Ikatan fosfodiester

Ikatan fosfodiester terjadi ketika tepatnya dua gugus hidroksil dalam asam fosfat bereaksi dengan gugus hidroksil pada molekul lain untuk membentuk dua ikatan ester. Ikatan fosfodiester adalah pusat dari semua kehidupan di Bumi karena mereka membentuk tulang punggung untaian asam nukleat. Dalam DNA dan RNA, ikatan fosfodiester adalah hubungan antara atom karbon pada posisi 3' dari satu molekul gula dan atom karbon pada posisi 5' dari atom lain, deoksiribosa dalam DNA dan ribosa dalam RNA.Ikatan kovalen yang kuat terbentuk antara gugus fosfat dan dua cincin karbohidrat berkarbon 5 (pentosa) di atas dua ikatan ester. Gugus fosfat dalam ikatan fosfodiester bermuatan negatif. Karena gugus fosfat memiliki pKa mendekati 0, mereka bermuatan negatif pada pH 7. Gaya tolakan ini memaksa fosfat untuk mengambil sisi berlawanan dari untaian DNA dan dinetralkan oleh protein (histon), ion logam seperti magnesium, and poliamina. Agar ikatan fosfodiester terbentuk dan nukleotida bergabung, bentuk tri-fosfat atau di-fosfat dari blok-blok pembangun nukleotida terpecah untuk menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan reaksi yang dikatalisis oleh enzim. Ketika satu fosfat atau dua fosfat yang dikenal sebagai pirofosfat terlepas dan mengkatalisasi reaksi, ikatan fosfodiester terbentuk. Hidrolisis ikatan fosfodiester dapat dikatalisasi oleh aksi fosfodiesterase yang berperan penting dalam memperbaiki sekuens DNA. Hubungan fosfodiester antara dua ribonukleotida dapat dipatahkan oleh hidrolisis basa, sedangkan hubungan antara dua deoksiribonukleotida lebih stabil dalam kondisi ini. Kemudahan relatif hidrolisis RNA adalah efek dari keberadaan gugus hidroksil pada posisi 2'.