Chương 7: AXIT NUCLEIC · 2011-03-25 · • RNA là s ợi đơn polynucleotide • Mỗi loại...

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

CH2

O

O

Thành phần hóa học (tt)

• Bazơ nitơ– Bazơ purin, dẫn xuất

của purin– Bazơ pyrimidin, dẫn xuất

của pirimidinNH

NHCO

NH2

N

CH

CH

CO

CONH

NH

CH

CH

Xitozincủa pirimidin

NCH

CHCH

N

N N

CO

CH

NH2

N

NN

N

GuaninPurine

N

CHCH

NH2N

NN

Adenin

N

H

CH3

CO

CONH

NH

Xitozin

Primidin

Uraxin

Timin

Thành phần hóa học

• Đường pentose: β-D-furanose

ββββ-D-ribofunanose ββββ-D-Deoxyribofunanose

• Axit phosphoric

OH-P=O

OH

OH

Nucleoside

• Trong thành phần phân tử nucleoside chỉ có bazơ nitơ và pentose

N

NH2N

NH2

N CHN

CHCH

N

NNHOH2C

H

OHOH

O

H

Adenozin

HOH2C

H

OH

O

H

NCO

N

CH

CH

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– H3PO4

• RNA – ribonucleotide– Bazơ nitơ: Adenin, Guanin, Xitozin, Uraxin (U)– Ribofuranose– H3PO4

• 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 H3PO4

Bazơ nitơ

P

CH2

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 C3 của nucleotide khácC3 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