Cấu trúc của các chuỗi polynucleotide pdf

Cấu trúc của các chuỗi
polynucleotide

Các nucleotide trong DNA hoặc RNA nối với nhau bằng các mối liên kết
đồng hoá trị (covalent) có tên là liên kết 3',5'-phosphodiester giữa gốc đường
của nucleotide này với nhóm phosphate của nucleotide kế tiếp, tạo thành
chuỗi polynucleotide. Vì vậy các chuỗi này bao giờ cũng được kéo dài theo
chiều 5'→3' (đầu 5' mang nhóm phosphate tự do và đầu 3' chứa nhóm -OH tự
do). Chúng có bộ khung vững chắc gồm các gốc đường và phosphate xếp
luân phiên nhau, còn các base nằm về một bên. Trình tự các base vì vậy được
đọc theo một chiều xác định 5'→3'. Đây là cấu trúc hoá học sơ cấp của DNA
và RNA (Hình 2.8 và 2.9).


Hình 2.8 Mô hình cấu trúc chuỗi polynucleotide DNA. Ở đây cho thấy các
vị trí 5'-phosphate và 3'-hydroxyl cũng như đường deoxyribose và liên kết
phosphodiester nối giữa các gốc đường này.
Thông thường người ta biểu diễn trình tự base 5'→3' theo chiều từ trái sang
phải. Hình 2.8 cho thấy các chuỗi DNA và RNA chỉ khác nhau bởi base U
hoặc T và gốc đường trong các nucleotide của chúng. Nếu bỏ qua sự khác
biệt về gốc đường, ta có thể hình dung trình tự các base của hai chuỗi
polynucleotide của DNA và RNA đều sinh trưởng theo chiều từ 5' đến 3'
(5'→3'), như sau:
Chuỗi DNA: (5') pApApTpTpCpTpTpApApApTpTpC -OH (3')
Chuỗi RNA: (5') pApApUpUpCpUpUpApApApUpUpC -OH (3')




Hình 2.9 Cấu trúc chuỗi polynucleotide của DNA (a) và của RNA (b). Các
chuỗi polynucleotide bao giờ cũng được tổng hợp (kéo dài) theo chiều 5'→3';

chúng có bộ khung "đường-phosphate" rất vững chắc và trình tự base được
viết theo quy ước từ trái (đầu 5') sang phải (đầu 3') đối với chuỗi DNA ở đây
như sau: 5' dGdAdCdT 3', còn đối với chuỗi RNA là 5' GACU 3'.
Cần lưu ý rằng, các hợp chất cho polymer hoá là các nucleoside triphosphate,
nhưng các monomer của một nucleic acid là monophosphate. Phản ứng trùng
hợp này được xúc tác bởi các enzyme tương ứng là DNA- hoặc RNA
polymerase và sinh ra các pyrophosphate (có thể xem thêm trong: tái bản
DNA và phiên mã ; chương 5 và 6).
Các oligonucleotide là những nucleic acid ngắn (nghĩa là có độ dài dưới 100
nucleotide). Các oligoribonucleotide tồn tại trong tự nhiên và được sử dụng
như là những đoạn mồi (primer) trong tái bản DNA và cho các mục đích khác
nhau trong tế bào (xem chương 5). Các oligonucleotide tổng hợp có thể tạo ra
bằng sự tổng hợp hoá học và là nguyên liệu thiết yếu cho các kỹ thuật thí
nghiệm [ví dụ như dùng để giải mã di truyền, chương 6; có thể tham khảo
thêm các kỹ thuật xác định trình tự DNA (DNA sequencing), phản ứng trùng
hợp chuỗi bằng polymerase (polymerase chain reaction), lai in situ (in situ
hybridization), mẫu dò nucleic acid (nucleic acid probe), lai nucleic acid
(nucleic acid hybridization), liệu pháp gene (gene therapy); các chương 3-6].