Hóa Sinh Acid nucleic

Nucleotidase Nucleosid Acid phosphoric Nucleosidase Pentose Base nitơ Ribose, Desoxy ribose Purin, Pyrimidin... THÀNH PHẦN CẤU TẠO ACID NUCLEIC AN – H3PO4 – Pentose: Ribose và Deoxyrib

ACID NUCLEIC

BỘ MÔN SINH HOÁ

ĐẠI HỌC Y DƯỢC HUẾ

ACID NUCLEIC

1 Viết được công thức các thành phần cấu tạo của acid

desoxyribonucleic (ADN) và của acid ribonucleic (ARN).

2 Mô tả được đặc điểm cấu trúc của ADN và ARN.

3 Kể được các sản phẩm thoái hóa trung gian và các sản phẩm thoái hóa cuối cùng của acid nucleic.

4 Mô tả được quá trình tổng hợp ADN, ARN

5 Nêu ra được ý nghĩa lâm sàng của sự chuyển hóa acid nucleic

HÓA HỌC ACID NUCLEIC

 AN trong cơ thể dưới 2 dạng chính:

- Acid ribonucleic (ARN)

- Acid deoxyribonucleic (ADN)

Nucleotidase Nucleosid Acid phosphoric

Nucleosidase Pentose Base nitơ

( Ribose, Desoxy ribose) (Purin, Pyrimidin)

II THÀNH PHẦN CẤU TẠO ACID

NUCLEIC (AN)

– H3PO4

– Pentose: Ribose và Deoxyribose

– Base nitơ: Purin và Pyrimidin

1 Cấu tạo pentose

 β - D ribose β -2 deoxy D ribose

2 Cấu tạo của base nitơ pyrimidin

 Base có nitơ được dẫn xuất từ nhân pyrimidin:

1.Cytosin (ký hiệu C): 2- hydroxy 6- amino pyrimidin

dạng enol dạng ceton

N N

2 Cấu tạo của base nitơ pyrimidin (tt)

 Base có nitơ được dẫn xuất từ nhân pyrimidin:

2.Uracil (U): 2,6 dihydroxy pyrimidin

dạng enol dạng ceton

N N

OH HO

N

N H

H

O O

2.Cấu tạo của base nitơ pyrimidin (tt)

3.Thymin (T): 5 methyl uracil

dạng enol dạng ceton

N N

H CH3

O

O

2 Cấu tạo của base nitơ purin

1.Adenin (A): 6 amino purin

N

N

NH2

N N

2 Cấu tạo của base nitơ purin (tt)

2.Guanin (G): 2 amino 6 hydroxy purin

Dạng enol Dạng ceton

N N

OH

H2N

N

N H

N N

H2N

H

N

N H O

Thành phần base nitơ chính

của ADN và ARN

*Thành phần ARN ADN

 Base nitơ:Guanin (G) Guanin (G)

Adenin (A) Adenin (A)Cytosin (C) Cytosin (C)Uracil (U) Thymin (T)

 Pentose β D ribose βD Deoxyribose

 Acid H3PO4 H3PO4

Tính chất hoá lý của base nitơ

 Dạng tautomer của

uracil

 Các base nitơ tồn tại dưới 2 dạng: lactim và lactam ĐK sinh lý, G

và T chủ yếu lactam

 Ở pH trung tính G ít tan nhất, rồi đến

Xantin A Uric tan ở

pH trung tính, khó tan

ở pH thấp

 Các base hấp thụ mạnh

AS tử ngoại

III NUCLEOSID

 Nucleosid là sản phẩm thủy phân không hoàn toàn của AN gồm base nitơ liên kết với pentose bằng liên kết glucosid

Cách gọi tên

IV NUCLEOTID

(nucleosid phosphat)

 Các nucleosid thường không ở trạng thái tự

do mà kết hợp với H3PO4 tạo thành nucleotid, trong đó pentose liên kết với

H3PO4 bởi liên kết este ở các vị trí 2’, 3’, 5’

Adenosin-5'-monophosphat (AMP)

Vd dATP

Cách gọi tên

 Adenin: Adenosin 5’ monophosphat (AMP)

Deoxyadenosin 5’ monophosphat (dAMP)

 Guanin: Guanosin 5’ monophosphat (GMP)

Deoxyguanosin 5’ monophosphat (dGMP)

 Uracil: Uridin 5’ monophosphat (UMP)

Deoxyuridin 5’ monophosphat (dUMP)

 Cytosin: Cytidin 5’ monophosphat (CMP)

Deoxycytidin 5’ monophosphat (dCMP)

 Thymin: Thymidin 5’ monophosphat (ít)

Deoxythymidin 5’ monophosphat

3 Nucleotid tự do quan trọng

3.1.Dẫn xuất adenin

*Vai trò ADP và ATP:

 Tham gia phản ứng phosphoryl hóa.

 ATP là nguồn phosphat giàu năng lượng,

dự trữ và cung cấp năng lượng cho các phản ứng.

 Hoạt hóa các chất

* Adenosin monophosphat vòng (5’, 3’ adenosin monophosphat = AMPv)

 AMP vòng được hình thành từ ATP nhờ enzym adenyl cyclase xúc tác, có vai trò như một chất thông tin thứ hai mà hormon là chất thông tin thứ nhất, tham gia vào sự hoạt động 1 số hormon,

tham gia tổng hợp hormon

P P P

O O

N

N H2

ppi

Adenylat cyclase

ATP Adenosin 3',5'-monophosphat voìng

(AMPv)

O

O H

C H2O

N

N N

N

N H2

O P

O

3 '

5 '

3.2.Dẫn xuất guanin, uracil,

cytosin

 Dẫn xuất guanin: Guanosin di và triphosphat

(GDP, GTP) có vai trò trong tổng hợp protein

 Dẫn xuất uracil: Uridin di và triphosphat (UDP,

UTP) có vai trò trong chuyển hóa glucid

 Dẫn xuất cytosin: Cytidin di và triphosphat

(CDP, CTP): tham gia tổng hợp phospholipid

26dGTP

dCTP

28dTTP

là adenin, guanin, thymin, cytosin

- Nucleotid này nối với nucleotid kia bởi liên kết 3’, 5’- phosphodieste tạo thành chuỗi polynucleotid

30

 Cấu trúc bậc 2

1 Mỗi phân tử ADN gồm 2 chuỗi polynucleotid xoắn theo hai hướng ngược nhau quanh một trục chung.

2 Mỗi nucleotid nằm trong mặt phẳng thẳng góc với chuỗi polynucleotid, hai chuỗi mononucleotid liên kết với nhau bằng những liên kết hydro giữa đôi base:

– A liên kết với T bằng 02 liên kết hydro.

– G liên kết với C bằng 03 liên kết hydro.

Sự liên kết hydro giữa A-T, G-C

3 Sự hình thành liên kết giữa đôi base như

vậy gọi là quy luật đôi base bổ sung, thứ tự các base trong một sợi có thể khác nhau nhưng sợi thứ 2 phải có tính chất bổ sung

4 Nucleotid này cách nucleotid kia 3,4 A0, mỗi

5 Do nguyên tắc bổ sung nên có các tỷ lệ:

Chuỗi xoắn kép ADN

 Có thể hình tượng mỗi chuỗi polynucleotid gồm

03 dải:

 Trong cùng là dải base nitơ liên kết với base nitơ dải đối xứng bằng liên kết hydro Kế đến là dải deoxyribose Ngoài cùng là dải acid phosphoric

 Khoảng cách giữa 2 deoxyribose đối xứng là 11 A0

 Khoảng cách giữa 2 acid phosphoric là 20 A0

Sự sắp xếp các thành phần trong cấu tạo

ACID NUCLEIC

36

Cấu tạo của nhiễm sắc thể

Tính chất ADN

 ADN biến tính khi bị đun nóng, liên kết hydro bị phá vỡ, ADN tách 2 sợi, nếu làm lạnh từ từ xoắn kép lại hình thành.

 ADN có tính lai.

Chuỗi ARN

• Cấu trúc bậc 2

- ARN chỉ có một sợi polynucleotid, chỉ có những đoạn gần nhau mới liên kết với nhau theo liên kết hydro và theo quy luật bổ sung:

- Cá biệt cũng có ARN gồm 2 sợi polynucleotid xoắn vào nhau dạng mở như reovirus gây bệnh cho loài động vật có vú.

ARNt

ARNt

G A C G A U A G U A G

U GA G A UG U

G G C

U G CGA G A U

U CGG

A G A GGUU U C G U

o

o

G G G G A G A U A U A U U

G U A AA A U CG U

A G C

G U UAC U

G A GAU

G G U G UGUU C C C

GAC

o

o

U A U U U A G C A G

A AG G A U GU

U C U

G U CGG G

G UGG

G U A U GUUU U A C G G A U

AG

o

o

U U G A G G C A G A G

UU AU G GG U G G U

U A GGA U A U

G U U A U

G A C AU UAUU G C C A G

Co

o

C G G G A G U A G A

UU AA A G UU U

G A U

C U UAC C

A A GAU

A U C U GGUU G A U U U

CAG

o

o

U C U C A G U A U A G

U U AA A G CG U

U A G U

G A AGA G U

A AG

A C A GAAU U U G A

o

o

G A G A U U A G U U G

G C UAC A U

G A U U

G G G CU UUGU C C G U C C

o

o

G G G A G U U G

U G A A U A U

U G AAG C A U C U

U C A U AU UUAC U A U A U C C C

o

o

G G G U A G U A G U A U

U U U AG A A UU C

U C U

U G UAG A

G AG

G G U U UUG C G U U

UA

o

o

U U U G A G U A G

UA AA A C CGU

G A U U

G U GGG C

G AGAG

U U C UGUG A G C G G A

o

o

G U C G A G A U A G

U AG U A UU U G C U

U C CAG C

G GGU

C U A GAUU A G C A U C A

o

o

G C A U A G U U G U

U U UA C A UAC

A G U

U U CGU G

G A GU

G G U CU AUUA C A C A U C A U A

o

Alanine (A)

Arginine (R)

Asparagine (N)

Aspartate (D) Cysteine (C)

Glutamine (Q)

Glutamate (E)

Glycine (G) Histidine

(H)

Isoleucine (I) Leucine (L1)

Leucine (L2) Lysine (K)

Methionine (M)

Phenylalanine

(P) Proline (F)

Serine Serine

(S1) (S2)

Threonine (T)

Tryptophan (W) Tyrosine (Y)

Valine (V)

o

A C G U U A G A U A G

UU AG U G CG

U G A U

G U AGU C

G AGG

A G

C G UUU G C G C A G A

Go

oU

U U A U A U C A UUG G GUA C U

U C GGG A

G A UUG

A A U GUUU A U U U A U A

o

o

A C A U A G G C A G A U

AU AU G GGU

G U

U A AGU A

A A UAU

G G GGUUG C C C U U

o

o

G A G A G A G U A G G G

U U U AA A C UG U

G G U

C A UGC A U

A A A A U

A C G AUUC U C U U

o

o

A G G A U A G U A U

U GG A C UG U

C G U

U C AAA C A G

G A GG

G G C UUUG C U G U

o

o

G C A U U A G U A U

U AG A A UU C

C G U

U A CGA U A G

G G GGA

G A A GUUU C U U G

UA

o

o

C G U A G G U C U

UA G C A G G U A C G

G A UAU A G A

A U AGG

A G A GUUU U G C G

o

o

A G A G G G A C C U GUG C G UA

U A C U

G C AAG U

AU U AU A

G G U A U UUA U C C C C U

o

o

U U A G C G U U U GGG C A UAU

A U U

U U GGA

UAGGGG

A A U U UGA G U C A C A

o

o

C A G U

U A G A G U A U

A AG A A UGC

U A G U

U G GGG U

G AGG

C U C U GGUU G A G G C G

U G U U U U A U U G G C U

U A U U U G G G U

U U U U A

A

C

U U C

UC

AU

GA

U G U U U G U U A G U GU U

C

C

G A

G U U

G

U U U

U U U U

C U U G U U

U U G G G U C U U G U U A U U U

GGUGA CGGAGC G

A UA

UCUGA

U UGG A A U U G U U G U G A

U AUG C U G U A A A

A U UU U G U G C U

U U U G U G A A

AU U CU C CUGA U UU

A G G U GU

UU U

A UU A U G U U G U U U U G A U A A G

AU CU ACUU GCU A A G U

U

A

A G

A A

AAUAAGU A

G G U U A U G U U U

UU C UU G C U C C G U

C U U U

U

AAAAACA U

UU CU U G

AUU

U AUA G

A U

G CC U G

C

C

A U UUUG

A A A G

GC GC A

G

UU UU

A U

G

GCUAAGGUAGCAU

A

A U

G

U

U C C

U U

U

G

GGU

U U

U A

A

G

G U A U G G

A U U A U G U A G C

U UGC A A U G G U A

U U A AU AAGACGG

A G C C

C A A C U

U A U

UG UU U U U U G U A U C A

GUUUU U U A U

U U G C U A G A A A U U

G U U C C

G

GA UAACU G

AA AA A

G A GA

G UC G U A U U A G A C

U G U U UG

A U G

G G A A A

G U A

G G GG U U G U C U C G

G

G

U G C

A

C

G G

UUCC

CA U

GAGU A

U

A

C

C C

G

AGC AGGC UC

G U

C

U C

U U G U G G G G AU

UAG A G A G

U G U G G C A G U

G

C1

D1 D2

D5 D6

D7 D10

D11 D12

D13

D21 E18 E22

E23

E24

E28 F1

G20 H2

Fasciola hepatica

o o

Đầu 5’ của ARNm

O

OH OH

O P P P O

N

N N

chứa ARN.

 Ở thực khuẩn thể Adenovirus: tế bào chỉ chứa

ADN