Эта молекула отвечает за хранение наследственной информации и передачу ее через репликацию. Локализуется преимущественно в клеточном ядре (у эукариот) или в нуклеоиде (у прокариот).
  • Если X = OH, это рибоза, входящая в состав РНК, которая участвует в реализации генетической информации (синтез белков).
Как запомнить

Чтобы не путать связи, обратите внимание на приставку: 5'-фосфоэфирная связь работает внутри одного нуклеотида (связывает фосфат и пентозу). А 3',5'-фосфодиэфирная связь объединяет два разных нуклеотида в цепь.

Вопросы с занятий и экзамена

Почему в названии связи используются штрихи (3', 5')?

Штрихи применяются для нумерации атомов углерода именно в молекуле пентозы (рибозы или дезоксирибозы). Это необходимо, чтобы отличать их от атомов углерода, входящих в состав азотистых оснований.

Какая связь разрушается при расхождении цепей ДНК, а какая остается?

При расхождении цепей разрушаются водородные связи между азотистыми основаниями. Фосфодиэфирные связи остаются нетронутыми, сохраняя целостность каждой отдельной полинуклеотидной цепи.

В чем разница между 5'-фосфоэфирной и 3',5'-фосфодиэфирной связью?

Первая соединяет фосфатную группу с пентозой внутри одного нуклеотида. Вторая сшивает два разных нуклеотида, связывая 3'-углерод одной пентозы с 5'-фосфатом следующего мономера.

Что-то непонятно? Спросите нейросетьAI-тьютор прочитал материал по теме «Фосфодиэфирная связь» и объяснит простыми словами.

Что ещё разобрать по теме

  • Принцип комплементарности азотистых оснований (А-Т, Г-Ц)
  • Водородные связи и формирование двойной спирали ДНК
  • Отличия рибозы от дезоксирибозы (заместитель у 2'-углерода)
  • Таксономическое значение ГЦ-пар у бактерий
  • N-гликозидная связь и образование нуклеозидов

Разберите тему целиком в курсе «Химия»

Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.

  • Полная методичка по теме «Фосфодиэфирная связь» и ещё 3 009 страниц предмета
  • Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
  • AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
  • 95 видеоуроков по предмету

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.