Bài giảng cấu trúc và chức năng nucleotide

Đại cương• Acid nucleic chia làm 2 loại: acid deoxyribonucleic và acid ribonucleic là vật liệu chứa thông tin di truyền • Nucleotid là đơn vị tạo nên acid nucleic, tham gia vào quá trình

NUCLEOTIDE và ACID NUCLEIC

Đại cương

• Acid nucleic chia làm 2 loại: acid deoxyribonucleic và acid ribonucleic là vật liệu chứa thông tin di truyền

• Nucleotid là đơn vị tạo nên acid nucleic, tham gia vào quá trình chuyển hóa trong

tế bào, dẫn truyền tín hiệu, cấu tạo của coenzym và những chất trung gian chuyển hóa

Cấu trúc nucleotid

Base nitơ: gồm 2 loại

- Base pyrimidin : nhan pyrimidin là một vòng 6

cạnh chứa 2 nguyên tử nitơ Các base nitơ

quan trọng: cytosine , thymine và uracil

- Base purin: chứa nhan purin (nhan pyrimidin và

nhan imidazol ghép lại) Các base purin quan trọng: adenin và guanin

Cấu trúc nucleotid

D – ribose): hinh thanh tu

ribose mat ddi nguyen tu

oxy o vi tri carbon số 2’ Co

trong phan tu DNA

Sự kết hợp giữa ba thành phần

của một nucleotide

- Liên kết pentose với base: là liên kết N- glycoside (loại phan tu H2O gom OH của đường pentose và H của pyrimidine ở N1

hoặc purin ở N9)

Sự kết hợp giữa ba thành phần

của một nucleotide

- Liên kết giữa H 3 PO 4 và pentose :

Là liên kết este (loại đi H 2 O giữa H của acid

và OH ở C 5 của pentose )

Cấu trúc nucleosid

• Nucleoside:

Là phân tử kết hợp giữa một bazơ purine

ở N9 hoặc pyrimidine ở N1 với C1 của

pentose

Cấu trúc nucleotid

• Nucleotid:

Là những este của acid phosphoric với nucleosid ở vị trí C5 của pentose

Danh pháp nucleosid và nucleotid

• Danh pháp của nucleosid:

Bắt nguồn từ các base tương ứng

- Nucleosid là dẫn xuất của base purin thì đuôi là – osin

VD: adenin  adenosin

- Nucleosid là dẫn xuất của base pyrimidin thì đuôi là – idin

VD: thymin  thymidin

Base Nucleosid Nucleotid Acid Nucleic

Deoxyadenosin Deoxyadenylat DNA

Deoxyguanosin Deoxyguanylat DNA

Deoxycytidin Deoxycytidylat DNA

Thymin Thymidin Thymidylat

Deoxythymidin Deoxythymidylat DNA

Danh pháp nucleosid và nucleotid

Chức năng nucleotid

• Nucleotid là đơn vị cấu tạo của acid

nucleic

• Nucleotid cấu tạo coenzym cua cac

enzym xúc tác nhiều phản ứng hóa học VD: NAD, FAD…

• Vận chuyển năng lượng hóa học trong tế bào (ATP, UTP,GTP,CTP)

• Chất trung gian truyền tin trong tế bào

(AMPv, GMPv,ppGpp)

Acid nucleic

• Acid nucleic là polyme của các nucleotid

• Gồm 2 loại: Acid ribonucleic và acid

deoxyribonucleic

• Chức năng: chứa thông tin di truyền

Acid deoxyribonucleic

• Thành phần: Các deoxyribonucleotid (A,T,G,C) và các dẫn xuất của chúng VD: methylcytosin (tuyến ức),

5- hidromethylcytosin (VK,virus)

N6 methyladenin (VK)

• DNA loại AT

• DNA loại GC

Liên kết chính trong DNA

• Là liên kết phosphodieste nối các

nucleotid thành polynucleotid ở vị trí

5’ -hydoxyl của nucleotid này được liên kết với 3’ hydroxyl của nucleotid khác thông qua phân tử acid phosphoric

• Cơ chế: tách H2O tu H của acid và OH ở

C3 của pentose

Liên kết chính trong DNA

Quy ước trong DNA

• Chiều chuỗi đơn DNA kéo dài từ 5’ – 3’

VD: p A – C – G – T OH

• Polyme ngắn dưới 50 nucleotid gọi là

oligonucleotid, dài trên 50 nucleotid gọi là polynucleotid

• Polynucleotid của cùng 1 loại base ví dụ adenin gọi là polyA

Cấu trúc DNA (Watson-Crick)

• Phân tử DNA gồm 2

chuỗi polynucleotid có

chiều ngược nhau

xoắn quanh trục từ trái

sang phải tạo một

rãnh rộng và một rãnh

hẹp

• Chu kỳ dài 3,4nm,

chứa 10,5 cặp base

Cấu trúc DNA

• Mỗi base của chuỗi

này liên kết với base

của chuỗi kia trên

YẾU TỐ LÀM BỀN VỮNG

PHÂN TỬ DNA

• Liên kết kỵ nước: đóng vai trò quyết định

• Liên kết ion: tương tác tĩnh điện của các gốc

phosphat mang điện Tm tỷ lệ thuận với nồng

độ cation

• Liên kết hydro: có vai trò quan trọng quyết

định sự cặp đôi, nhưng không có tác dụng

làm bền vững phân tử

• Liên kết phosphodieste

• Enzym topoisomerase: điều hòa cấu trúc

siêu xoắn của DNA vòng

Các dạng cấu trúc khác nhau

của DNA

• Dạng B: mô hình Watson – Crick

• Dạng A: giống dạng B với chu kỳ xoắn

ngắn hơn 2,3nm, gồm 11 cặp base, đường kính mỗi xoắn lớn hơn

• Dạng Z: xoắn phải sang trái, chu kỳ dài

3,7nm chứa 12 cặp base, cách nhau 0,38nm, thường gặp ở gen điều hòa (12 – 24 nucleotid)

Các dạng cấu trúc khác nhau

của DNA

Một số sự sắp xếp ít gặp

Một số sự sắp xếp ít gặp

•Đoạn ngược xuôi giống nhau (palindrome): tạo cấu trúc kẹp tóc hoặc

hình chữ thập

Một số sự sắp xếp ít gặp

• Palindrome

•Đoạn đối xứng gương: chứa hàng ngàn base

Đoạn H - DNA

•Đoạn H DNA: là đoạn polypyrimidin / polypurin

• DNA ở dạng xoắn kép ở các tế bào

eukaryote, thường liên kết với protein gọi

là nucleoprotein

DNA tham gia cấu tạo trong cấu

DNA tham gia cấu tạo trong cấu

Acid ribonucleic

polyribonucleotid gồm 4 loại Nu chính Adenin, guanin, cytosin và uracil và một số dẫn xuất của purin và pirimidin

• Cấu trúc: 1 sợi đơn

- Cấu trúc bậc 1: RNA giống trong DNA là các ribonucleotid với mỗi liên kết phosphodieste

- Cấu trúc bậc 2: xoắn kép dạng kẹp tóc

- Cấu trúc bậc 3: RNA tồn tại nhiều liên kết hydro

Các loại RNA

• RNA vận chuyển (t RNA): 15%

• RNA ribosom (r RNA): 80%

• V thông tin (m RNA): 5%

• Small nuclease RNA (RNA sn): gồm 5 loại (U1, U2, U4, U5, U6) có nhiều trong nhân

tế bào tham gia cắt bỏ đoạn intron trong quá trình hoàn thiện mRNA

- Mũ: 7 methylguanosin

- Đoạn không mã hóa

- Đoạn mã hóa: bắt đầu

bởi AUG, kết thúc bởi

UAA, UAG, UGA

- Đoạn không mã hóa

- PolyA

Tốc độ lắng Số nucleotid

5,8S 160 16S 1540 18S 1900 23S 3200 28S 4700

Tổng kết

• Nucleotid là đơn vị cấu tạo nên acid nucleic, vận chuyển năng lương, tham gia cấu tạo nhiều coenzym Cấu tạo gom 3 thành phần: pentose, acid phosphoric và base nitơ

• DNA gồm 2 chuỗi polynucleotid liên kết bổ sung

• RNA gồm 1 chuoi polynucleotid, co 3 loai: mRNA, tRNA, rRNA