Bài giảng hoá sinh: Chương 2 - Acid nucleic

Acid nucleic được tạo thành do các nucleotide liên kết với nhau qua liên kết phosphodiester. Acid nucleic có thể gồm một chuỗi (RNA) hoặc hai chuỗi polynucleotide (DNA). Hai chuỗi này kết hợp với nhau qua các liên kết hydro

Các amino acid nào có tính base?

Khi hòa vào nước các protein dạng sợi tồn tại ở dạng nào?

Khi nào phân tử protein kết tủa ?

 Acid nucleic được tạo thành do các nucleotide liên kết với nhau qua liên kết phosphodiester Acid

nucleic có thể gồm một chuỗi (RNA) hoặc hai

chuỗi polynucleotide (DNA) Hai chuỗi này kết hợp với nhau qua các liên kết hydro

I KHÁI NIỆM ĐẠI CƯƠNG

1 Thành phần cấu tạo

Mỗi nucleotide bao gồm 3 thành phần: bazo nito,

đường pentose và acid phosphoric

II NUCLEOTIDE

1 Thành phần cấu tạo

Mỗi nucleotide bao gồm 3 thành phần: bazo nito,

đường pentose và acid phosphoric

II NUCLEOTIDE

Bazo nitơ

Các bazo nito trong

phân tử acid nucleic là

dẫn xuất của bazo purin

hoặc bazo primidin

1 Thành phần cấu tạo

II NUCLEOTIDE

Đường pentose

Acid nucleic có hai loại pentose: ribose và 2-deoxiribose

Bazo nito – Pentose – acid phosphoric

Nucleotid

Nucleozit

2 Chức năng của nucleotid

Là các đơn phân cấu tạo nên acid nucleic

Tham gia cấu tạo nên các coenzyme như NAD+, NADP+, FAD, coenzyme A

Dự trữ và vận chuyển năng lượng

Sử dụng làm gia vị: inozin 5-P, guanozin5-P

Các nucleotide vòng có vai trò điều hòa hoạt độ enzyme trong tế bào, là chất trung gian trong hoạt động của nhiều hormone

II NUCLEOTIDE

2 Chức năng của nucleotid

Các nucleotide vòng có vai trò điều hòa hoạt độ enzyme trong tế bào, là chất trung gian trong hoạt động của nhiều hormone

II NUCLEOTIDE

1 Cấu trúc của acid nucleic

 Acid nucleic được tạo thành từ các nguyên tố C, H,

O, N, P (8 – 10%) Đơn vị cấu tạo của các acid nucleic

là các mononucleotide (Deoxyribonucleotide và

Ribonucleotide)

III ACID NUCLEIC

 DNA và RNA khác nhau

về thành phần cấu tạo, chức

năng sinh học và vị trí khu

trú trong tế bào

2 DNA (Deoxyribonucleotid Acid)

III ACID NUCLEIC

2 DNA

Đơn phân là các deoxyribonucleozid monophosphate d(NMP) Nhóm đường pentose là deoxiribose DNA có chứa 4 loại bazo nito là A, T, G, C Các DNA khác

nhau sẽ có tỷ lệ G + C khác nhau

III ACID NUCLEIC

2 DNA

III ACID NUCLEIC

2 DNA

Phân tử DNA có cấu trúc xoắn kép.

Các gốc bazo nitơ quay vào phía trong vòng xoắn,

đường và acid phosphoric quay ra phía ngoài

Hai chuỗi polynucleotide của phân tử DNA gắn với

nhau qua các liên kết hidro được hình thành giữa các cặp bazo ở vị trí đối diện nhau theo nguyên tắc bổ sung

A với T và G với C

III ACID NUCLEIC

2 DNA

Hình dạng tự nhiên của DNA

Dạng xoắn kép

Dạng vòng một sợi

Dạng vòng của DNA xoắn kép

III ACID NUCLEIC

2 DNA

Kích thước của DNA

Một m chiều dài phân tử DNA có khối lượng khoảng 2 triệu Dalton và chứa khoảng 3000 cặp bazo

III ACID NUCLEIC

Khối lượng (kB) Chiều dài ( m)

E coli 4 000 1 360 Nấm men 13 500 4 600 Ruồi giấm 165 000 56 000 Người 2 900 000 990 000

III ACID NUCLEIC

3 RNA

III ACID NUCLEIC

3 RNA (Ribonucleic Acid)

Có cấu tạo tương tự như DNA, Uracine (U) thay cho

bazo Thymine (T)

RNA có trong nhân, ty thể, lạp thể, tế bào chất và đặc biệt nhiều trong nhân

Kích thước từ 75 đến hàng ngàn nucleotid

Phân tử RNA bao gồm một chuỗi polynucleotide nhưng

có chứa các vùng có cấu trúc xoắn kép Trong những vùng này, các bazo nito cũng tạo thành cặp đôi theo

3 RNA

Phân loại RNA : có 4 loại RNA

RNA thông tin (messenger ARN, mARN).

 mRNA có trong nhân, tế bào chất, rất đa dạng,

có kích thước và khối lượng rất khác nhau

 mRNA có thời gian sống ngắn

 Có cấu trúc bậc 1 tương ứng với cấu trúc một gen hay một nhóm gen tổng hợp nó

III ACID NUCLEIC

3 RNA

Phân loại RNA

RNA thông tin (messenger RNA, mRNA) III ACID NUCLEIC

3 RNA

Phân loại RNA

RNA thông tin (messenger ARN, mARN).

 Ở tế bào có nhân, đầu 3’ của mRNA có đuôi poly A, bao gồm 100 – 300 nucleotid Adenine Đuôi poly A có tác dụng làm bền và điều hòa hoạt động phiên mã của mRNA

 Ở đầu 5’ của mRNA có cấu trúc mũ (7mG5’ppp) Cấu trúc mũ có vai trò làm tăng khả năng kết hợp của mRNA với ribosome, ảnh hưởng quan trọng đến quá trình phiên mã và bảo vệ đầu 5’ của mRNA khỏi bị

enzyme thủy giải

III ACID NUCLEIC

3 RNA

Phân loại RNA

RNA ribosome (ribosomal RNA, rRNA) III ACID NUCLEIC

3 RNA

Phân loại RNA

RNA ribosome (rRNA)

 Là thành phần chủ yếu của ribosome, có vai trò cấu trúc và xúc tác

 Ở E.coli có 3 loại rRNA khác nhau về khối lượng

3 RNA

Phân loại RNA

RNA vận chuyển (transfer RNA, tRNA) III ACID NUCLEIC

3 RNA

Phân loại RNA

RNA vận chuyển (transfer RNA, tRNA)

 tRNA vận chuyển các amino acid đã được hoạt hóa đến ribosome để tổng hợp protein Là chuỗi đơn, chứa khoảng 73 -95 Nu (25 kDa)

 Có chứa nhiều bazo nito lạ

 Một nửa các nucleotide trong phân tử tRNA liên kết

bổ sung với nhau tạo thành những đoạn xoắn kép

 Cấu trúc không gian của tRNA có hình chữ L Đầu 3’ –CCA sẽ gắn với a.a đã được hoạt hóa, cách vùng

anticodon (gắn với mARN) khoảng 80Ao

III ACID NUCLEIC

3 RNA

Phân loại RNA

RNA micro

 Có vai trò trong sự phát triển của cây

 Micro RNA rất bé, có chiều dài khoảng 20 nucleotid

Được phát hiện đầu tiên ở Arabidopsis, đến nay đã có

khoảng 100 micro RNA được phát hiện ở tất cả các loài

III ACID NUCLEIC

4 Một số tính chất của acid nucleic

 Dung dịch acid nucleic có độ nhớt cao

 Có tính quang học, làm quay mặt phẳng ánh sáng

phân cực

 Acid nucleic hấp thụ mạnh ánh sáng vùng tử ngoại có bước sóng 250 – 280 nm, hấp thu cực đại tại 260 nm

 Hiện tượng siêu sắc (hyperchromism)

 Nhiệt độ chảy (Tm) Các DNA giàu GC có Tm cao

 DNA phản ứng với thuốc thử fushin tạo màu đỏ

 Phân biệt DNA và RNA: deoxyribose của DNA phản ứng với thuốc thử diphenylamine tạo màu xanh da trời bền

III ACID NUCLEIC

 Sử dụng các kỹ thuật gen như đánh dấu DNA, tạo vectơ chuyển gen, tạo sinh vật chuyển gien… ứng dụng trong các lĩnh vực y học, nông nghiệp, công nghiệp, thực phẩm

IV CÔNG NGHỆ GEN VÀ ỨNG DỤNG

Chuyển gen thực vật Chuyển gen động vật

IV CÔNG NGHỆ GEN VÀ ỨNG DỤNG

Chỉnh sửa gen phôi người (11/2018) Phác thảo bàn đồ gen người (2003)