Cấu trúc của các chuỗi polynucleotide

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