Acid nucleic Hỗ trợ dowload tài liệu 123doc qua thẻ cào liên hệ Zalo: 0587998338

Bài giảng acid nucleic

ACID

NUCLEI

C

TRƯƠNG TẤN TÀI

+ Cấu trúc DNA ở sinh vật Eucaryotae

+ Vai trò của DNA

A Cấu trúc của Acid nucleic

• Acid nucleic là vật chất mang

thông tin di truyền, có cấu tạo

là một polymer với monomer

là các nucleotide Nucleotide

gồm hai loại là DNA và RNA.

• Thành phần hóa học của Acid

- Khi đi thủy phân hoàn toàn DNA thu được:

+ Các base hữu cơ Purin ( A, G ) và Pirimidin (C,

X ).

+ Đường pento

• Base pirimidin, Base purin và các base thứ yếu mỗi

loại có thêm trong acid nucleic:

+ Base pirimidin: Cytozin, Uracil, Thymine Ngoài

ra còn có những base thứ yếu khác loại này như: 5 – metilcytozin và 5 – hydroxymetyleytozin nhưng hàm lượng nhỏ và không phải bao giờ cũng có.

+ Base purin: Adenin và Guanin Ngoài ra còn tìm thấy các base thứ yếu là dẫn xuất của adenin và

guanin như: 1 – metyladenin, 1 – metylguanin, 7 –

metylguanin,…

• Đường pentose chứa 2 loại là D – ribose và D –

deoxyribose chúng đều có dạng là β – D –

furanose.

– Nucleotides = Base + Sugar + Phosphate – Nucleosides = Base + Sugar

– Nitrogen Bases

• Purines (5 + 6 membered rings) – numbering

– Adenine Guanine

• Pyrimidines (6 membered ring) – numbering

– Thymine Cytosine Uracil

– Pentose Sugars (numbering)

• Ribose

• Sugar “Pucker”

• Các hợp chất đơn giản chứa nucleotide:

+ Nicotinamid Adenin Dinucleotide - NAD

- NAD thành phần của các enzyme hoạt hóa hydro

( dehydrogenase piridin )

- NAD là coenzyme của các enzyme dehydrogenase piridin

- Nhóm enzyme dehydrogenase xúc tác phản ứng oxy hóa khử, các enzyme này tách proton hay electron từ các cơ chất ( chất cho hay

chất nhận ) và chuyển chúng cho các chất nhận ( chất oxy hóa ), ngoại trừ oxy.

- NAD nhận proton trở thành

•  

cofactor is a non-protein chemical compound that is bound to a protein DNA is required for the protein's biological activity

• Cofactors

• + Nicotinamid Adenin Dinucleotit

phosphat – NADP

- NADP thành phần của các enzyme hoạt hóa hydro

( dehydrogenase piridin )

- Cấu tạo của NAD và NADP chỉ khác

nhau là NADP trong thành phần có 3 gốc

• Định nghĩa coenzyme I và coenzyme II

+ Coenzyme nhận proton hay electron từ cơ chất đầu tiên gọi là coenzyme I.

+ Coenzyme nhận proton hay electron từ cơ chất thứ hai ( là chất nhận proton hay electron từ cơ chất đầu ) gọi là coenzyme II.

Example = lactate dehydrogenase

-• + Flavin Adenin Dinucleotide – FAD

- FAD thành phần của các enzyme hoạt hóa hydro ( Dehydrogenase Flavin )

- Dạng oxi hóa của flavin có màu vàng khi nó nhận điện tử và proton hay sẽ chuyển thành dạng khử

không màu

- Trong nhóm này, ngoài FAD còn có FMN.

- The molecule consists of

a riboflavin moiety (vitamin B2)

bound to the phosphate group of

an ADP molecule

•  

• Flavin mononucleotide (FMN)

+ Is a biomolecule produced from riboflavin

(vitamin B2)

+ Acts as prosthetic group of various

oxidoreductases including NADH dehydrogenase

Tightly-bound cofactors termed prosthetic

groups

• + Adenozin Triphosphat – ATP

triphosphate adenosine

tri=3

di=2

is a second messenger important in

many biological processes cAMP is

derived from adenosine triphosphate

(ATP) DNA used for intracellular signal

transduction in many different

organisms

B Acid Deoxyribonucleic

• Cấu trúc DNA

• Cấu trúc DNA bậc 2 ( Watson và

+ Hai sợi đơn hướng đối song song

và ngược chiều nhau Mỗi mạch

đơn (ssDNA) mang trình tự các

base khác nhau → mang thông tin

di truyền khác nhau

•  

• DNA double helix

12 Å

minor  groove

6 Å

backbone:  deoxyribose DNA phosphodiester linkage

bases

• Liên kết hidro là tương tác yếu

hình thành giữa một nguyên tử

mang điện tích âm và một nguyên

tử hydro đang nằm trong một nối cộng hóa trị với một nguyên tử

khác.

• Liên kết hidro giúp cho DNA:

+ Giữ vừng được cấu trúc không

gian.

+ Giúp DNA dễ dàng thực hiện chức năng sinh học của nó

 Đặc tính của DNA

• Biến tính: là khả năng sợi kép DNA trong điều kiện nhiệt

độ cao gần điểm sôi hoặc pH < 3 hay trên 10 có thể sẽ tách rời thành 2 sợi đơn

• Hồi tính: Sau khi DNA bị biến tính, nếu điều kiện trên quay

lại trạng thái ban đầu một cách từ từ thì 2 sợi đơn này lại

có thể ghép bổ sung thành sợi kép ban đầu (hồi tính)

• Ứng dụng:lai DNA và PCR

Cấu trúc DNA của sinh vật Eucaryota

• Dạng mạch thẳng (Prokaryota: mạch vòng)

• DNA kết hợp chặt chẽ với Protein histone.

• Nén chặt trong nhân ở nhiếu mức độ: nucleosome → NST

• DNA gồm những trình tự mã hóa (exon) xen kẽ với những trình tự

không mã hóa (intron) Tùy mức độ hiện diện trong nhân Chia 3 loại

– Các trình tự lặp lại nhiều lần: chiếm 10-15% genome Là những

trình tự DNA ngắn (10-200kb), ko mã hóa, tập trung ở những vùng chuyên biệt/NST (tâm động, đầu mút NST)

– Các trình tự lặp lại TB: 25-40%, là những đoạn DNA có kt lớn hơn

(100-1000kb) Không mã hóa hoặc mã hóa cho rRNA, tRNA, 5SRNA

– Các trình tự duy nhất: là các gen mã hóa cho các Protein, có trình

tự đặc trưng cho từng gen

• Vai trò của DNA

+ DNA là nơi lưu trư các thông tin di truyền, tham gia vào cấu trúc nhiễm sắc thể

+ Có khả năng truyền đạt thông tin di truyền cho thế hệ sau thông qua sự sao chép (tái bản) và phân

ly trong phân bào.

+ Có khả năng phiên mã tạo ra các phân tử RNA,

từ đó dịch mã để tạo nên các Protein đặc thù và tạo nên tính đa dạng của sinh vật

• Cấu trúc xoắn DNA

• Xoắn âm: xoắn phải, DNA xoắn lên

chính nó

• Xoắn dương: xoắn trái, thường gặp

DNA xoắn lấy protein

C Acid ribonucleic

• - RNA có cấu trúc tương tự DNA nhưng khác với DNA ở:

+ Thay T ở DNA bằng U

+ Đường của RNA là ribose

+ RNA là một chuỗi đơn

• - Gồm các loại: mRNA, tRNA, rRNA

• Messenger RNA (chiếm 5% tổng số RNA của tế bào)

• mRNA được tổng hợp trong nhân tế bào trên mạch khuôn của DNA → sẽ chứa lượng thông tin cần thiết cho sự tổng hợp protein đặc hiệu khác

nhau

• Độ lớn của RNA phụ thuộc vào chiều dài

protein cần tổng hợp

• mRNA sau khi tổng hợp ở nhân tế bào sẽ

chuyển từ nhân đến riboxom, nối các riboxom lại thành những tập hợp polyxom

• Cấu trúc RNA được chia làm 3 đoạn: ở đầu 5’

có đoạn dẫn đầu, tiếp theo đó là đoạn mã hóa protein và đoạn theo sau ở đầu 3’:

• + Vùng dẫn đầu (5’-UTR): không được dịch mã 

nhưng có cấu trúc cần thiết cho sự bám vào của tiểu đơn vị ribosome bé

• UTR; nó mang thông tin cấu trúc của một chuỗi 

+ Vùng mã hoá (coding region) nằm kề sau vùng 5'-polypeptide, nếu là mRNA của eukaryote 

(monocistronic mRNA) hoặc mang thông tin của 

nhiều polypeptide khác nhau và cách nhau bởi các đoạn đệm không được dịch mã, nếu là mRNA 

prokaryote (polycistronic mRNA)

• + Vùng kéo sau (3'-UTR) nằm ở đuôi mRNA, không được dịch mã

của tế bào)

• Mỗi tRNA thường có 3-4 vòng trên thân (tính từ đầu 5') với chức năng khác nhau như sau:

 + Vòng DHU nhận biết aminoacyl-tRNA synthetase

 + Vòng anticodon đọc mã trên mRNA bằng sự kết cặp anticodon-codon (theo nguyên tắc bổ sung nhưng có 

sự linh hoạt)

 + Vòng "phụ" (extra loop) có thể không có ở một số tRNA

 + vòng TΨC nhận biết ribosome để đi vào đúng vị trí C nhận biết ribosome để đi vào đúng vị trí tiếp nhận aminoacyl-tRNA (vị trí A)

 + Và cuối cùng, đoạn mạch thẳng -CCA ở đầu 3' là vị trí gắn vào của amino acid đã được hoạt hoá để tạo 

thành các aminoacyl-tRNA

• Những loại RNA khác

 + hnRNA (heterogenous nuclear RNA): mRNA trước khi cắt-nối. Đó là các bản sao chưa được

sửa đổi của các gene eukaryote; sở dĩ gọi như vậy bởi 

vì tính đa dạng lớn về kích thước của nó so với tRNA 

và rRNA

 + iRNA (initiator RNA): Các trình tự RNA ngắn được dùng làm mồi cho sự tổng hợp DNA ở sợi ra chậm

 + snoRNA (small nucleolar RNA): Các phân tử RNA 

trọng lượng phân tử thấp phát hiện được trong hạch nhân, có thể tham gia vào quá trình xử lý rRNA (RNA processing)

RNA): Các phân tử RNA trọng lượng phân tử thấp phát 

hiện được trong dịch nhân, là thành phần của các enzyme  cắt bỏ các intron và các phản ứng xử lý (processing) khác;  chúng chứa nhiều gốc uridine được sửa đổi

 + scRNA (small cytoplasmic RNA): Các phân tử RNA trọng  lượng phân tử thấp phát hiện được trong tế bào chất với  các chức năng khác nhau. 

Ví dụ đó là RNA 7S vốn là thành phần của tiểu phần nhận  biết tín hiệu và pRNA (prosomal RNA), một RNA bé kết 

hợp với khoảng 20 protein và được bọc gói với mRNA 

trong mRNP hay thể thông tin

(informosome) vốn có tác dụng điều hoà sự biểu hiện của  gene.

 + gRNA (guide RNA): một loại RNA được tổng hợp 

trong các roi động (kinetoplasts) ở Trypanosoma; nó cung cấp khuôn cho biên tập RNA (editing RNA)

 + antisense RNA: RNA ngược nghĩa (antisense RNA) 

bổ sung với mRNA và có thể tạo thành một sợi đôi với 

nó để kìm hãm việc tổng hợp protein. Loại RNA này 

thấy có trong nhiều hệ thống, nhưng rất phổ biến ở vi khuẩn; và cũng được gọi là RNA bổ sung gây nhiễu 

mRNA

(RNA enzymes). Thông thường nó có hoạt tính tự xúc tác (ví dụ các intron tự cắt = self-splicing introns), 

nhưng một ribonuclease P là một chất xúc tác đích thực (ví dụ xử lý tRNA: tRNA processing). Các RNA 

khác hoạt động hài hoà với các protein, ví dụ MRP 

endonuclease trong tái bản DNA ty thể

Câu 1. Một gen chứa mạch bổ sung với mạch mã gốc của gen có trình tự  nucleotit là :

5’-A-X-G-A-T-T-G-A-A-X-A-T-X-A-T-3’

Trình tự nucleotit có trên mạch gốc của gen và trình tự ribonucleotit có trên  mRNA là

 (1) Chỉ có DNA là cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn  phân là nucleotit.

 (2) Nucleotit của DNA và RNA đều có đường pento, axit 

photphoric và base nito.

 (3) DNA có đường là  còn RNA có đường là .

 (4) DNA thường có rất nhiều đơn phân đến hàng triệu còn  RNA có rất ít đơn phân có khi chỉ vài chục.

D, các số 3’ và 5’ là số của Cacbon ở đường. Sơ đồ nào dưới đây biểu diễn chuỗi pôlyphôtphođieste là đúng?

A. 5’P-D3’-5’P-D3’-5’P -D3’- …

B. 3’P - 5’D- 3’P - 5’D - 3’P - 5’D -…

C. P-5’D3’ - P- 5’D3’- P- 5’D3’-…

D. D - 5’P3’ - D - 5’P3’D - 5’P3’-…C

C

 (1) DNA luôn có T mà không có U còn RNA thì ngược lại.

 (2) Liên kết photphodieste nối nguyên tử cacbon số 3 của  đường pento ở nucleotit này gốc photphat của nuleotit liền 

 (6) Ở kỳ đầu, kỳ giữa, kỳ sau: hàm lượng ADN gấp 2 hàm  lượng ADN ở các giai đoạn khác.

D

• [1] “ Di truyền học phân tử ’’ ( Tái bản ), Hoàng Trọng Phán, Trung tâm ĐTTX Đại học Huế - NXB Giáo Dục, 1997.

• [2] ‘’ Di truyền học ‘’, Phạm Thành Hổ - Nhà xuất bản giáo dục.

• [3] ‘’ Sinh hoá học với cơ sở khoa học của công nghệ gene “, Hoàng Văn Tiến (chủ biên), Lê Khắc Thận, Lê Doãn Diên - NXB Nông Nghiệp, Hà Nội , 1997.

• [4] Nelson DL DNA Cox MM. 2000. “Lehninger Principles of Biochemistry”,  ed., Worth Publishers, New York.

• [5] Twyman RM. 1998. “Advanced Molecular Biology”. BIOS Scientific Publishers Ltd/ Springer-Verlag Singapore Pte Ltd.

• [6] Weaver RF, Hedrick PW. 1997. “Genetics”.  ed, McGraw-Hill Companies, Inc. Wm.C.Browm Publishers, Dubuque, IA.

• [7] “ Sinh học phân tử “, Hồ Huỳnh Thùy Dương – Nhà xuất bản giáo dục.

•