LÝ SINH ĐẠI CƯƠNG - CHƯƠNG VII QUANG SINH HỌC pps

321
CHƯƠNG VII
•QUANG SINH HỌC
322
I. Quang hợp
Quang hợp có 2 giai đoạn chính: ánh sáng
(quang hóa) và bóng tối (chu trình Calvin)
Trong phạm vi giáo trình lý sinh chúng ta chỉ đề
cập giai đọan ánh sáng
Chi tiết xem phần quang hợp chương III
323
II.Quá trình quang hóa trong tế bào thị
giác
1. Sơ lược cấu trúc võng mạc
324
Trung tâm Rentina chụp bằng
kính hiển vi quang học
Ngoại vi Rentina chụp
bằng kính hiển vi quang
học
325
Võng mạc của người có khoảng 125 triệu tế
bào hình que và khoảng 6 triệu tế bào hình
b
ì
nh
326
Mật độ các loại tế bào hình que và hình bình
phân bố không giống nhau trên võng mạc.
Ở vùng điểm vàng, đặc biệt ở lõm (fovea) có
mật độ tế bào hình bình (cone) cao nhất.

Các tế bào
hình que
phân bố
cao nhất ở
vùng
chung
quanh gần
điểm vàng
327
Trong tế bào hình
que chứa các sắc
tố Rhodopsin và
Porphyrhodopsin.
Các tế bào nầy
chuyên nhận ánh
sáng đen trắng.
Hoạt động tốt trong
môi trường ánh
sáng yếu (buổi tối )
Tế bào hình que
328
329
George Wald và cộng sự phát hiện Rhodopsin có
2 phần :
Mạch protien không màu– Opsin (of 348 amino
acids )
Phân tử hữu cơ có màu – Retinal
Retinal là aldehyd của Vitamin A
330
Bình thường Retinal ở dạng 11-cys-Retinal

331
Retinal liên kết với gốc Lysin của protein Opsin
tạo thành Rhodopsin
Rhodopsin có khối lượng khoảng 40
kDa
332
Retinal nằm giữa Opsin có 7 Helix xuyên màng
333
Trong tế bào hình bình chứa
các sắc tố Iodopsine và
Cyanopsine
Các tế bào nầy nhận ánh
sáng màu.
Có 3 loại tế bào hình bình
hấp thụ sóng ánh sáng cơ
bản:
- Màu đỏ (red)
- Màu lục (green)
- Màu xanh (blue)
Tế bào hình bình
334
Giống như sắc tố của tế bào hình bình, sắc tố của tế
bào hình que cũng là 11 cys-Retinal nằm giữa
protein như trong Rhodopsin.
Sự bắt màu đặc trưng (đỏ, lục, xanh ) của chúng
được quyết định bỡi cấu trúc của protein.
Tùy theo bước sóng ánh sáng mà cường độ hưng
phấn củøa các tế bào sẽ khác nhau
Màu sắc cuối cùng mà mắt cảm nhận là tổng hợp của
các màu trên

Nếu cường độ hưng phấn của 3 loại tế bào nầy bằng
nhau thì ta sẽ có cảm nhận ánh sáng trắng
Nếu tế bào hình bình bị hỏng sẽ dẫn đến hiện tượng
loạn màu hoặc mù màu tùy mức độ tổn thương
335
2. Sự chuyển hóa năng lượng trong mắt
Ánh sáng được hấp thụ sẽ nâng năng
lượng điện tử của Retinal lên trạng thái
hưng phấn với mức năng khoảng 2,5 ev
Xảy ra quang đồng phân 11-cys-Retinal
thành Trans-retinal
336
337
Trong thời gian đầu của quang đồng phân retinal, cấu
trúc của Opsin chưa bị thay đổi
Khởi đầu Rhodopsin chuyển thành Bathorhodopsin (có
màu vàng)
Tiếp theo là một lọat các biến đổi trung gian và
sau khi bị mất ion H
+
Bathorhodopsin chuyển thành
Metarhodopsin (không màu)
338
Tiếp đến là sự thủy phân Metarhodpsin thành
Opsin và All-Trans Retinal tự do
Quá trình trên diễn ra rất nhanh ( khoảng 10
-9
sec)
339
Trong bóng tối Rhodopsine sẽ được tái tổng

hợp.
All-Transt-Retinal
All-Transt-Retinol
Cys-Retinal
Cys-Retinol
+
Opsi
n
Rhodopsi
n
340
Bằng nhiệt độ thấp đã ghi nhận được chu
trình của Rhodopsin có 5 bước như sau:
341
3.Sự hình thành xung động thần kinh trong
mắt
Metarhodopsin II khai hỏa cho hàng lọat phản
ứng enzym thủy phân GMP.
Quá trình nầy làm đóng các cổng chuyên hóa
của dòng vào Na
+
trên màng tế bào hình que
vốn được mở trong bóng tối.
Kết quả làm tăng sự phân cực
(Hyperpolarization) của màng.
Sự mất phân cực làm cho tế bào hình que tiết
ra neurotransmitter duy nhất là Glutamate
vào khe synapse tạo xung động trên tế bào
lư
ỡ

ng
c
ự
c
342
IV.Tác dụng của tia tử ngoại lên cơ thể sống
1.Tác dụng lên các acid nucleic
*Tác dụng chủ yếu lên các nhóm amin của
acid nucleic với những hiệu ứng khác
nhau.
+ Hiệu ứng dimer hóa:
Làm thay đổi cấu trúc không gian dẫn đến
sự thay đổi hoạt tính sinh học . Nó thường
xảy ra giữa các nhóm Timin
343
+ Hiệu ứng ôxy hóa:
Làm thay đổi cấu tạo hóa học
+ Hiệu ứng quang - thủy phân:
Thủy phân là đứt đoạn acid nucleic.
Thường xảy ra ở các nhóm Uraxin và Xitozin
344
* Tia UV tác dụng không như nhau lên các
acid nucleic khác nhau
+ Với ARN thì chỉ có tác dụng lên nhón
Uraxin
+ Với AND thì các nhóm base chứa Nitơ
đều bị tác dụng.
*Hiệu suất photon của tia UV lên acid nucleic
không lớn. Phải nhận hàng trăm photon mới
xảy ra phản ứng quang hóa

345
2. Tác dụng lên Protein
a) Phản ứng quang - oxy hóa
Phổ hấp thụ của protein nằm trong khoảng
200-400 nm
Đây chính là phổ hấp thụ của nhữõng amino-
acid
Vậy tia UV tác dụng chủ yếu lên aminoacid
Năng lượng UV sẽ thực hiên phản ứng
quang-oxy hóa
AH + h AH
*
AH
*
AH.
+
+ e
-