Chương II. Các đại phân tử sinh học: Acid nucleic và Protein ppt

Cấu trúc và chức năng của acid nucleic 2.. Cấu trúc và chức năng của acid nucleic i.. Cấu trúc phân tử của acid nucleic i.. Acid deoxyribonucleic - DNA DNA là phân tử trùng phân, mạch th

1 Cấu trúc và chức năng của acid nucleic

2 Cấu trúc và chức năng của protein

Chương II Các đại phân tử sinh học:

Acid nucleic và Protein

SHPT ra đời trên cơ sở hội tụ của các ngành:

1 Cấu trúc và chức năng của acid nucleic

i Acid nucleic là vật chất mang thông tin di truyền

Acid nucleic (ADN, ARN) là vật chất mang thông tin di truyền

Thí nghiệm xác định DNA là vật chất di truyền

• 1928 Griffith – Thí nghiệm biến nạp

• 1952 Hershey & Chase – Thí nghiệm trên thực khuẩn thể

Phế cầu khuẩn Streptococcus Pneumoniae

Chủng S : Độc, tế bào có vỏ polysaccharide, khuẩn lạc trơn (smooth)

Chủng R : chủng lành, tế bào không có vỏ polysaccharide, khuẩn lạc nhăn (Rough

1928, Thí nghiệm Griffith

1944, Avery, Macleod & McCarty

• Bằng kỹ thuật tinh sạch DNA thu từ chủng S, Avery và cộng sự đã chứng minh tác nhân biến nạp là DNA

Avery

 Dùng phương pháp đánh dấu đồng vị phóng

xạ

 32P: Đánh dấu DNA

 35S: Đánh dấu protein

 Cho thực khuẩn thể đã được đánh dấu với 35S

và 32P xâm nhiễm vào tế bào E.coli

 Li tâm thu cặn tế bào và xác định đồng vị

phóng xạ

1952, thí nghiệm Harshey & Chase

1. Cấu trúc phân tử của acid nucleic

i. Thành phần cấu tạo

ii. Acid deoxyribonucleic -DNA

iii. Acid ribonucleic – RNA

Acid deoxyribonucleic - DNA

DNA là phân tử trùng phân, mạch thẳng được hình thành từ các đơn phân là nucleotide

Đường

(deoxyribose)

Bazơ nitơ Gốc phosphate

Cấu trúc hóa học Nucleotide

Liên kết photphodieste

Mô hình xoắn kép của Watson-Crick

- 2 mạch đơn xoắn quanh 1 trục

- Chiều xoắn: phải

- Cấu trúc 2 mạch xoắn kép song

song tạo nên do liên kết hidro

giữa các nucleotide bổ xung

Liên kết bổ xung

Tại sao 1 purine lại liên kết với 1 pyrimidine?

DNA kép

không xoắn

DNA xoắn kép mạch vòng

DNA mạch đơn, thẳng

DNA mạch đơn, vòng

DNA là vật chất mang thông tin di truyền chủ yếu dưới dạng

mã bộ 3

Axit amin trong chuỗi polypeptit của protein

- DNA nằm chủ yếu trong nhân tế bào (98 - 99%),

ngoài ra còn nằm ở ty thể, lạp thể, virut, viroid gây

bệnh

- DNA của SV nhân thật có cấu tạo dạng thẳng, SV tiền

nhân có cấu tạo dạng vòng (vi khuẩn, virus) cuộn chặt

thành cấu trúc NST

- DNA thường có kích thước rất lớn (người: sợi DNA có

thể dài 1mm) cuộn chặt với Histon nucleosome (100Ao) solenoid (300Ao) nhiễm sắc thể

Đặc điểm DNA

- Đặc tính biến tính: sợi kép DNA trong điều kiện nhiệt độ cao gần điểm sôi có thể sẽ tách rời thành 2 sợi đơn, nếu nhiệt độ giảm xuống thì lại liên kết thành sợi kép ban đầu

Tính chất DNA

- DNA mang điện tích âm + protein histon mang điện tích dương  NST trung hòa về điện

Acid ribonucleic – RNA

RNA là phân tử trùng phân, mạch thẳng được hình thành từ các đơn phân là ribonucleotide

RiboNucleotide bao gồm 3 thành phần:

• Gốc phosphate : PO43-

• Đường ( ribose ): C5H10O5

• Bazơ nitơ ( nitrogenous bases):

A (Adenine) U(Uracine) thay vì T ở DNA

G (Guamine) C (Cytosine)

Có 3 loại RNA là: mRNA (RNA thông tin)

tRNA (RNA vận chuyển) rRNA (RNA Ribosome)

Cấu trúc hóa học RiboNucleotide Cấu trúc không gian của RNA

Liên kết photphodieste

Section 12-3

mRNA

- Các mRNA có cấu trúc đa

dạng thường ngắn hơn đoạn

gen DNA mà nó được mã

hóa,

- mRNA sinh vật nhân thật:

sau khi được phiên mã từ

tRNA

+ Cấu trúc dưới dạng 3 chạc, ổn định nhờ 1 số đoạn có liên kết bổ sung

+ Có 2 vị trí không có liên kết bổ sung, một là anticodon (bộ 3 nu

bổ sung với bộ 3 nucleotit codon của mRNA), còn đầu kia có trình

tự CCA nối cộng hóa trị với một axit amin tương ứng

+ Tham gia vận chuyển axit Amin trong quá trình dịch mã tổng hợp protein

+ rRNA của mọi tế bào đều gồm 1 tiều phần lớn và 1 tiểu phần nhỏ

RIBOSOME

- Ribosome tự do có mặt ở trong mọi tế bào, và còn ở trong ty thể và lục lạp ở trong tế bào eukaryote Nhiều ribosome tự do có thể bám vào một

mARN để tạo thành polyribosome (hay polysome)

- Gồm 2 tiểu phần lớn và nhỏ: chỉ ghép lại với nhau khi tham gia dịch mã

- Chúng đảm nhiệm chức năng thực hiện quá trình sinh tổng hợp protein của tế bào

Protein

- Protein là phân tử trùng phân được hình thành từ các đơn vị là Axit amin

- Cấu tạo hóa học của 1 axit amin

- Có 20 loại Axit amin

β

α

Cấu trúc bậc 1

Cấu trúc bậc 4

Phân tử Hemoglobin

- Gồm 2 chuỗi polypeptit α và β

- Liên kết với nhân heme ở giữa

Cây tiến hóa của Hemoglobin

Bậc I Bậc II Bậc III Bậc IV Kết hợp nhiều loại polypeptit

Điều hòa Cấu trúc

Di chuyển Xúc tác

Vận chuyển

Tín hiệu

Chức năng

Enzyme là một dạng protein có khả năng xúc tác cho những phản ứng hoá

sinh học có tính đặc thù cao, có nghĩa là chúng chỉ xúc tác cho một số phản ứng đặc hiệu

- Hoạt tính xúc tác của enzyme phụ thuộc vào cấu trúc bậc 1, 2, 3, 4 và

trạng thái tự nhiên của phân tử protein enzyme đó

- Một số enzyme khi xúc tác cần sự kết hợp với một số ion kim loại khác như: Fe+ 2, Mg+2, Mn+2 hoặc nhóm hữu cơ gọi là (coenzyme) Phần protein của enzyme là apoenzyme

- Cách gọi tên Enzyme: phần lớn các enzyme được gọi tên theo quy tắc lấy

tên của cơ chất mà nó chịu trách nhiệm xúc tác cộng với tiếp vị ngữ ase

- Amylase

- DNAase

- Protease

ENZYME

- Isozyme là những trạng thái khác nhau của một enzyme, các isozyme đều xúc tác cho cùng một phản ứng

- Các Isozyme chỉ khác nhau ở một số tính chất như ở pH hoặc nồng độ cơ chất tại đó chúng xúc tác tốt nhất

- Isozyme thường là những protein phức gồm nhiều tiểu phần polypeptide

- Thí dụ enzyme dehydrogenase khử hydro của axit lactic, là enzyme có 4 cấu

tử được tạo thành từ 2 tiểu phần polypeptide là a và b Do vậy sẽ có 5 isozyme tồn tại là: aaaa, aaab, aabb, abbb, bbbb

- Isozyme thường có điểm đẳng điện khác nhau bởi vậy chúng dễ dàng tách nhau ra được bằng phương pháp điện di đẳng điện

ISOZYME

Enzyme 1 Enzyme 2 Enzyme 3

Câu hỏi mở rộng

1 Tại sao mã di truyền lại là mã bộ 3

2 Tại sao thông tin di truyền chủ yếu lại là DNA mà không phải là RNA

3 Tại sao lại gọi là “thông tin” – genetic information

Webb Miller (left) and Stephen Schuster (right)