bài giảng hóa sinh chương 7 axit nucleic

Chương 7: AXIT NUCLEIC
• Khái niệm
• Thành phần hóa học
• Nucloside, Nucleotide
•
Chức năng và sự phân bố của axit nucleic
•
Chức năng và sự phân bố của axit nucleic
• Cấu trúc của axit nucleic
• Sự tái bản, sao mã DNA và tổng hợp
protein
Khái niệm
• Định nghĩa: Đại phân tử SH điều hòa hoạt
động sống của tế bào
– Sinh tổng hợp protein, enzyme, gluxit, lipid
–
Tham gia quá trình sinh trưởng, sinh sản và di
–
Tham gia quá trình sinh trưởng, sinh sản và di
truyền
• Có 2 dạng:
– Axit ribonucleic
– Axit deoxyribonucleic
Thành phần hóa học
• Nguyên tố hóa học cấu thành: C, N, O, H, P
trong đó P chiếm 8-10%, N chiếm 15-16%. Tỉ lệ
này rất ổn định
•
Gồm
3
nhóm

P
•
Gồm
3
nhóm
– Bazơ nitơ
– Đường pentose
– Axit phosphoric
– 3 nhóm luôn theo tỉ lệ 1:1:1 ổn định
Bazơ nitơ
P
CH
2
O
O
Thành phần hóa học (tt)
• Bazơ nitơ
– Bazơ purin, dẫn xuất
của purin
– Bazơ pyrimidin, dẫn xuất
của pirimidin
N
H
NH
CO
NH
2
N
CH
CH

CO
CO
NH
N
H
CH
CH
X
i
t
o
z
i
n
của pirimidin
N
C
H
CH
CH
N
N
N
CO
CH
NH
2
N
N
N

N
Guanin
Purine
N
CH
CH
N
H
2
N
N
N
Adenin
N
H
CH
3
CO
CO
NH
N
H
X
i
t
o
z
i
n
Primidin

Uraxin
Timin
Thành phần hóa học
• Đường pentose: β-D-furanose
β
ββ
β-D-ribofunanose β
ββ
β-D-Deoxyribofunanose
• Axit phosphoric
OH-P=O
OH
OH
Nucleoside
• Trong thành phần phân tử nucleoside chỉ có
bazơ nitơ và pentose
N
NH
2
N
NH
2
N
C
H
N
CH
CH
N
N

N
HOH
2
C
H
OHOH
O
H
Adenozin
HOH
2
C
H
OH
O
H
N
CO
N
CH
C
H
H
Deoxyxitidin
Nucleotide
• Trong thành phần có 3 nhóm: bazơ nitơ, pentoza, axit
phosphoric
• DNA – Deoxyribonucleotide
– Bazơ nitơ: Adenin (A), Guanin (G), Xitozin (X), Timin (T)
–

Deoxyribofuranose
P
–
Deoxyribofuranose
– H
3
PO
4
• RNA – ribonucleotide
– Bazơ nitơ: Adenin, Guanin, Xitozin, Uraxin (U)
– Ribofuranose
– H
3
PO
4
• Nitơ của bazơ liên kết glycoside với nhóm –OH tại C1
của đường pentose
• Nhóm –OH tại C5 của đường pentose liên kết ester với
H
3
PO
4
Bazơ nitơ
P
CH
2
O
O
Nucleoprotein
Protein đơn

giản
Nucleic acid
(polynucleotide)
Ribonuclease hoặc
Desoxyribonuclease
Nucleotide
Nucleoside Phosphoric axit
Gluxit Base nitơ
Desoxyribonuclease
Nucleotidase
Nucleosidase
Chức năng và phân bố của axit
nucleic
• DNA
– Đơn phân là Deoxyribonucleotide
– Vật liệu cơ bản của gen, có nhiệm vụ bảo quản thông tin di
truyền của cơ thể
–
Tập trung chủ yếu ở nhân, trong nhiễm sắc thể
–
Tập trung chủ yếu ở nhân, trong nhiễm sắc thể
– Hàm lượng trong tế bào ổn định theo loài
• RNA
– Đơn phân là ribonucleotide
– Truyền đạt thông tin di truyền từ nhân ra các bào quan trong
tế bào
– Hàm lượng trong tế bào không ổn định: nhu cầu RNA tăng
cao ở những mô cần sinh tổng hợp protein
• Có 3 loại RNA
– RNA messenger – mRNA – RNA thông tin

• Được tổng hợp dựa trên DNA, chứa lượng thông tin để tổng
hợp protein
• Phân tử lượng 300000-1 triệu
–
RNA ribosome
–
rRNA
–
RNA ribosome
–
rRNA
• Thường tập trung ở ribosome, là nơi xảy ra quá trình tổng
ribosome
• Phân tử lượng: 500000-1.2 triệu
– RNA vận chuyển – tRNA
• Nằm trong dịch tương bào hay dịch nhân
• Vận chuyển aa đã hoạt hóa đền ribosome. Mỗi aa đặc hiệu
bởi một vài tRNA
Cấu trúc axit nucleic
• Cấu trúc bậc 1
– Liên kết ester giữa
đường-phosphate
• Axit phosphoric của
nucleotide này liên kết
ester với nhóm –OH tại
C
3
của nucleotide khác
C
3

của nucleotide khác
• Hình thành sợi đơn của
axit nucleic
– Liên kết hydro giữa các
bazơ nitơ
• A với T/U bằng 2 liên kết
hydro
• G với X bằng 3 liên kết
hydro
• Hình thành sợi kép
polynucleotide
Cấu trúc bậc 2 của DNA
• 2 chuỗi polynucleotide ngược
nhau, cuộn xoắn phải quanh
một trục
– 10 Nu/1 vòng, mỗi Nu dài 3.4Å
chiều cao vòng xoắn 34Å
– Chiều ngang nhỏ: 12Å; chiều
ngang lớn 22Å
– Bazơ nằm trong, P nằm ngoài,
pentose nằm giữa vòng xoắn
• Sự sắp xếp nghiêm ngặt theo
từng cặp bazơ nitơ: A-T, G-X
– Nếu biết sự sắp xếp của 1 chuỗi,
có thể suy ra được chuỗi kia
– Chứa đựng thông tin di truyền
Cấu trúc của RNA
• RNA là sợi đơn polynucleotide
• Mỗi loại RNA có cấu trúc không gian khác
nhau

–
mRNA không có cấu hình gấp cuộn đặc biệt,
–
mRNA không có cấu hình gấp cuộn đặc biệt,
làm khuôn mẫu cho quá trình tổng hợp
protein
– tRNA gấp cuộn cho cấu hình xác định
– rRNA với các đoạn xoắn kép, chưa biết rõ
cấu hình cụ thể
Cấu trúc của mRNA và tRNA
Cấu trúc của rRNA
Qui luật Chargaff
• Cho DNA
– Tổng bazơ purine = tổng bazơ pyrimidine
• Pur = Pir hay Pur/Pir = 1
– Hàm lượng Adenin = hàm lượng Timin
• A = T hay A/T = 1
–
Hàm lượng Guanin = hàm lượng Xitoxin
–
Hàm lượng Guanin = hàm lượng Xitoxin
• G = X hay G/X = 1
– G+T = A+X hay G+T/ A+X = 1
– G+X ≠ A+T về lượng
• Ở tế bào động vật, thực vật bậc cao và vi sinh vật có DNA thuộc loại
AT: A+T>G+X
• Ở tế bào vi khuẩn có DNA thuộc loại GX: G+X>A+T
• Cho RNA
– A+X = G+U hay A+X/G+U = 1

Sự tự sao, tái bản của DNA
• Quá trình nhân đôi của nhiễm sắc thể  sự phân bào
• Vật chất di truyền của tế bào con giống như tế bào mẹ
 cơ chế bán bảo tồn
Sự phân bào
Sự phiên mã
• Là sự tổng hợp 3 loại RNA dựa trên khuôn
DNA trong nhân tế bào theo nguyên tắc
bổ sung
–
A
-
U
–
A
-
U
– T-A
– G-X
– X-G
Sự dịch mã
• Tổng hợp protein trong tương bào dựa trên khuôn
mRNA với sự có mặt của rRNA và tRNA theo nguyên
tắc đối mã