Đại phân tử sinh học & liên kết hóa học yếu

ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC & LIÊN KẾT HÓA HỌC YẾU  Các mức độ tổ chức sinh vật  Các đại phân tử sinh học : Polysaccharides Lipid Polypeptide Nucleic acid  Các liên kết hóa yếu  Bộ gene prokaryote eukaryote PHÂN LOẠI SINH GIỚI TỔ CHỨC CỦA SINH VẬT SỐNG Đại phân tử sinh học Các thành phần tế bào Tế bào Các thành phần tế bào – bào quan Tế bào Mô Cơ quan Cơ thể PROKARYOTE EUKARYOTE SINH VẬT ĐƠN BÀO SINH VẬT ĐA BÀO MỨC ĐỘ TỔ CHỨC CƠ THỂ EUKARYOTE TẾ BÀO PROKARYOTE & EUKARYOTE CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC ĐƯỜNG POLYSACCHARIDES LIPIDS LIPIDS TƯƠNG TÁC KỴ NƯỚC & LIÊN KẾT ION VAI TRỊ CỦA CÁC LIÊN KẾT YẾU Xác định hình dạng phân tử sinh học Cấu trúc bậc cùa protein liên kiết hóa học yếu phần khác phân tử quy định Tạo thánh tập hợp đại phân tử sinh học lớn Hình thành tương tác đại phân tử sinh học Ví dụ thành phần màng sinh học protein màng, lớp đôi lipid, … liên kết với liên kết hóa học yếu “Copyright 2002 from Molecular Biology of the Cell by Alberts et al Reproduced by permission of Garland Science/Taylor & Francis LLC.” Ví dụ tương tác DNAprotein, protein-protein TƯƠNG TÁC PROTEIN - PROTEIN TƯƠNG TÁC PROTEIN - DNA CẤU TRÚC BỘ GENE Ở PROKARYOTE VÀ EUKARYOTE NHIỄM SẮC CHẤT, NHIỄM SẮC THỂ  Nhiễm sắc chất (NSC-chromatin) bao gồm “đồng NSC” (euchromatin) “dị NSC” (heterochromatin) tùy mức độ nén Dị NSC bao gồm dạng “cố định” dạng “tùy ý” Đồng NSC vùng NSC “hoạt động” gồm gene biểu Bộ gene prokaryote thường nhiễm sắc thể (NST) eukaryote DNA gene phân bố nhiều nhiễm sắc thể  DNA gene eukaryote nén nhờ liên kết với protein histone nhằm : Giảm thể tích NST E coli dài mm nắm tế bào dài m Ở người, NST đơn bội gồm 3.109 bp  lưỡng bội gồm x 3.109 bp, bp có chiều dày f 3.4 Å (1Å = 1-10 m)  nhân tế bào sinh dưỡng chứa phân tử DNA dài 2m! Bảo vệ phân tử DNA dài khỏi bị hư hại Tạo thuận lợi cho q trình chép, tái tổ hợp tồn DNA gene Tạo thuận lợi cho biểu vùng riêng rẽ gene  Phần lớn tế bào eukaryote (sinh dưỡng) lưỡng bội ; giao tử (tế bào sinh dục) đơn bội DÒ NHIỄM SẮC CHẤT – BẤT HOẠT NST X CÁC MỨC ĐỘ NÉN CỦA DNA BỘ GENE PROKARYOTE DNA gene prokaryote có mức độ nén thấp, thơng qua liên kết với protein HU and H-NS có chức nén DNA, điều hòa chépDNA biểu gene, Nhiễm sắc thể E coli gồm nhiều “vùng” (vịng) đính vào protein “khung” màng tế bào NHIỄM SẮC THEÅ E COLI CÁC MỨC ĐỘ NÉN CỦA DNA BỘ GENE EUKARYOTE DNA eukaryote dài DNA prokaryote từ 100 đến 1000 lần, có mức độ nén cao Các mức độ nén gồm : Nucleosome  sợi 30-nm  Các cấu trúc nén bậc cao : “vòng” NST, NST nén chặt giảm phân CẤU TRÚC NUCLEOSOME Lõi nucleosomes gồm histones : H2A, 2H2B, H3, H4 Đoạn DNA dài 146 bp cuộn quanh lõi 1.65 lần Nucleosomes nối vớ DNA linker “Copyright 2002 from Molecular Biology of the Cell by Alberts et al Reproduced by permission of Garland Science/Taylor & Francis LLC.”  Sợi 30-nm histone H1 vừa liên kết với DNA linker vừa gắn vào điểm đoạn DNA cuộn quanh lõi histone  nén DNA thêm bậc  Các mức độ nén cao : Các “vịng” hình thành từ sợi 30-nm, bao gồm khoảng 100 kb với kích thước khoảng 300 nm, đính vào phức hợp protein matrix  Mức độ nén cao NST Pha Giữa Giảm phân “Copyright 2002 from Molecular Biology of the Cell by Alberts et al Reproduced by permission of Garland Science/Taylor & Francis LLC.” BỘ GENE PROKARYOTE VÀ EUKARYOTE  Kích thước gene tương ứng với mức độ phức tạp thể sinh vật Kích thước gene prokaryote : 0.58 Mb (1Mb = 1.106 nucleotides) – 6.7 Mb; eukaryote 12 Mb – 12,000 Mb Số lượng gene prokaryote : khoảng 500 – 6,000 genes ; khoảng 6,000 - 45,000 gene eukaryote Mối quan hệ số lượng gene mức độ phức tạp thể khơng hồn tồn tuyến tính ; ví dụ người khoảng 27,000 gene bắp > 45,000 gene  Tỉ lệ số lượng gene / kích thước gene (genes/Mb) = tỷ trọng gene, khác prokaryote eukaryote Phần màu xanh vùng mã hóa, màu xám vùng không mã hóa Cấu trúc thể phức tạp tỷ trọng gene thấp ; ví dụ tỷ trọng gene E coli 950, S cerevisiae 480 người 9.3 VÍ DỤ VỀ CẤU TRÚC BỘ GENE NGƯỜI GENOME GENES REGULATORY SEQUENCES EXONS INTERGENIC SEQUENCES INTRONS UNIQUE SEQUENCES REPEATED SEQUENCES Tỷ lệ trình tự mã hóa gene người khoảng 1%, phần khơng mã hóa bao gồm :  Intron : chiếm khoảng 95% gene ; 5% cịn lại exons  Trình tự điều hịa : promoter, enhancer, silencer, …  Trình tự gene (intergenic sequence) gồm gene đột biến, gene giả, …  Trính tự lặp lại gene : DNA tiểu vệ tinh (minisatellite), gene nhảy , … BỘ GENE Ở MỘT SỐ SINH VẬT CÂU HỎI PHẦN Vai trò đại phân tử sinh học (protein, lipid, polysaccharide, nucleic acid) hệ thống sống Đặc tính chung đại phân tử sinh học Các bậc cấu trúc protein – Ý nghóa bậc cấu trúc ? Ví dụ phức hợp đại phân tử sinh học Khác biệt cấu trúc DNA RNA  khác biệt tính chất hóa học Vai trò loại liên kết yếu hệ thống sống Những khác biệt liên kết cộng hóa trị liên kết hóa học yếu ? Những khác biệt gene prokaryote eukaryote Một số đặc điểm lý học DNA gene 10.Dị nhiễm sắc chất đồng nhiễm sắc chấùt ? Cho ví dụ ... HÓA HỌC YẾU LIÊN KẾT VAN DER WAALS & LIÊN KẾT HYDRO TƯƠNG TÁC KỴ NƯỚC & LIÊN KẾT ION VAI TRỊ CỦA CÁC LIÊN KẾT YẾU Xác định hình dạng phân tử sinh học Cấu trúc bậc cùa protein liên kiết hóa học yếu. .. phân tử quy định Tạo thánh tập hợp đại phân tử sinh học lớn Hình thành tương tác đại phân tử sinh học Ví dụ thành phần màng sinh học protein màng, lớp đôi lipid, … liên kết với liên kết hóa học. .. phức hợp đại phân tử sinh học Khác biệt cấu trúc DNA RNA  khác biệt tính chất hóa học Vai trò loại liên kết yếu hệ thống sống Những khác biệt liên kết cộng hóa trị liên kết hóa học yếu ? Những