Đại phân tử sinh học

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
-----o0o----

TIỂU LUẬN HỌC PHẦN:

TÊN ĐỀ TÀI: CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC

NHÓM: 02

Thành phố Hồ Chí Minh, 28 tháng 9 năm 2023


Lời cam đoan
Chúng em xin cam đoan đề tài tiểu luận: Các đại phân tử sinh học hiện
nay là do nhóm 02 nghiên cứu và thực hiện.

Chúng em đã kiểm tra dữ liệu theo quy định hiện hành.

Kết quả bài làm của đề tài là trung thực và không sao chép từ bất
kỳ bài tập của nhóm khác.
Các tài liệu được sử dụng trong tiểu luận có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng.

(Ký và ghi rõ họ tên)


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
PHẦN NỘI DUNG.......................................................................................................2
I. KHÁI NIỆM CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC....................................................2

II. Cấu trúc và chức năng của các đại phân tử sinh học...........................................2
1. Cacbohydrat.............................................................................................................2
1.1 Cấu tạo và chức năng......................................................................................3
1.2. Phân loại..........................................................................................................3
1.2.1 Đường đơn (monosaccarit)...................................................................3
1.2.2Đường đôi (disaccarit)............................................................................4
- Về phân loại và chức năng.................................................................................5
2. LIPID.........................................................................................................................6
2.1 Cấu tạo.............................................................................................................6
2.2 Acid béo............................................................................................................6
3. Protein.......................................................................................................................8
3.1 Cấu tạo của Protein.........................................................................................9
3.2 PROTEIN GỒM CÓ 4 BẬC CẤU TRÚC....................................................9
+ Cấu trúc bậc 1...................................................................................................9
 Xoắn alpha Xoắn alpha..........................................................................................................11
+ Cấu trúc bậc 3..................................................................................................12
+Cấu trúc bậc 4...................................................................................................13
3.3 CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN...................................................................13
4. Acid nucleic.............................................................................................................14
PHẦN KẾT.................................................................................................................18
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................19
PHỤ LỤC....................................................................................................................19


PHẦN MỞ ĐẦU
Qua sự phân tích của các nhà khoa học, các cá thể sống trung bình
đều được cấu tạo từ những tế bào và cấu trúc của tế bào tuy là rất đa dạng
nhưng các nhà khoa học đã chia chúng thành 2 nhóm lớn:nhóm chất vơ
cơ và nhóm chất hữu cơ
Trong đó có lẽ những đại phân tử sinh học được cấu tạo từ các chất

hữu cơ là đóng vai trị quan trọng nhất và là một trong những đề tài cơ sở
hấp dẫn cho một số nghiên cứu ở các chuyên đề sinh học như: Tế bào
học, Sinh lí học thực vật, Sinh lí học động vật, Di truyền học, Tiến hóa…
bởi chúng có những cấu trúc vơ cùng phức tạp, lại có các chức năng
quyết định cho tế bào. Không những thế các kiến thức về chúng được ứng
dụng rất nhiều ở các nghiên cứu lĩnh vực đời sống nên hôm nay chúng ta
sẽ cùng nhau tìm hiểu sâu hơn về cấu trúc cũng như là những chức năng
của các đại phân tử sinh học.

PHẦN NỘI DUNG
1


I. KHÁI NIỆM CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC
Đầu tiên ta phải định nghĩa được các chất hữu cơ là gì: Các chất
hữu cơ là hợp chất của cacbon (trừ CO2 và cacbonat là các hợp chất vô cơ
chứa cacbon). Đó là những phân tử tạo thành do sự liên kết của các
nguyên tử cacbon với H, O và N theo nhiều cách khác nhau trong đó
nguyên tử cacbon đóng vai trò quan trọng là cái khung với 4 electron lớp
vỏ ngoài cùng.
Đại phân tử sinh học được hiểu là những phân tử có kích thước lớn
trong tế bào. Chúng được cấu tạo nên khi các nguyên tử C kết hợp với
H,O,N cùng các liên kết cộng hoá trị của các phân tử nhỏ hơn gọi là các
monome. Những monome này có thể giống hoặc khơng giống nhau,
nhưng chúng ln có những cấu trúc hố học tương tự nhau. Những phân
tử cấu tạo nên từ những monomer có khối lượng lớn được gọi là đại

phân tử.
Những phân tử lớn này thường thực hiện một vài chức năng kết
hợp như: dự trữ năng lượng, cấu trúc, vận chuyển,mang thông tin di

truyền và thường khơng loại trừ lẫn nhau ( có thể có cùng chức năng).
Những chức năng của phân tử lớn có liên quan mật thiết đến hình dạng
cấu trúc cũng như độ dài các tính chất hố học của các monomer nhờ đó
chúng tham gia đắc lực vào cấu trúc của các tổ chức cơ quan tạo lên sự sự
vững chắc cho các tổ chức cơ quan này.
II. Cấu trúc và chức năng của các đại phân tử sinh học
1. Cacbohydrat
Trong đời sống, thực vật xanh có khả năng tự tổng hợp các chất
hydrat cacbon khác nhau từ CO2 và H2O nhờ vào năng lượng ánh sáng
được gọi là sinh vật tự dưỡng. Động vật và con người được cung cấp các
chất hydrat cacbon từ thực vật là sinh vật dị dưỡng, vậy cacbohydrat
được cấu tạo như thế nào và có chức năng gì?
2


1.1 Cấu tạo và chức năng
Cacbohydrat hay còn gọi là Gluxit (chất đường) là chất hữu cơ
trong thành phần gồm: C, H và O được kết hợp theo tỷ lệ khoảng một
nguyên tử cacbon với hai nguyên tử hydro trên một nguyên tử oxy, công
thức chung Cn(H2O)m. Hydrat cacbon là thành phần cơ bản trong thức ăn
mà cơ thể con người sử dụng để tạo ra năng lượng, tham gia hầu hết vào
việc tích trữ và vận chuyển năng lượng (như tinh bột, glycogen), tham gia
cấu trúc tế bào và mơ, các dẫn xuất của hydrocacbon có vai trị chính
trong quá trình làm việc của hệ miễn dịch, thụ tinh, phát triển sinh học cơ
thể.
1.2. Phân loại
Các hydrat cacbon quan trọng được chia làm 3 nhóm: đường đơn
(monosaccarit), đường đơi (disaccarit) và đường phức (polysaccarit).
1.2.1 Đường đơn (monosaccarit)
- Về Cấu tạo: Monome của carbohydrate được gọi là monosacarit,

glucide đơn giản chứa cacbon, hydro và oxy theo tỷ lệ 1:2:1, công
thức chung là (CH2O)n, trong đó có chứa từ 3 - 8 nguyên tử C liên kết
với nhau và với nhóm OH- .Do có nhiều nhóm OH- phân cực nên các
đường đơn dễ dàng hoà tan trong nước.
- Về phân loại:Tuỳ theo số nguyên tử C mà người ta phân biệt đường: 3
loại đường quan trọng nhất là đường 3 Carbon (gọi là triose) gồm
đường đơn giản nhất như glyceraldehyde, dihydroxyacetone; đường 5
(gọi là pentose) gồm ribose và deoxyribose; đường 6 (gọi là hexoz)
gồm glucose,fructose, glactose

3


- Về chức năng: đơn phân cấu tạo ARN và ADN(đường 3
Carbon),nguồn năng lượng chính cho q trình chuyển q năng
lượng tế bào (đường 5 ) ,.....Ngoài ra, đường đơn cấu thành tạo nên
các đường đôi (disaccarit) và đặc biệt khi trùng hợp tạo nên các đường
phức tạp như glicogen (chất dự trữ glucoz trong gan), như tinh bột
(gluxit dự trữ ở thực vật), như xenlulozơ (chất tạo nên lớp vá cứng của
tế bào thực vật).

1.2.2Đường đôi (disaccarit)
- Về cấu tạo: Disaccarit là đường đôi được tạo thành do sự trùng hợp
hai monosacarit (cùng loại hoặc khác loại) với sự mất đi phân tử H2O.
- Disaccarit là các hợp chất tinh thể hòa tan trong nước. Các
monosacarit bên trong chúng được liên kết bằng liên kết glycosid (1), vị
trí của chúng có thể được chỉ định là α- hoặc β- hoặc kết hợp cả hai
(α-,β-).
4

- Về chức năng: Đối với cơ thể người, đường đơi quan trọng hơn
cả là lactoz - đường chính (hoặc carbohydrate) tự nhiên có trong
sữa. Thành phần của lactoz là một phân tử đường lớn được tạo
thành từ hai phân tử đường nhỏ hơn là glucose và galactose. Đối
với thực vật các đường đơi quan trọng là: saccaroz (đường mía và
củ cải đường) trong thành phần có glucoz và fructoz, cịn đường
maltoz (có trong kẹo mạch nha) gồm hai phân tử glucoz tạo nên.
1.2.3 Polysaccarit
-

-Về cấu tạo: Polysaccarit là một phân tử phức tạp, được tạo thành do
sự trùng hợp ba hoặc nhiều monosacarit.

-

Về phân loại và chức năng

 Thường được cơ thể sử dụng làm chất dự trữ năng lượng hoặc nâng
đỡ.
 Đối với con người, polysaccarit được chia làm 2 nhóm:
+Polysaccharide có thể tiêu hóa:
- Chẳng hạn như tinh bột, được tiêu hóa (phân hủy) trong miệng và
ruột non trong một vài bước, cuối cùng sản sinh ra glucose được hấp
thụ.
- Chúng là nguồn năng lượng, cũng như cung cấp các nguyên tử
cacbon để tổng hợp các chất béo , protein và các chất khác trong cơ
thể.
+ Polysaccharide khơng thể tiêu hóa:
- Chất xơ ăn kiêng như xenluloza, thúc đẩy sự đi qua của thức ăn

qua đường ruột và do đó giúp duy trì sự đều đặn của ruột.
- Một số polysaccharide khơng tiêu hóa, như inulin (2) cũng có thể
thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn đường ruột có lợi.
 Đối với thực vật, thực vật lưu trữ các phân tử glucose dưới dạng tinh
bột polysaccarit. Các phân tử tinh bột có hai dạng cơ bản - chuỗi phân
nhánh cao tương tự như glycogen và chuỗi dài, cuộn trịn, khơng phân
nhánh. Thực vật cũng tạo ra một loại polysaccharide lớn gọi là
5


cellulose. Cellulose là chất mang lại sức bền và độ cứng cho tế bào
thực vật, chiếm khoảng 50% gỗ.

2. LIPID

Lipid là một nhóm các phân tử hữu cơ lớn, khơng phân cực. Chúng
khơng hịa tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ. Lipid bao gồm
triglycerid, phospholipid, steroid, sáp và sắc tố. Lipid khơng tan trong
nước vì các liên kết C - H trong lipit khơng phân cực, cịn nước có tính
phân cực do cặp electron bị lệch về phía oxygen.
2.1 Cấu tạo
Phân tử lipid có tỷ lệ nguyên tử Carbon và Hydro trên nguyên tử
oxy cao hơn so với Carbohydrate vì phân tử lipid có số lượng lớn hơn
liên kết carbon-hydro nên chúng dự trữ nhiều năng lượng hơn một số chất
hữu cơ khác.
2.2 Acid béo
Acid béo là thành phần cấu tạo nên hầu hết lipid, có các chuỗi
carbon dài khơng phân nhánh. Hai đầu của acid béo có các thuộc tính
khác nhau. Đầu cacboxyl phân cực, do đó có tính ưa nước (hydrophilic)
hoặc bị hút bởi phân tử nước. Ngược lại, đuôi hydrocarbon của phân tử

acid béo không phân cực. Đầu này có xu hướng khơng tương tác với các
phân tử nước và có tính kỵ nước (hydrophobic).

6


Dựa vào cấu trúc, acid béo được chia thành hai loại là acid béo bão
hịa (no) và acid béo khơng bão hịa (khơng no). Ở các acid béo bão hịa
sẽ khơng có liên kết đơi giữa các ngun tử carbon nên sẽ tham gia tạo
nên chuỗi và sẽ có càng nhiều nguyên tử hydro được liên kết với khung
carbon, ví dụ như acid palmitic, acid steric,…Ngược lại, các acid béo
không bão hịa sẽ có một hoặc nhiều liên kết đơi giữa các nguyên tử
carbon và ít số lượng hydro liên kết với khung carbon hơn, ví dụ acid
linoleic, acid oleic,…
Có ba loại lipid quan trọng đối với sinh vật chứa acid béo là
triglyceride (chất béo), phospholipid và sáp. Triglyceride dù khơng phải
là một polymer nhưng cũng được hình thành từ các phân tử nhỏ hơn bởi
phản ứng khử nước. Một triglyceride bao gồm ba phân tử acid béo liên
kết một phân tử của glycerol. Triglyceride là chất béo trung tính ln có ở
trong máu do thức ăn chuyển hóa mỗi ngày và gan tạo ra. Triglyceride sẽ
chuyển thành năng lượng đi nuôi các tế bào nhưng nếu triglyceride trong
cơ thể quá nhiều sẽ đối diện nguy cơ mắc bệnh tim, mạch máu, viêm tụy
cấp…Phospholipid là một loại lipid và là thành phần chính của tất cả
các màng tế bào. Chúng có thể tạo thành dạng tấm hai lớp (gọi là lớp
kép), dạng giọt (gọi là micell) hoặc liposome để che chắn các đuôi kỵ
nước không tiếp xúc với nước. Tế bào của các sinh vật có cấu trúc màng
tế bào chất được cấu tạo bởi lớp đôi phospholipid. Đây là hàng rào ngăn
cách giữa bên trong tế bào và môi trường bên ngoài. Sáp là một loại lipid
cấu trúc bao gồm một chuỗi acid béo dài liên kết với một chuỗi rượu dài,
sáp không thấm nước. Ở thực vật, sáp tạo thành một lớp phủ bảo vệ trên

các bề mặt bên ngồi, ví dụ như sáp polyethylene, sáp carnauba,…để bảo
quản một số hoa quả tươi. Sáp cũng tạo thành các lớp bảo vệ ở động vật,
ví dụ như ráy tai giúp ngăn vi sinh vật xâm nhập vào ống tai.

7


2.3 Steroid
Không giống hầu hết chất béo khác, bao gồm cả các acid béo, phân
tử steroid được cấu tạo từ bốn vịng carbon hợp nhất với các nhóm chức
năng khác nhau gắn liền với chúng.
Steroid là dạng lipid được cấu tạo từ bốn vịng carbon hợp nhất với
các nhóm chức năng
khác nhau. Cholesterol

là

một loại steroid quan
trọng ở động vật. Đây

là

thành phần của màng tế
bào động vật và cũng là
tiền chất để tổng hợp
các steroid khác, chẳng
hạn như hormone giới
tính của động vật có xương sống. Ở động vật có xương sống, cholesterol
được tổng hợp ở gan và cũng được thu nhận thông qua chế độ ăn uống.
Nồng độ cholesterol trong máu cao có thể góp phần vào bệnh xơ vữa

động mạch. Xơ vữa động mạch là tình trạng mảng xơ vữa tích tụ bên
trong thành động mạch, khiến động mạch bị thu hẹp, giảm lưu lượng máu
đến các cơ quan quan trọng trong cơ thể. Xơ vữa động mạch làm tăng
nguy cơ hình thành cục máu đơng dẫn đến nhồi máu cơ tim và tai biến
mạch máu não.
3. Protein
8


Chúng ta đều biết Protein hay còn gọi là chất đạm - một
trong những thành phần dưỡng chất quan trọng mà cơ thể cần bổ
sung hàng ngày, giúp duy trì sự sống và tăng cường sức khỏe. Mặc
dù quan trọng nhưng nếu bổ sung quá nhiều Protein có thể gây ra
nhiều ảnh hưởng xấu.Vậy cụ thể Protein là gì và vai trò của Protein
đối với cơ thể như thế nào?
3.1 Cấu tạo của Protein
- Protein là những đại phân tử, cấu tạo từ một hoặc nhiều mạch
acid amin liên kết với nhau bằng liên kết peptid. Hiện nay có tất cả
là 20 loại acid amin trong tự nhiên và trình tự sắp xếp của các acid
amin trong một chuỗi sẽ dẫn đến tạo thành nhiều loại Protein khác
nhau.
- Acid amin là đơn vị cơ sở (monomer) cấu tạo nên protein,được
tạo nên từ 3 thành phần: nhóm amin (-NH 2), nhóm cacboxyl (COOH) và nguyên tử C ở trung tâm dính với một nguyên tử H
cùng một nhóm chất R (mạch bên) có khả năng thay đổi tính chất
của acid amin

Cơng thức tổng quát của amino acid

-Trong không gian do cách liên kết giữa các acid amin nên thường trong
chuỗi polipeptide các đoạn -CO-NH-CH- hay lặp lại và mạch bên (gốc R)

của các acid amin sẽ không tham gia tạo thành bộ khung của mạch.
3.2 PROTEIN GỒM CÓ 4 BẬC CẤU TRÚC
+ Cấu trúc bậc 1
9


- Cấu trúc bậc một của protein thực chất chính là trình tự sắp xếp của các
acid amin trên chuỗi polypeptide. Nó có vai trị vơ cùng quan trọng vì nó
sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptide, từ đó tạo nên
hình dạng lập thể của protein và dựa vào đó quyết định tính chất cũng
như vai trị của protein.
-Trình tự của acid amin trên chuỗi này cũng rất quan trọng bởi chỉ một sự
sắp xếp sai lệch nhỏ sẽ làm thay đổi cả cấu trúc và tính chất protein.
- Tất nhiên khơng phải bất kì chuỗi polypeptide nào cũng là cấu trúc bậc
1 của protein bởi chúng chỉ tồn tại ở dạng tự do trong tế bào mà khơng
tạo nên phân tử protein.
-Trong tế bào thì protein thường tồn tại ở dạng cấu trúc không gian. Sau
khi chuỗi polypeptide được tổng hợp tại ribosome, chúng sẽ tách khỏi
ribosome và hình thành các bậc cấu trúc tiếp theo (II,III,IV).
+ Cấu trúc bậc 2
-

Là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptide trong không gian.

Chuỗi polypeptide thường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên 2 cấu
trúc là xoắn alpha và nếp gấp Beta, được cố định bởi các liên kết Hydro (3)
nằm giữa nhưng acid amin ở gần nhau. Các Protein dạng sợi như keratin
hay Collagen (có trong tóc, móng..) gồm nhiều xoắn alpha, cịn các
protein hình cầu thì có nhiều nếp gấp Beta

10


 Xoắn alpha
-

Là cấu trúc mạch polypeptide xoắn chặt lại tương tự như lò xo,

theo chiều xoắn ốc phải. Xoắn alpha cấu tạo bởi liên kết H giữa nhóm NH và nhóm C=O dọc theo chuỗi protein
-

Cấu trúc xoắn alpha được giữ vững chủ yếu nhờ liên kết hydro (3),

cứ mỗi nhóm -CO-NH có thể tạo 2 liên kết hydro với 2 nhóm -CO-NHkhác. Các liên kết hydro dược tạo thành với số lượng tối đa, bảo đảm độ
bền vững của cấu trúc.

11


 Gấp nếp Beta
- Trong cấu trúc phiến gấp nếp Beta các đoạn mạch
polypeptit thường duỗi dài ra không cuộn xoắn chặt
như xoắn alpha. Các nếp gấp Beta gồm các sợi Beta
được kết nối với nhau bằng ít nhất hai hoặc ba liên
kết hydro ở khung, tạo thành một tấm gấp nếp.
- Sự liên kết của các gấp nếp B có liên quan đến sự
hình thành các sợi amyloid và mảng amyloid quan
sát thấy trong bệnh thối hóa tinh bột, đặc biệt là
bệnh Alzheimer.
+ Cấu trúc bậc 3

- Là hình dạng ba chiều của một protein, đó là sự gấp cuộn hơn nữa và tổ
chức lại bên trong phân tử tạo nên cấu trúc bậc cao hơn là bậc 3. Cấu trúc
bậc ba có một chuỗi “xương sống” polypeptide duy nhất với một hoặc
nhiều cấu trúc bậc hai của protein.
- Cơ sở chính là liên kết disulfid, liên kết được hình thành từ hai phân tử
cystein nằm xa nhau trên mạch peptid nhưng gần nhau trong cấu trúc
không gian do sự cuộn lại của mạch oevtid nên rất bền vững.
- Cấu trúc này phụ thuộc hồn tồn vào tính chất của nhóm -R trong các
mạch polypeptide, các liên kết yếu hơn như liên kết Hydro hay điện hóa
trị có ở giữa các nhóm -R có điện tích trái dấu.
- Cấu trúc bậc 3 đã tạo nên trung tâm hoạt động của phần lớn các loại
enzym. Sự thay đổi cấu trúc bậc ba dẫn đến sự thay đổi hướng xúc tác
của enzym hoặc mất khả năng xúc tác hoàn toàn.

12


+Cấu trúc bậc 4
-

Khi protein có nhiều chuỗi polypeptit phối hợp với nhau, do các

tiểu phần protein có cấu trúc bậc 3 hoàn chỉnh kết hợp lại bằng các liên
kết ngang sẽ hình thành nên cấu trúc bậc 4. Thực chất cấu trúc bậc 4 đề
cập đến số lượng và sự
sắp xếp của các tiểu
đơn vị protein có liên
quan đến nhau, các
chuỗi polypeptit liên
kết với nhau nhờ các

liên kết yêu như liên
kết Hydro
-Sự hình thành cấu trúc bậc bốn tạo điều kiện cho quá trình điều tiết sinh
học thêm tinh vi, chính xác.Rất nhiều trường hợp protein phải tổ hợp lại
mới có hoạt tính sinh học, trong những trường hợp này, cấu trúc bậc bốn
là điều kiện để hình thành nên tính năng mới của protein.
3.3 CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN
Tầm quan trọng của Protein được nhấn mạnh trong chính cái tên
của mình bởi theo tiếng Hy lạp nó có nghĩa là “đầu tiên” và “chính”.
Trong hầu hết các tế bào thì protein chiếm hơn 50% khối lượng khơ và

13


chúng cịn là cơng cụ trong hầu hết các hoạt động sống của sinh vật.
Dưới đây là một số loại protein và các chức năng của nó:
+ Protein xúc tác (Enzyme): có chức năng làm tăng tốc độ cho phản ứng
hoả học một cách chọn lọc
+ Protein dự trữ: có chức năng dự trữ acid amin, Vd: thực vật có protein
dữ trữ trong hạt
+Protein hormone: có chức năng điều hịa hoạt động cơ thể, Vd: insulin
-một loại hormone do tuyến tuỵ tiết ra giúp điều chỉnh nồng đọ đường
trong máu ở động vật có xương
+Protein co cơ và vận động: có chức năng giúp sinh vật sống hoạt động,
Vd: actin và myosin chịu trách nhiệm cho sự co cơ
+Protein phòng vệ: có chức năng phịng chống lại bệnh tật, Vd: tạo ra
các kháng thể giúp tiêu diệt những virus, vi khuẩn
+Protein vận chuyển: có chức năng vận chuyển các chất dinh dưỡng, Vd
Hemoglobin-protein chứa sắt có trong máu vận chuyển oxy từ phổi đến
các bộ phận khác của cơ thể

+Protein thụ thể: có chức năng là tạo sự đáp ứng của tế bào với chất
kích thích hố học, Vd: các thụ thể trên màng của tế bào thần kinh phát
hiện các tín hiệu hố học do các tế bào thần kinh khác phát ra
+Protein cấu trúc: có chức năng định hình và cấu trúc tạo nên khung tế
bào
-Đối với đời sống con người protein cũng đóng một vai trị vơ cùng quan
trọng, ví dụ như đối với những người tập gym hay thể hình thì việc cung
cấp và điều tiết lượng protein hàng ngày là rất cần thiết bởi nó giúp phục
hồi phát triển cơ bắp,hỗ trợ giảm mỡ,cung cấp năng lượng,cải thiện tinh
thần,duy trì phát triển cơ thể,….
4. Acid nucleic
14


Acid nucleic là những phân tử hữu cơ rất lớn và phức tạp, lưu trữ và
truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ ở cơ thể sống. Có 2 loại
chính là AND (chứa thơng tin xác định đặc tính và chỉ đạo các hoạt động
của tế bào) và ARN (lưu trữ và chuyển thông tin xác định từ AND cần
thiết)
4.1 ADN (deoxyribonucleic acid)
Năm 1869, Friedrich Miescher - nhà hoá sinh gốc Thuỵ Điển là
người đầu tiên phát hiện ra sự tồn tại của ADN trong quá trình nghiên
cứu những vết mủ trên băng cứu thương. Lúc đó, ơng đã gọi những vật
chất lạ này là "nuclein" vì thấy chúng xuất hiện trong nuclei của các tế
bào. Sau khi nghiên cứu sâu hơn, nhà khoa học này đã đặt ra nhiều nghi
vấn về mối liên hệ giữa các "nuclein" và việc di truyền ở động vật. Do đó,
có thể nói rằng Friedrich Miescher đã phần nào đúng khi đặt tên cho vật
chất mới này như vậy.Tuy nhiên, những câu hỏi của Friedrich Miescher
phải rất lâu sau mới được giải đáp khi mà đến đầu thế kỷ XX, Thomas
Hunt Morgan mới tìm ra được các bằng chứng thuyết phục về mối quan

hệ giữa ADN và sự di truyền qua các thế hệ. Francis Crick và James
Watson nhận ra cấu trúc phân tử chuỗi xoắn kép của nó vào năm 1953, và
hai ơng đã đạt giải Nobel về cơng trình khoa học này
+ ADN là đại phân tử hữu cơ được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân
những đơn phân là các nucleotide, thường ở trong nhân tế bào
+Thành phần nguyên tố gồm C,N,H,O,P
4.1.1 CẤU TẠO CỦA NUCLEOTIDE
+Axit photphoric (H3PO4)
+Đường Deoiribozo( C5H10O4)
+Bazơ nitơ gồm bốn loại A,T,G,X
Puirin: là các nu có phân tử lớn như A,G
15


là các nu có phân tử nhỏ như T,X
Đường của nu này liên kết với nhóm photphat của nu bằng liên kết
photphodieste
4.1.2 Cấu trúc không gian của ADN
+Các nuclêôtit nối với nhau tạo thành chuỗi pôlinuclêôtit
+ADN là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch hai chuỗi này xoắn song
song và ngược chiều nhau theo nguyên tắc bổ sung (A =T ,G=X)
-Thực tế, 2 mạch này xoắn đều xung quanh 1 mạch cố định và theo chiều
ngược kim đồng hồ. Cấu trúc xoắn kép ADN của mỗi người là khác nhau,
do đó mỗi chúng ta đều có các đặc điểm riêng biệt. Do có tính đặc thù
nên nhờ phân tích ADN các nhà khoa học có thể khám phá ra sự phát
triển và tiến hố của mỗi giống lồi cũng như tìm ra giải pháp tối ưu để
hạn chế, điều trị các căn bệnh do đột biến ADN di truyền.
-Mỗi chu kỳ xoắn dài 34 ångstrưm (3,4 nm) và có bán kính 10 ångstrưm
(1,0 nm). Theo một nghiên cứu, khi đo đạc trong một dung dịch, chuỗi
phân tử DNA rộng 22–26 Å (2.2–2.6 nm, và một đơn phân nucleotide dài

3,3 Å (0,33 nm)
- Các nuclêôtit trên 2 mạch này liên kết với nhau bằng liên kết hydro:
A liên kết với T = 2 liên kết hydro
G liên kết với X = 3 liên kết hydro
-ADN tồn tại ở hai dạng : ADN ở sinh vật nhân thực là dạng mạch thẳng
còn ADN ở sinh vật nhân sơ là dạng mạch vòng
4.1.3 Chức năng của ADN
Gồm 3 chức năng quan trọng
+Mã hoá các thông tin di truyền bằng sự đa dạng khổng lồ về số lượng
thành phần và trình tự sắp xếp các nu
16


+Bảo quản thông tin di truyền khi diễn ra quá trình sao chép ADN nếu
trong đó có xuất hiện các sai hỏng thì phân tử ADN này sẽ tổng hợp các
enzyme sửa sai có mặt trong tế bào để sửa sai lỗi sai đó
+Bảo tồn thơng tin di truyền vì có cấu trúc rất bền và nhờ q trình nhân
đơi ADN nên thông tin di truyền đc truyền từ thế hệ này sang thế hệ sau
4.2. ARN( acid ribonucleic)
-ARN cũng là đại phân tử hữu cơ được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân
đơn phân là các nuclêôtit, nằm trong tế bào chất. Giống như ADN,Thành
phần nguyên tố của ARN gồm C,N.H.O.P
-Đặc trưng về cấu trúc của ARN là chỉ có một chuỗi pơlyribơnuclêơtit
(xem hình) tức là mỗi phân tử ARN chỉ có một mạch đơn, có thể ở dạng
tuyến tính (mạch thẳng) hoặc xoắn và đơi khi có liên kết hydro nội bộ.
Đối với phân tử ADN thì chỉ có một mình nó nhưng ARN rất khác biệt có
tới ba loại
4.2.1 mARN(ARN thông tin)
+mARN cấu tạo từ một chuỗi polinuclêơtit dưới dạng mạch thẳng,
mARN có chức năng truyền đạt thông tin di truyền tử mạch gốc trên

ADN đến chuỗi polipepetit. Để thực hiện chức năng truyền đạt thông tin
di truyền từ ADN đến protein thì ARN có:
+Trình tự nucleotit đặc hiệu giúp cho riboxom nhận và liên kết vào ARN
Mã mở đầu: tín hiệu khởi đầu phiên mã
+ Các codon mã hố axit amin
Mã kết thúc: mang thơng tin kết thúc quá trình dịch mã
4.2.2 tARN( ARN vận chuyển)
- tARN có cấu trúc với 3 thuỳ, trong đó có một thuỳ mang bộ ba đối mã
có trình tự bổ sung với 1 bộ ba mã hoá axit amin trên phân tử mARN ,
17