Select your language

Suggested languages for you:
Log In Anmelden
StudySmarter - Die all-in-one Lernapp.
4.8 • +11k Ratings
Mehr als 5 Millionen Downloads
Free
|
|

Die All-in-one Lernapp:

  • Karteikarten
  • NotizenNotes
  • ErklärungenExplanations
  • Lernpläne
  • Übungen
App nutzen

Ribose

Save Speichern
Print Drucken
Edit Bearbeiten
Melde dich an und nutze alle Funktionen. Jetzt anmelden
Ribose

Ist von Besonderheiten der RNA (Ribonukleinsäure) oder ihren Unterschieden zur DNA (Desoxyribonukleinsäure) die Rede, stößt man oft auf den Begriff Ribose. Der Zucker Ribose bildet einen wichtigen und charakteristischen Bestandteil der RNA und hat außerdem noch weitere Aufgaben in Lebewesen, die ihnen bei der Energiegewinnung helfen.

Ribose ist ein Zucker, der durch fünf Kohlenstoff-Atome gebildet wird. Ribose wird vor allem für den Aufbau von RNA genutzt.

Ribose – Aufbau und Strukturformel

Ribose ist eine spezielle Art von Zucker und hat daher eine Summenformel, die wie alle Zucker allgemein die Form CnH2nOn. Da sie aus insgesamt fünf Kohlenstoff-Atomen besteht, ergibt sich daraus die Summenformel C5H10O5. Aufgrund ihrer fünf Kohlenstoff-Atome wird die Grundstruktur der Ribose auch als Pentose bezeichnet. Das ergibt sich aus der griechischen Vorsilbe für fünf (penta-).

Die Summenformel eines Moleküls zählt auf, wie viele Atome in welcher Anzahl vorhanden sind. Die Strukturformel hingegen zeigt, auf welche Art und Weise diese Atome miteinander verknüpft sind.

Die Struktur von tatsächlich existierender Ribose sieht nicht zwingend so aus, wie in ihrer Strukturformel abgebildet. Tatsächlich bildet sie oft eine ringförmige Struktur. Die Struktur dieses Rings kann sich leicht unterscheiden und erhält daher spezielle Namen.

Viele Moleküle haben chemisch gesehen verschiedene Formen, die sie annehmen können, je nachdem in welche Richtung ihre Atome abstehen. Eine genaue Begründung lässt sich in der Stereochemie der Moleküle finden.

Falls Du Dich näher dafür interessierst, was Stereochemie ist, und wie es dazu kommen kann, dass sich Strukturen dahin gehend unterscheiden können, schau doch mal in der StudySmarter Erklärung zur Chiralität vorbei!

Dadurch gibt es genau genommen nicht nur lineare und verschiedene ringförmige Strukturen der Ribose: Die lineare Form kann noch einmal in zwei Formen unterteilt werden, D-Ribose und L-Ribose. In der Natur wird meistens D-Ribose genutzt, weshalb im Verlauf der Erklärung D-Ribose gemeint wird, sobald von Ribose gesprochen wird.

Ribose – Funktion und Wirkung

D-Ribose ist in viele Moleküle verbaut, die in Lebewesen überlebensnotwendig sind. Das kommt aufgrund der Fähigkeit eines Ribose-Moleküls, mit seinem 5'-Kohlenstoff-Atom eine Phosphatgruppe zu binden. Diese Bindung wird sowohl in der RNA, als auch in Energie-spendenden Molekülen benötigt, die Du im Folgenden näher kennenlernen wirst.

Bedeutung der Ribose in RNA

RNA ist eine Nukleinsäure und erfüllt eine wichtige Rolle im Rahmen der Proteinbiosynthese.

Die Proteinbiosynthese besteht aus zwei Schritten: Bei der Transkription werden bestimmte Abschnitte der DNA – der genetischen Information von Lebewesen – zu RNA umgeschrieben. Diese spezielle Form der RNA ist eine Kopie der DNA, die im Laufe des zweiten Schritts (Translation) als Bauanleitung verwendet wird, um Proteine zusammenzubauen. Sowohl die Maschinen, die Proteine zusammenbauen, als auch die Helfer, die einzelne Bausteine an den Ort des Geschehens bringen, bestehen dabei aus RNA. Mehr über diesen Prozess kannst Du in den StudySmarter Erklärungen zur RNA, Proteinbiosynthese, Transkription und Translation nachlesen.

Die einzelnen Bausteine, aus denen die RNA aufgebaut sind, werden auch als Nukleotide bezeichnet. Jedes Nukleotid ist aus drei Bestandteilen zusammengesetzt:

  • eine Base (Adenin, Uracil, Cytosin oder Guanin)
  • eine D-Ribose (ringförmig)
  • eine Phosphatgruppe

Die Base ist am 1'-Kohlenstoff-Atom an der Ribose befestigt, während sich die Phosphatgruppe auf der anderen Seite am 5'-Kohlenstoff befindet. Zusammen bilden diese drei Moleküle ein Nukleotid.

Die Nukleotide werden in einer langen Kette aneinandergehängt und bilden somit die RNA. Die Verknüpfung zwischen den Nukleotiden kommt zustande, indem das 3'-Kohlenstoff-Atom einer D-Ribose an die Phosphatgruppe des nachfolgenden Nukleotids gehängt wird.

Bedeutung der Ribose zur Energiespeicherung

Nukleotide mit verbauter Ribose werden allerdings nicht nur zur Synthese von Proteinen benötigt, sondern können auch vielfältige Aufgaben im Rahmen des Stoffwechsels einnehmen, z. B in Form von ATP.

ATP (Adenosintriphosphat) wird auch als universeller Energieträger der Zelle bezeichnet und kann Energie für zelluläre Prozesse bereitstellen, indem es gespalten wird.

Adenosintriphosphat hat dieselbe Struktur wie ein Nukleotid, das Adenosin als Base hat, besitzt allerdings wie der Name schon verrät drei Phosphatgruppen anstatt einer. Wird eine der Phosphatgruppen abgespalten, entsteht Adenosindiphosphat (mit zwei Phosphatgruppen) und eine lose Phosphatgruppe (Monophosphat). Bei der Spaltung wird allerdings auch Energie frei, die von der Zelle für viele Prozesse genutzt werden kann.

Falls Du Dich näher für ATP oder seine Herstellung und seine vielfältigen Aufgaben interessierst, können Dir StudySmarter-Artikel zu Adenosintriphosphat oder der aeroben Zellatmung weiterhelfen!

Anstelle der Abspaltung eines Monophosphats kann zur Energiegewinnung allerdings auch ein Pyrophosphat abgespalten werden (zwei Phosphatgruppen). Es entsteht ein Adenosinmonophosphat also ein Nukleotid mit nur einer Phosphatgruppe und ebenfalls Energie, die für den Stoffwechsel der Zelle genutzt wird.

Außer ATP wird zur Energiegewinnung auch GTP, also Guanosintriphosphat, verwendet. Es unterscheidet sich von ATP nur dadurch, dass die Base Guanin anstelle von Adenosin verbaut ist. Seine Aufgaben sind außerdem nicht ganz so spezifisch wie die des universellen Energieträgers ATP: GTP liefert Energie für viele Prozesse der Proteinbiosynthese und der Glykolyse. Zusätzlich ist es wichtig für die Erhaltung des Zellskeletts, indem es ausschlaggebend für den Aufbau von Mikrotubuli ist.

In den StudySmarter Erklärungen zur Glykolyse, dem Cytoskelett und zu Mikrotubuli erhältst Du tiefere Einblicke in die erwähnten Vorgänge der Zelle.

Bedeutung der Ribose in der Signalweiterleitung der Zelle

Damit sich die Zelle so schnell wie möglich auf Veränderungen in der Zelle einstellen kann, muss sie dazu fähig sein, mit anderen Zellen im Körper zu kommunizieren. Allerdings geht das nicht so leicht wie zwischen zwei Menschen, die einfach miteinander reden können. Stattdessen müssen Zellen auf andere Mittel zurückgreifen.

Kommunikation zwischen Zellen findet meistens durch spezielle Signalmoleküle statt:Eine Zelle lässt bestimmte Moleküle frei, die an Rezeptoren der nächsten Zelle binden könne. Diese Rezeptoren kannst Du Dir vorstellen, wie Rauchmelder, die überall an der Oberfläche der Zelle befestigt sind. Sobald die passenden Moleküle an diese Rezeptoren binden, wird ein Signal weitergeleitet. Dafür werden immer wieder neue Moleküle aktiviert, die an weitere Rezeptoren binden und das Signal wie umfallende Dominosteine in der Zelle bis zum Ziel weitergeben.

Ein wichtiges Signalmolekül in Zellen ist cAMP (cyclisches Adenosinmonophosphat). Was für ein Molekül AMP ist, hast Du im vorherigen Artikel schon kennengelernt, bei cAMP ist die Phosphatgruppe allerdings an zwei Stellen mit der Ribose verknüpft und bildet daher einen weiteren Ring.

Eine wichtige Aufgabe von cAMP findet im Zusammenhang mit G-Proteinen und ihren Rezeptoren statt. Die genauen Abläufe dieser Signalweiterleitung und die Rolle, die dabei von cAMP eingenommen wird, erfährst Du im StudySmarter-Artikel zu G-Protein gekoppelten Rezeptoren.

Vorkommen von Ribose auf Meteoriten

Im Jahr 2019 wurde eine bahnbrechende Entdeckung gemacht: auf einem Meteoriten konnte erstmals Ribose nachgewiesen werden. Damit konnte ein weiteres Indiz dafür gesammelt werden, dass die Bausteine, die für das Entstehen von Leben auf der Erde notwendig waren, aus dem All stammen.

DNA und RNA bilden den wichtigsten Grundstein für die Entstehung von Leben. Durch sie entstehen schließlich nicht nur Form und Struktur eines Organismus, sie bestimmen auch jegliche Funktionen und Abläufe innerhalb eines Lebewesens und seiner Zellen. Geht man davon aus, dass Lebewesen an einem Punkt in der Geschichte neu entstanden sind, dann müssen die verschiedenen Bausteine von DNA und RNA vor diesem Punkt schon auf der Erde vorhanden gewesen sein. Die ursprüngliche Quelle des RNA-Bausteins Ribose muss daher etwas nicht-biologisches sein. Doch bisher wurden keine natürlichen Ribose-Vorkommen auf der Erde gefunden, die nicht biologisch also aus Lebewesen stammend sind. Die einzig verbleibende Möglichkeit ist also, dass Ribose aus dem All gekommen sein muss.

Ribose – Das Wichtigste

  • Ribose ist ein Zucker aus fünf Kohlenstoff-Atomen. Es kann linear oder auch als Ring vorliegen.
  • Sie bildet einen wichtigen Baustein in Nukleotiden, wo sie eine Base mit einer Phosphatgruppe verbindet.
  • Der Zucker Ribose ist in RNA zu finden und stellt einen wichtigen Unterschied zu DNA dar.
  • Im ATP befindet sich die Ribose, dem universellen Energieträger der Zelle, zu finden.
  • Ribose wird im Molekül cAMP benötigt, das zur Signalweiterleitung in der Zelle verwendet wird.

Nachweise

  1. Furukawa, Y. et al. (2019). Extraterrestrial ribose and other sugars in primitive meteorites. Proceedings of the National Academy of Sciences.
  2. Jeanloz, R. W., & Fletcher Jr, H. G. (1951). The chemistry of ribose. In Advances in carbohydrate chemistry. Academic Press.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Ribose

Ribose ist ein Zucker, der durch fünf Kohlenstoff-Atome gebildet wird.

Ribose kommt in den Nukleotiden der RNA, in dem universellen Energieträger ATP oder auch im Signalstoff cAMP vor.

Ribose entsteht in Organismen, indem Ribulose-5-phosphat oder Glycerinaldehyd-3-phosphat leicht verändert werden.

D-Ribose ist ein Zucker, der in Lebewesen für den Aufbau der RNA, in Molekülen zur Energiegewinnung oder in Molekülen zur Signalweiterleitung genutzt wird.

Finales Ribose Quiz

Frage

In welcher dieser Nukleinsäuren ist Ribose zu finden?

Antwort anzeigen

Antwort

RNA

Frage anzeigen

Frage

Aus wie vielen Kohlenstoff-Atomen ist Ribose aufgebaut?

Antwort anzeigen

Antwort

5

Frage anzeigen

Frage

C5H10O5 wird als die ... von Ribose bezeichnet.


Antwort anzeigen

Antwort

Summenformel

Frage anzeigen

Frage

Als welche Strukturen kann Ribose auftreten?

Antwort anzeigen

Antwort

Ribose kann linear, aber auch als geschlossener Ring auftreten.

Frage anzeigen

Frage

Durch welche Eigenschaft ist Ribose in vielen lebenswichtigen Molekülen enthalten?

Antwort anzeigen

Antwort

Ribose kann eine Phosphatgruppe und eine Base binden und somit ein Nukleotid bilden.

Frage anzeigen

Frage

Welche dieser Basen sind, an eine Ribose gebunden, in der RNA zu finden?

Antwort anzeigen

Antwort

Uracil

Frage anzeigen

Frage

Wie werden Nukleotide der RNA verknüpft?

Antwort anzeigen

Antwort

3'-Kohlenstoff einer Ribose an die Phosphatgruppe des nächsten Nukleotids

Frage anzeigen

Frage

Wofür steht ATP?

Antwort anzeigen

Antwort

ATP steht für Adenosintriphosphat, den universellen Energieträger der Zelle.

Frage anzeigen

Frage

Wie kann mithilfe von ATP Energie gewonnen werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Eine oder zwei der Phosphatgruppen des ATP werden abgespalten. Dadurch wird Energie frei, die von der Zelle vielfältig genutzt werden kann.

Frage anzeigen

Frage

In welchen drei wichtigen Aufgaben der Zelle wird Ribose benötigt?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Aufbau der RNA
  • Energiespeicherung und -gewinnung
  • Signalweiterleitung
Frage anzeigen

Frage

Was ist neben ATP ein weiteres Ribose-enthaltendes Molekül, das als Energiequelle genutzt werden kann?

Antwort anzeigen

Antwort

GTP (Guanosintriphosphat) kann ebenfalls als Energiequelle genutzt werden.

Frage anzeigen
60%

der Nutzer schaffen das Ribose Quiz nicht! Kannst du es schaffen?

Quiz starten

Finde passende Lernmaterialien für deine Fächer

Alles was du für deinen Lernerfolg brauchst - in einer App!

Lernplan

Sei rechtzeitig vorbereitet für deine Prüfungen.

Quizzes

Teste dein Wissen mit spielerischen Quizzes.

Karteikarten

Erstelle und finde Karteikarten in Rekordzeit.

Notizen

Erstelle die schönsten Notizen schneller als je zuvor.

Lern-Sets

Hab all deine Lermaterialien an einem Ort.

Dokumente

Lade unzählige Dokumente hoch und habe sie immer dabei.

Lern Statistiken

Kenne deine Schwächen und Stärken.

Wöchentliche

Ziele Setze dir individuelle Ziele und sammle Punkte.

Smart Reminders

Nie wieder prokrastinieren mit unseren Lernerinnerungen.

Trophäen

Sammle Punkte und erreiche neue Levels beim Lernen.

Magic Marker

Lass dir Karteikarten automatisch erstellen.

Smartes Formatieren

Erstelle die schönsten Lernmaterialien mit unseren Vorlagen.

Melde dich an für Notizen & Bearbeitung. 100% for free.