Pentoso

Un pentoso è un monosaccaride la cui composizione comprende cinque atomi di carbonio in una catena, che svolgono tutti una funzione strutturale. I monosaccaridi, invece, sono zuccheri impossibili da scomporre attraverso l'idrolisi.

L'idrolisi è una reazione chimica che avviene tra due molecole: una molecola d'acqua e una grande molecola, nota come macromolecola. Dopo questa reazione, la molecola d'acqua subisce una scissione e i suoi atomi diventano parte di un legame di una specie chimica diversa.

Si deve ricordare che gli zuccheri sono carboidrati, chiamati anche carboidrati o glucidi. Sono biomolecole composte da carbonio, ossigeno e idrogeno.

Pentosi, insomma, sono monosaccaridi, zuccheri e carboidrati, termini che alludono a diversi tipi di classificazioni. Nella loro struttura hanno gruppi idrossilici e un gruppo carbonilico che può apparire come chetone (nel caso dei chetopentosi) o aldeide (nel caso degli aldopentosi).

Ritornando al concetto di macromolecole, questo tipo di molecola particolarmente grande si crea attraverso un processo chimico chiamato polimerizzazione, al quale vengono sottoposte delle subunità dette monomeri, molecole la cui massa è più piccola. Esistono macromolecole organiche e inorganiche; nel campo della biochimica, le più comuni sono i biopolimeri, cioè quelli che fanno parte degli organismi viventi. Ci sono anche macromolecole non polimeriche, come macrocicli e lipidi, e sintetiche, come certe fibre, nanotubi di carbonio e plastiche.

I pentosi si trovano negli acidi nucleici come il DNA (acido desossiribonucleico) e l'RNA (acido ribonucleico). Questi acidi sono polimeri sviluppati da monomeri ripetuti noti come nucleotidi. Ogni nucleotide, a sua volta, è composto da un pentoso, una base azotata e un gruppo fosfato. Nel DNA, il pentoso coinvolto è il desossiribosio, mentre il pentoso coinvolto nell'RNA è il ribosio.

Il desossiribosio è un solido cristallino incolore. Il DNA ha catene nucleotidiche con questo pentoso che sono legate da gruppi fosfato.

Il ribosio, invece, è un pentoso che deriva da un processo di polimerizzazione dell'eritrosio. Idrolizzando l'RNA, si possono ottenere ribosio e altri composti.

Sia il deossiribosio che il ribosio fanno parte degli aldopentosi. Nel gruppo dei chetocentosi, invece, possiamo trovare il ribulosio, chiave nella fotosintesi delle piante.

In questo quadro possiamo parlare della via del pentoso fosfato. È metabolica ed è strettamente legata alla glicolisi, in cui il glucosio viene utilizzato per produrre ribosio, che è essenziale per la biosintesi degli acidi nucleici e dei nucleotidi. D'altra parte, si ottiene anche il potere riducente (la capacità di alcune biomolecole di donare elettroni o ricevere protoni in certe reazioni chimiche), in questo caso sotto forma di nicotinamide adenina dinucleotide fosfato (NADPH), che viene poi utilizzato come coenzima nel metabolismo anabolico.

Il sito della via del pentoso fosfato è il citosol, il fluido interno alle cellule. Si possono vedere due fasi: ossidativa e non ossidativa. Durante la fase ossidativa, il NADPH è ottenuto dal glucosio-6-fosfato ottenuto dalla fosforilazione del glucosio libero, con conseguente formazione di ribulosio-5-fosfato e la sua successiva isomerizzazione a ribosio-5-fosfato.

Se la cellula richiede più NADPH che ribosio-5-fosfato, allora inizia la fase non ossidativa, dove coesistono diverse reazioni che portano alla formazione di gliceraldeide-3-fosfato e fruttosio-6-fosfato, che possono continuare con la glicolisi. Il ribosio-5-fosfato in eccesso può essere eliminato, poiché la reazione con cui si ottiene è reversibile.