hóa học nucleoprotein acid nucleic

ACID NUCLEIC❧ 2 loại acid nucleic theo thành phần cấu tạo của ose - Acid ribonucleic ARN nếu ose là ribose và - Acid desoxyribonucleic ADN nếu ose là desoxyribose ❧ ADN chủ yếu ở nhân,

NUCLEOPROTEIN &

ACID NUCLEIC

❧ Tất cả mọi tế

bào sống đều

Desoxyribonuclease

Mononucleotid

Mononucleotidase Nucleosid Acid phosphoric

Base ose (Đường) (Purin hoặc Pyrimidin) (Ribose hoặc Desoxyribose)

ACID NUCLEIC

❧ 2 loại acid nucleic (theo thành phần cấu tạo của ose )

- Acid ribonucleic (ARN) nếu ose là ribose và

- Acid desoxyribonucleic (ADN) nếu ose là

desoxyribose

❧ ADN chủ yếu ở nhân, ARN nhiều trong tế bào chất

❧ Vai trò sinh học: ADN mang tính chất di truyền ARN

tham gia vào tổng hợp protein

❧ Trong tế bào, ở dạng kết hợp với protein

Thành phần cấu tạo của acid

❧ Nucleotid là những chất giữ vai trò quan trọng trong sự biến dưởng trung gian , thí dụ như tích trử năng lượng (ATP) hay là những coenzym(NAD+, NADP+, FAD, Coenzym A)

b

Base có nitơ

❧ Thuộc loại hợp

chất dị vòng

trong đó một hay

2

1

Base có nitơ có nhân pyrimidin

❧ Có 3 loại: cytosin,

uracil và thymin

❧ Trong ARN có

cytosin và uracil ,

trong ADN có

cytosin và thymin

Cytosin

O

NNH

NH 2

2 _oxy _aminopyrimidin4

Uracyl

NNH

Base có nitơ có nhân purin

ARN và ADN là:

Adenin và Guanin

Adenin

N N

N NH

NH 2

Guanin

O

N N

N NH

H 2 N

_oxy

2_amino6 purinpurin

_amino6

❧ Nucleosid gồm 2 thành phần:

base purin hay pyrimidin và

pentose.

❧ Liên kết bằng nối nitơ số 9

của base purin hoặc nitơ số 1

của base pyrimidin với carbon

số 1 của pentose , vôùi sự

loại ra 1 phân tử nước Liên

kết osidic dưới dạng β

❧ Pentose dưới dạng furanose

❧ Nucleosid có nhân pyrimidin

có tên tận cùng là idin

❧ Nucleosid có nhân purin có

tên tận cùng là osin

N N

❧ Mononucleotid là đơn vị cơ sở của acid nucleic

❧ Mononucleotid được tạo thành khi chức alcol của pentose được ester hóa bởi acid phosphoric (H3PO4)

❧ Mononucleotid thủy giải bởi H+ yếu cho Base +

Pentose - Phosphat

❧ Mononucleotid thủy giải bởi OH- yếu cho Base – Pentose (Nucleosid) + Phosphat

❧ 3 vị trí có thể phosphoryl

hóa của ribonucleosid ( OH

ở carbon số 2’, 3’, 5’ ).Còn

Desoxyribonucleosid chỉ có

thể phosphoryl hóa ở C 3’

và C 5’

❧ Nucleotid vòng khi H 3 PO 4

ester hóa 2 nhóm OH của

pentose cùng 1 lúc (OH ở

2’ và 3’ hoặc ở 3’ và 5’)

Quan trọng nhất là AMP

P

O

O_

N N

N N

_

9

N N

N N

❧ Nhiều tổ chức

động vật còn có

các nucleosid di và

triphosphat

❧ Những nucleosid di

và triphosphat tham

gia phần quan

trọng trong chuyển

hóa các chất ở

cơ thể và quá

trình trao đổi năng

lượng.

Adenin

O P

O O _

_ O P

O HO

O P

O O _

9

O

OH OH

N N

N N

NH2

CH2O

5'_monophosphat

Adenosin (AMP)Adenosin _diphosphat 5' (ADP)

_triphosphat Adenosin 5' (ATP)

Ribose

Chức năng sinh học của

Nucleotid

❧ Nucleotid tham gia vào nhiều phản ứng hay các quá trình sinh học như tổng hợp protein, tổng hợp acid nucleic, cơ chế điều hòa và truyền thông tin

❧ Những chức năng sinh học khác nhau của nucleotid như: là chất dự trữ và vận chuyển năng lượng, là coenzym, là chất truyền thông tin thứ hai

❧ Các nucleotid đóng vai trò sinh học trong cơ thể như: ATP, GTP, UDP, CTP, AMPc, GMPc, adenosin 3’- phosphat-5’-phosphosulphat, S-adenosylmethionin, các coenzym là dẫn chất của adenosin monophosphat…

Chức năng sinh học của

Nucleotid

❧ ATP

Đóng vai trò dự trữ và vận chuyển năng lượng ATP là nguồn năng lượng chủ yếu cho phần lớn các phản ứng trong tế bào.

Chức năng sinh học của

❧ S-adenosylmethionin

Là chất vận chuyển gốc methyl trong phản ứng methyl hóa (ví dụ trong chuyển hóa lipid).

Chức năng sinh học của

Nucleotid

❧ Adenosin

3’-phosphat-5’phosphosulphat

Là chất chuyển

gốc sulfat trong tổng

hợp proteoglycan ,

trong phản ứng liên

hợp sulfat với thuốc.

❧ Coenzym

Nhiều coenzym là

dẫn chất của

Adenosin_phosphat 3 ' 5 ' _phosphosulfat

R

O P

O O _ O

9

NN

NN

NH2

CH2On

Adenin

Chức năng sinh học của

Nucleotid

3’,5’-cAMP H PO32- 1 NAD Dẫn chất của vitamin B H H 2 NADP Dẫn chất của vitamin B PO32- H 2 FAD Dẫn chất của vitamin B H H 2 CoASH Dẫn chất của vitamin B H PO32- 2

R

OP

OO_O

R"

9

N N

N N

NH2

CH2

O

OO

n

Adenin

Các chất tổng hợp có cấu tạo

tương tự nucleotid được dùng

trong hóa trị liệu

❧ Các chất tổng hợp 'tương tự’ giống nhân purin, nhân

pyrimidin, nucleosid, nucleotid bằng cách thay đổi trên

nhân dị vòng hay trên phần đường được dùng rất nhiều trong điều trị y học

❧ Tác dụng chủ yếu của nó là ức chế các enzym trong

quá trình tổng hợp acid nucleic hay tham gia trực tiếp vào quá trình tổng hợp nucleic và làm phá vỡ cấu trúc DNA

❧ Trong điều trị ung thư, các chất ‘tương tự’ tham gia trực tiếp vào quá trình tổng hợp DNA khi tế bào phân chia như: 5-fluoro hay 5-iodouracil, 3-deoxyuridin, 6-thioguanin, 6- mercaptopurin, 5- hay 6-azauridin, 5- hay 6-azacytidin, 8- azaguanin … Azathioprin mà chất chuyển hóa của nó là 6-mercaptopurin được dùng như thuốc chống thải ghép trong ghép cơ quan.

Các chất tổng hợp có cấu tạo tương tự nucleotid được dùng

trong hóa trị liệu

O

O

HN NH

F

_Fluorouracil

5

N N

N N N

OH

Alloburinol

O

N N

N NH

OH

❧ Acyclovir

❧ ddI (dideoxyinosin)

Cấu trúc của acid nucleic

Cấu trúc của ADN

❧ ADN tập trung chủ yếu ở các nhân tế bào, cấu tạo nên các gen Sự hiểu biết đầy đủ về cấu trúc và tính chất của nó sẽ giúp hiểu rõ cơ chế của sự di truyền.

❧ Về mặt cấu tạo hóa học, acid nucleic gồm rất nhiều mononucleotid trùng hợp với nhau tạo thành chuổi polynucleotid.

❧ ADN có phân tử lượng từ 4.000.000 tới 8x10 6 và gồm khoảng từ 12.000 đến 25.000 mononucleotid khác nhau

❧ Liên kết giửa các mononucleotid trong phân tử ADN là liên kết 3’-5’ phosphodiester

❧ Một đơn vị ADN gồm 2 chuổi polynucleotid xoắn chung quanh một trục chung theo 2 hướng ngược nhau.Hai chuổi polynucleotid nối với nhau bởi những liên kết hydro tạo giửa 2 base.

Caáu truùc cuûa ADN

9

N N

N N

O

O

P O HO

O

CH2

H

HN N

N N O

R1

Adenin

Guanin

Thymin

Caáu truùc cuûa ADN

P O HO

R1

O O O

P HO

Cấu trúc của ARN

❧ ARN có phân tử lượng nhỏ hơn

ADN khoảng 18.000 - 35.000 , có khi

tới 1.500.000 - 2.000.000 gồm 4.000

- 6.000 mononucleotid

❧ Phân tử ARN gồm một sợi

polynucleotid trong đó có những

đoạn của sợi gần nhau có thể

liên kết với nhau theo định luật

đôi base bổ sung: A - U và G - C

để tạo ra cấu trúc xoắn.

❧ Mỗi tế bào sống, động vật,

thực vật cũng như vi khuẩn đều

chứa 3 loại ARN: ARN ribosom

(ARN r ); ARN vận chuyển (ARN t ) và

ARN thông tin (ARN m ).

C G

C G A U

A U C U A U

C G C G

5'

3'Cuộn

Tay

Cấu trúc của ARN

RNAt (transfer RNA)

❧ RNAt có từ 74-95 nucleotid chiếm

khoảng 10% tổng số RNA

❧ Có vai trò dịch mã thông tin của

đoạn nucleotid RNAm ra acid amin

❧ Có ít nhất 20 loại RNAt cho 20 lại acid

amin

❧ Cấu tạo của các RNAt khác nhau ở

trình tự đoạn polynucleotid nhưng tất

cả RNAt có cấu tạo chung là cấu

trúc bậc I (trình tự đoạn polynucleotid)

cho phép nó gập lại được và tự kết

hợp base nội phân tử tạo ra một

cấu trúc bậc II có dạng lá chẻ 3

Tất cả RNAt đều có 4 nhánh chính.

❧ Nhánh tiếp nhận có

đầu tận cùng kết

thúc bằng nhóm

CpCpAOH Nhóm –COOH

của acid amin gắn vào

nhóm 3’-OH của

Adenin.

❧ Nhánh đối mã có

mang 3 nucleotid đối

mã.

❧ Nhánh D, T ψ C và

nhánh phụ giúp phân

biệt các RNAt.

C

U A A

C U

C A

G G

G G G

U C

G

G C U

C

G A G

C A

G G

C

C C C

C

C U U

U

G G G

G A

A

G D

5 '

3 '

Nhánh đối mã

Nhánh nhận acid amin

Ψ

T C Nhánh D

Nhánh

Cấu trúc của ARN

RNAr (Ribosomal RNA)

❧ Chiếm 80% tổng số RNA, có vai trò

như nhà máy tổng hợp protein RNAr là một nucleoprotein có hai tiểu đơn vị,

tiểu đơn vị lớn là 60s và tiểu đơn vị nhỏ 40s Tiểu đơn vị 60s có cấu tạo

gồm RNAr 5S, RNAr 5.8S, RNAr 28S và

khoảng 50 chuỗi polypeptid Tiểu đơn vị nhỏ cấu tạo gồm RNAr 18S và gần 30 chuỗi polypeptid

Cấu trúc của ARN

RNAm (Messenger RNA)

❧ Là RNA thông tin với vai trò chuyển thông tin từ gen và làm mẫu cho quá trình tổng hợp protein

❧ Là loại RNA đa dạng nhất về kích thước và tính bền Chiếm khoảng 5% tổng số RNA

❧ RNAm ở tế bào có nhân có một số đặc điểm hóa học riêng Đầu 5’ của RNAm có mang một phân tử 7-metylguanosin triphosphat và được gọi là mang “mũ”

“mũ” là nơi nhận biết RNAm của bộ phận giải mã, ngoài ra mũ còn ảnh hưởng đến tính bền vững của RNAm do bảo vệ RNAm khỏi sự tấn công của 5’- exonuclease

❧ Bộ máy tổng hợp protein bắt đầu từ đầu 5’ hay đầu có mũ

❧ Nhóm hydroxy của đầu 3’ còn lại gắn đoạn polyme của adenin với chiều dài 20-250 nucleotid

❧ Chức năng của đuôi poly A này chưa được rõ,

nhưng dường như nó bảo vệ cho RNAm khỏi sự

tấn công của 3’-exonuclease

❧ Có một số RNAm không có đuôi polyA Vì đuôi

polyA có thể cặp đôi với đoạn oligodeoxythymidin nên đoạn polyme này được gắn vào một cơ chất như cellulose dùng để tách RNAm ra khỏi các RNA khác.