CHƯƠNG III: NUCLEIC ACID ppt

CHƯƠNG III: NUCLEIC ACIDCác nguyên tố tham gia trong cấu tạo a.Nucleic là: C, H, O, N, P Khi thủy phân hoàn toàn a.Nucleic ta có các thành phần sau: + Base nitơ Base purin và pirimidin +

CHƯƠNG III: NUCLEIC ACID

Các nguyên tố tham gia trong cấu tạo a.Nucleic là: C, H, O, N, P

Khi thủy phân hoàn toàn a.Nucleic ta có các thành phần sau:

+ Base nitơ (Base purin và pirimidin)

+ Đường (Ribose và Desoxyribose)

+ Acid phosphoric

Theo tỷ lệ thành phần trên là 1:1:1

3.2.2 Đường (pentoza):

Riboza (C5H10O5)

DezoxyRiboza (C5H10O4 – khử oxy ở C2)

Dựa vào cấu tử đường tham gia trong thành phần mà ta chia a.nu ra làm 2 loại:(cộng thêm những thành phần base nitơ), bảng so sánh 2 loại a.nu

Axit Dezoxy

-ribonucleic

ADN

Dezoxy- Riboza Adenin (A)Guanin (G) Xitozin (X)Timin (T) a phosphoric

3.2.3 Nucleotit

Nucleotit là đơn vị cấu tạo để tạo nên phân tử a.Nucleic

Cấu tạo nucleotit

Base Nitơ – Đường – gốc acid

photphoric

Nucleoside là hợp chất giữa purine hay pyrimidine với ribose hoặc deoxyribose

Liên kết β-N-glycoside

3.3 Cấu trúc phân tử acid Nucleic:3.3.1 Phân tử lượng và số monomer:3.3.2 Cấu trúc bậc 1 của a.Nucleic:

Cấu trúc bậc 1 biểu thị trình tự sắp xếp các gốc nucleotit trong chuỗi

polynucleotit

Tuy có những đặc điểm cá thể, nhưng trong thành phần cơ bản của mọi ADN đều tìm thấy một quy luật chung Quy luật Chargaff.

3.3.3 Cấu trúc bậc 2 của a.Nucleic:

3.3.3.1 Cấu trúc bậc 2 của ADN:

C u trúc ADN ấ

Nobel prize in physiology

and medicine 1962

James Watson (1928)

Francis Crick (1916 – 2004)

Cấu trúc xoắn đôi của Watson và Crick giúp cho chúng ta đưa ra và giải thích được cơ chế tái bản thông tin di truyền từ ADN

phân tử ADN 1 chuỗi đơn (ở virus, vi khuẩn) hoặc dạng 2 chuỗi ADN khép kín vòng.

3.3.3.2 Cấu trúc bậc 2 của ARN:

Khác với ADN, phân tử ARN thường chỉ có một chuỗi (1 mạch) polynucleotit liên tục Tuy nhiên không phải bao giờ mạch đơn này

cũng ở dạng thẳng, đôi khi có sự tự xoắn trong nội mạch để tạo cấu trúc xoắn bậc 2 của ARN Cấu tạo tự xoắn là do các liên kết hydro tạo

ra giữa các base “có tính chất bổ sung cho nhau” nghĩa là giữa Adenin (A) và Uraxil (U); giữa Guanin (G) và Xitozin (X) cấu trúc xoắn trong ARN chỉ chiếm 50% mạch polynucleotit

Vì không có sự tương ứng một cách hoàn toàn trong trật tự các base theo nguyên lý “base bổ sung” trong toàn mạch polynucleotit nên

có những vị trí tạo “vòm lồi” (đầu lồi dạng hình tròn)

3.3.4 Cấu trúc bậc 3 của a.Nucleic:

Axit nucleic có thể có các cấu trúc bậc 3, tương tự như protein, các mạch polynucleotit ngoài cấu tạo xoắn, có thể cuộn gập trong

không gian thành các phân tử dạng cầu, hoặc những phần khối cuộn xoắn vô trật tự làm cho kích thước phân tử ngắn và gọn lại

Tùy điều kiện môi trường, axit nucleic có thể tồn tại với kiểu cấu trúc các bậc khác nhau

3.4 Vị trí và phân loại a.Nucleic:

3.4.1 Vị trí

* ADN: Trong mọi tế bào eucariot (có nhân), ADN tập trung ở nhân,

trong nhiễm sắc thể, ngoài ra còn một lượng nhỏ ở ngoài nhân như ở lục lạp thể, ti thể và một số bào quan khác

Vị trí

Còn trong vi khuẩn (procariot) không nhân – ADN nằm trong Cytoplasma, ở dạng một số ít nucleotit ngưng tụ trong tế bào và gắn với màng, ADN virus chiếm vùng trung tâm của cấu trúc đầu hình cầu hoặc đa giác

ADN là thành phần chính của cấu tạo tế bào vi khuẩn, siêu vi khuẩn Còn ARN thì có trong bào tương, ti lạp thể và cả ở nhân, đặc biệt ở nhân con (tiểu hạch) và ribosom rất nhiều ARN Nhìn tổng quát ARN tập trung ở bào tương ARN cũng có ở tế bào chất của vi khuẩn

và 1 vài virus

Hàm lượng ADN trong tất cả các tế bào của các cơ quan khác nhau

của cùng 1 cơ thể sinh vật đều gần như giống nhau

Ví dụ: các tế bào của các cơ quan trong cơ thể chuột bạch có lượng ADN trong giới hạn (6,3 – 7,4)10-12 g/tế bào.

Ngược lại ở các cơ thể sinh vật thuộc loài khác nhau thì lượng ADN khác nhau xa

Loài sinh vật Lượng ADN ( × 10-12g)/tế bào

Người

Cá sấu

Cá chép Gà Nấm men Trực khuẩn đường ruột

Virus đậu mùa

6,8 5,0 3,5 2,3 0,05 0,014 2,1 × 10-4

Hàm lượng ARN trong tế bào không ổn định, thường ở các tế bào của mô có xảy ra quá trình sinh tổng hợp protein mạnh mẽ, thì ở

đó lượng ARN lớn hơn, thường lớn hơn lượng ADN khoảng 2 đến 4 lần

Ngược lại nơi vào sự tổng hợp protein xảy ra yếu thì lượng ARN ở đó nhỏ hơn ADN (ví dụ ở phổi Tỉ lệ các loại ARN khác nhau trong tế bào cũng khác nhau với tế bào eucariot, tỉ lệ ARN trong các phần của nội bào cũng khác nhau

Ví dụ: Trong tế bào gan: thì tỉ lệ % ARN như sau:

11% ở nhân15% ở ti thể50% ở ribo thể (ribosom)24% ở tế bào chất

3.4.2 Phân loại ARN:

Tùy theo chức năng và định khu ta chia ARN thành các loại sau:

-ARN thông tin ký hi u ARNm hay ARNi ệ

- ARN v n chuy n hay ARN hoà tan ký hi u ARNt hay ậ ể ệ ARNs.

- ARN ribosom ký hi u ARNr ệ

3.4.2.1 ARN thông tin:

Loại ARNm được tổng hợp trong nhân trên khuôn ADN, do vậy

mà chúng sao chép lại và chứa được lượng thông tin di truyền cần cho tổng hợp protein từ ADN nhân tế bào, và chuyển thông tin này đến

ribosom – là nơi tổng hợp protein Vì vậy ARNm vừa có ở nhân vừa có

ở ribosom, M của ARNm khá lớn từ 300.000 – 4 triệu, số lượng

3.4.2.2 ARN ribosom (ARNr):

ARNr tập trung ở ribosom – là nơi tổng hợp protein M của các ARNr dao động trong khoảng lớn 500.000 đến 1 – 1,2 triệu, chứa 4000 – 6000 nucleotit, ARNr cùng với protein cấu tạo nên các thể ribosom.

ARNr chiếm tỉ lệ khá lớn trong tổng lượng ARN của tế bào thường từ 80 – 85%

Trong ribosom của E.Coli người ta thấy có ba loại ARNr có hằng số lắng S; M; và số nucleotit khác nhau.

ARNr của E.Coli – gồm 3 loại khác nhau:

3.5 Tính chất chung của a.Nucleic:

a.nu màu trắng, cấu tạo sợi khó tan trong nước ở dạng tự do, dễ tan ở dạng muối kim loại kiềm, trong dung dịch muối

Dung dịch a.nu có độ nhớt cao, có tính hoạt quang, tích điện âm

Độ hấp thụ quang phổ cực đại của ADN ở λ 256 – 265nm, cực tiểu ở λ 230nm; ARN: cực đại ở λ 275 – 280nm, cực tiểu ở λ 250nm

A.nu bị biến tính trong môi trường kiềm, acid, nhiệt độ cao

Các ADN giàu G C có nhiệt độ nóng chảy cao (do có 3 liên kết hydro)

ADN phản ứng với thuốc thử Fucsin tạo màu đỏ

ADN phản ứng với diphenolamin tạo màu xanh da trời bền

A.nu có tính điện di, biến đổi cấu hình: co lại, duỗi ra, là chất điện từ của cơ thể giúp cơ thể nhận được tác động khác nhau của mội trường (âm thanh, ánh sáng)

Tương đối trơ về mặt hoá học:

+ Liên kết với ion kim loại đa trị và dễ dàng phản ứng với các polyamine.

+ phản ứng akyl hoá các nhóm amin của adenine, cytosine, guanine.

+ Bị phân giải thành các hợp phần nhỏ: base nitơ, đường

pentose, acid phosphoric bởi E deoxyribosenuclease và

ribosenuclease

3.6 Nucleoprotein

A.nu trong cơ thể sinh vật thường liên kết với protein bằng các liên kết không đồng hoá trị để tạo phức cao phân tử nucleoprotein

Nucleoprotein tham gia trong cấu tạo thể ribosome, giữ “nhiệm

vụ không thể thay thế được” trong tổng hợp Pr

Trong nhóm Prokaryot, ribo thể có hệ số trầm lắng là 70s, hàm lượng ARN là 60 – 65% và Pr là 35 – 40%

Ribo thể của nhóm Eukaryot thì lớn hơn, có hệ số trầm lắng là 75-80s, chứa 50% Pr, 50% ARN