Bài giảng ãit nucleic

-Ba thành phần này liên kết với nhau theo tỉ lệ: 1: 1: 1 -baz nitơ trong acid nucleic là dẫn xuất của purin baz purin và pirimidin baz pirimidin Ngoài ra còn có các baz nit ơ lạ là: xan

 I/ NUCLEOTIDE-ĐƠN PHÂN CUA ACID NUCLEIC

 1 Cấu tạo

 2 Liên kết trong nucleotide

 3 nucleoside

 4 Phân biệt nucleotide và nucleoside

 5 Vai trò của nucleotide

II/ ACID NUCLEIC

1 Phân loại nucleic và sơ lược về AND, ARN

2.Cấu trúc của acid nucleic

3 ADN

4 ARN

III/ CHỨC NĂNG CỦA ACID NUCLEIC

I/ Nucleotide- đơn phân của acid nucleic

1 Cấu tao: gồm 3 thành phần là baz nitơ, đường 5C (pentoz) và acid photphoric.

-Ba thành phần này liên kết với nhau theo tỉ lệ: 1: 1: 1 -baz nitơ trong acid nucleic là dẫn xuất của purin (baz purin) và pirimidin (baz pirimidin)

Ngoài ra còn có các baz nit ơ lạ là:

xanthin, hypoxanthin, acid uric

Baz purin

Baz purimidin

Một số baz pirimidin ít gặp( baz nitơ lạ) như: 5-metilxitozil, mrtilxitozin, 1-metiluraxin

Các bazo nitơ

6

2 Liên kết trong nucleotide

nucleotide

Gốc đường pentose liên kết với bazo nitơ tại C1’ bằng liên kết beta-glycosid.

Và liên kết với

gốc phophat

tại C5’ bằng

liên kết

monophotpho

este

-Nucleotide có bốn loại: A, T, G, X,riêng ARN: A, U, G, X

Baz nitơ – pentoz – acid photphoric

nucleoside

nucleotide

Trong nucleoside bazơ nitơ kết hợp với petoz qua liên kết N-glycosid

Liên kết được tạo thành giữa C1’ cua pentoz với N3 ( baz pirimidin) hoặc N9 (purin)

3 Nucleoside

TÊN GỌI CÁC NUCLEOSIDE

Deoxythimidin Thymidin

Thymin (T)

Deoxyuridin Uridin

Uracil (U)

Deoxycytidin Cytidin

Cytosin (C) Pyrimidin

Deoxyguanosin Guanosin

Guaanin (G)

Deoxyadeosin Adenosin

Adenin (A) Purin

Deoxyribonucleosid

e Ribonucleoside

Bazơ nitơ

Các nucleoside của baz pirimidin co tiếp vĩ ngữ idin còn

các nucleoside của paz purin mang tiếp vĩ ngữ osin

4 Phân biệt nucleoside và nucleotide

Nucleotide

Là este photphat của

nucleoside ( bazơ nitơ, gốc đường 5C và gắn thêm gốc photphat

Liên kết este photphat được

hình thành giữa nhĩm OH ở vị trí C5 ‘ , C3’ , C2’ của riboza hoặc C5’ , C3’ của deoxyriboza với gốc photphat (-H 2 PO 3 )

Nucleoside

Gồm bazơ nitơ kết hợp với

đường pentoza bằng liên kết

N-glycosit

Liên kết N-glyosit giữa N-9

của vịng purin hoặc N-1 của

vịng pyrimidin với C1’ của

pentoza

-Các mononucleotit là “viên gạch” xây dựng nên phân tử nucleic.

-Các nucleotit tự do đóng vai trò quan trọng trong hoạt động tạo năng lượng của tế bào như ATP cần cho nhiều phản ứng chuyển hoá, GTP cần cho qua ùtrình tổng hợp protein…

-Một số nucleotit tham gia cấu tạo nên các coenzim quan trọng trong tế bào VD: ADP tham gia cấu tạo nên FAD, NAD + ,NADP + coenzim A Một số nucleotit dạng vòng như AMP vòng, GMP vòng có vai trò là chất truyền tin nội bào cho nhiều hoocmon và chất dẫn truyền thần kinh trong cơ thể.

II/ ACID NUCLEIC

1 Phân loại và sơ lược về acid nucleic:

Acid nucleic gồm có ADN ( acid deoxyribonucleic)

và ARN ( acid ribonucleic) Acid nucleic là chuỗi một polynucleotide được tạo thành do các nucleotide kết hợp với nhau theo nguyên tắc đa phân nhờ liên kết photphodieste

Trong acid nuleic có chứa các ngyên tố: C, H, O, N

và P Hàm lượng P từ 8 – 10%

12

LIÊN KẾT GIỮA CÁC NUCLEOTIDE

2 CẤU TRÚC CỦA ACID NUCLEIC

-Các mononucleotide liên kết với nhau bằng các liên kết photphodieste Liên kết này được tạo thành giữa gốc photphat của một mononucleotide với nhóm -OH (C3) của petozơ thuộc nucleotide bên cạnh cũng là liên kết este

-Vì gốc photphat tạo thành hai liên kết este với hai phân tử đường của hai nucleotide cạnh nhau nên được gọi là liên kết photphodieste

Liên kết

photphodisete

3 AND ( acid deoxyribonucleic)

a Cấu trúc AND:

- ADN tồn tai chủ yếu trong

nhân tế bào và cũng có trong ti

thể, lạp thể trong tế bào chất.

- Thường có cấu trúc xoắn đôi

gồm hai chuỗi

polynucleotide(trừ một số vi

khuẩn,virus cấu trúc là một

chuỗi đơn)

- Gồm bốn loại bazơ: A, T, G, X,

đường deoxiribo, acid

photphoric( H 3 PO 4 )

- Trong đó A = T, G = X, A/T =

G/X = 1, A+G = T+X.

- Sự sai khác về thành phần

nucleotide giữa các phân tử

ADN khác nhau ở tỉ lệ

(A+T)/(G+X)

- Khối lượng phân tử lớn

nhưng cấu trúc gọn nhỏ linh

hoạt, chứa một lượng thông tin

khổng lồ

Lk photphoeste

14

b Cấu trúc không gian ADN

-Hai chuỗi polynucleotide

có cực trái ngược nhau,chuỗi có chiều 5’-> 3’, liên hệ với chuỗi có chiều 3’ ->5’, chúng xoắn gần như song song quanh một trục chung.Hướng của hai sợi đơn trong chuỗi xoắn kép ngược nhau,nên gọi là hai sợi đối song

-Hai chuỗi polynucleotide

của ADN gắn với nhau bằng các liên kết hydro theo nguyên tắc bổ sung: A

lk với T bằng 2lk Hydro, G

lk với X bằng 3lk Hydro

-Trật tự chính xác của các

baz trên chuỗi polynucleotide chính là yếu

tố mang thông tin di truyền

Cấu trúc xoắn kép của ADN

-Cấu trúc xoắn AND theo kiểu bậc

thang.chiều cao của mỗi chuỗi xoắn là 34A o , gồm 10 nucleotide trên mỗi chuỗi Hai nucleotide cạnh nhau trên cùng một chuỗi cách nhau 3,4 A o Đường kính của chuỗi xoắn là 20

A o

- 1 A o = 10 -4 nm

Cấu trúc xoắn kép của ADN được Waston và Crick công bố 1953 Thế nhưng những phân tích cấu trúc hiện đại đã cho thấy cấu trúc của ADN không phải luôn luôn ở dạng B

mà do sự tác dộng dạng B có thể chuyển sang dạng

A (nén nhiều hơn) hoặc là dạng Z(xoắn trái)

MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA CÁC

ADN DẠNG A, B, C, Z

18 AO

12,0 TRÁI

Z

19 AO

9,3 PHẢI

C

19 AO

10,0 PHẢI

B

23 AO

11,0 PHẢI

A

ĐƯỜNG KÍNH CHIỀU XOẮN

SỐ NUCLEOTIDE CỦA 1VÒNG XOẮN

CHIỀU XOẮN DẠNG

SỰ KHÁC NHAU GIỮA ADN TRONG TẾ BÀO EUKARYOTE VÀ PROKARYOYTE

-Phân tử ADN không liên kết với pro

-Phần lớn ADN có dạng vòng

-Toàn bộ phân tử ADN đều mang thông tin mã hóa cho các Pro

-Phân tử ADN liên kết chặt chẽ

với các Pro là histone, chúng có

thể tự gấp lại hoặc là xoắn

mạnh

-phân tử ADN ở dạng sợi thẳng

-Phân tử ADN bao gồm những

trình tự mã hóa (exon) xen kẽ

với những trình tự không mã

hóa (intron)

PROKARYOTE EUKARYOTE

4.ARN

 Phân tử ARN là một trong 2 loại acid nucleic, là

cơ sở di truyền ở cấp độ phân tử Ở một số loài mà không có ADN (virut) thì ARN đóng vai trò là vật chất di truyền

gồm nhiều đơn phân ribonucleotide (thuộc bốn loại A, U, G, X) liên kết với nhau nhờ liên kết

photphodieste giữa đường ribozo và acid

photphoric.ARN cĩ ba loại chủ yếu m-ARN, t-ARN, r-ARN

a.mARN

-Chuỗi đơn polynucleotide

Cĩ cấu trúc bậc một, cĩ một đầu 5’ và một đầu 3’ không có nhiệm vụ mã hóa, có tác dụng ổn định cấu hình mARN -> bảo vệ mARN khơng bi phân giải bởi enzim, điều hòa quá trình dịch thông tin di truyền

- Truyền đạt thơng tin di truyền từ nhân ra tế bào tham gia tổng hợp Protein

tARN

Vùng nhận

aa hoạt hĩa

Vùng chứa

bazơ nitơ

thứ yếu

Tay phụ

Vùng đối mã

rARN

Là một mạch polyribonucleotit chứa hàng nghìn đơn phân trong đó 70%

số ribonucleotit có liên kết bổ

sung.rARN là thành phần chủ yếu của riboxom

22

CÁC LOẠI ARN

Xúc tác cho phản ứng cắt, nối để chuyển tiền chất rARN ->rARN

Tổng hợp Pro Là thành phần chủ yếu của riboxom

Chuỗi đơn rARN gồm vài loại khác nhau tạo nên đơn

vị lớn và đơn vị bé của ribosome

rARN

Vận chuyển aa hoạt hĩa đến mARN ở ribosome, cung cấp cho quá trình sinh tổng hợp chuỗi polypeptide

Mỗi loại tARN chỉ vận chuyển một loại aa

•Khối lượng phân tử khoảng

từ 23kd ->28kd

•Chuỗi đơn polynucleotide

tARN

Truyền đạt thơng tin di truyền

•Chuỗi đơn polynucleotide

cĩ trong nhân tế bào chất rất

đa dạng

•Cĩ cấu trúc bậc 1,

cĩ một dầu 5’ và một đuơi 3’bảo vệ mARN khơng bị phân giải bởi enzim

mARN

CHỨC NĂNG CẤU TẠO

So sánh ADN và ARN

mARN truyền đạt thơng tin di truyền.

tARN vận chuyển aa tới ribosome để tổng hợp Prơ

rARN thành phần chủ yếu của ribosome, nơi tổng hợp Prơ

Nguyên tắc cấu trúc đa phân làm cho AND vừa đa dạng vừa đặc thù-> hình thành tính đa dạng và đặc thù của SV

Lưu trữ, bảo quản truyền đạt thơng tin di truyền ở các lồi SV Trình tự nucleotide trên mạch polynucleotide chính là thơng tin di truyền qui định trình tự aa trên phân tử Prơ

Chức năng

Xoắn đơn chỉ gồm một mạch polynucleotide

Thành phần hĩa học đường C 5 H 10 O 5 , H 3 PO 4 M ột

bazơ nitric bốn loại A, U, G, X

Gồm ba loại: mARN, tARN, rARN

ARN là phiên bản được đúc kết một mạch khuơn của gen trên phân tử AND

và phiên mã

Xoắn kép ( 2mạch polynucleotide )

Thành phần hĩa học: một đường C 5 H 10 O 4 , H 3 PO 4 , một bazơ nitric bốn loại: A, T, G, X

Cấu trúc

ARN ADN

24

III/ CHỨC NĂNG CỦA ACID NUCLEIC

Nguyên tắc cấu trúc đa phân làm cho ADN vừa đa dạng lại vừa đạc thù.Mỗi loại ADN cĩ cấu trúc riêng, phân biệt với nhau ở số lượng, thành phần, trật tự các nucleotide Tính đa dạng và đặc thù của ADN là

cơ sở hình thành tính đa dạng và đặc thù của càc loại sinh vật.

ADN đảm nhận chức năng lưu trữ, bảo quản và truyền đạt TTDT ở các lồi SV Trình tự nucleotide trên mạch polynucleotide chính là TTDT, nĩ qui định trình tự các nucleotide trên ARN từ đĩ qui định trình

tự các aa trên phân tử Pro

Phân tử mARN cĩ chức năng truyền đạt TTDT

 Phân tử tARN đảm nhiệm vận chuyển các aa tới ribosome để tổng hợp Pro, Mỗi loại tARN chỉ vận chuyển một loại aa

Phân tử rARN là thành phần chủ yếu của

Ribosome,nơi tổng hợp Pro, ở một số lồi virus TTDT khơng được lưu trữ trên ADN mà được lưu trữ trên ARN