so sánh về cấu tạo hóa học, cấu trúc không gian, sự đa dạng, khối lượng, sự bền vững, hoạt động tổng hợp của hai loại axit nucleic là ADN và ARN. Đây là bài thảo luận trong môn sinh học phân tử đã được góp ý và chỉnh sửa công phu sẽ là tài iệu hữu ích cho các bạn học viên cao học các môn thuộc chuyên ngành sinh học
So sánh ADN ARN I.Cấu trúc Cấu trúc hóa học Giống • Nguyên tố hóa học: C, H, O, N, P • Đơn phân: - Cấu tạo gồm thành phần: + Đường pentose(5C) + Axit photphoric (H3PO4) + Base nito (1 loại) - Liên kết thành phần đơn phân giống - Các đơn phân liên kết với liên kết phosphodiester Khác ADN ARN - Về hàm lượng: Về hàm lượng + Trong tế bào trung bình 1% + Trong nhân tế bào : chiếm 11% khối lượng + Chủ yếu tập trung nhân tế bào, số tồn + Trong tế bào chất: 26% khối lượng dạng phân tử DNA ti thể, lụcp lạp tế + Trong mitochondrit (Ty thể): chiếm 17% khối bào chất lượng Về khối lượng Về khối lượng - Đại phân tử, có khối lượng kích thước lớn - Cấu trúc đa phân có kích thước khối lượng Về đơn phân: nhỏ + Đường C5 + Bazơ nitơ Về cấu trúc bậc - Một mạch ADN chuỗi - ARN chuỗi polyribonucleotid hình thành polydeoxiribonucleotid hình thành trùng trùng ngưng ribonucleotit ngưng Deoxiribonucleotit (Nu) - ADN cấu tạo từ chuỗi polynucleotid ngược - ARN chuỗi polyribonucleotid chiều CẤU TRÚC KHÔNG GIAN (Cấu trúc bậc 2) GIỐNG NHAU - Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân Mỗi đơn phân gồm thành phần mà quan trọng bazơ nitơ Có loại bazơ nitơ giống A, G, X - Các đơn phân liên kết với liên kết hóa trị (liên kết phosphodieste) - Đều có cấu trúc xoắn, đoạn xoắn bazơ nitơ mạch đơn bắt cặp bổ sung với nhờ liên kết hidro - Được đặc trưng bới số lượng, thành phần trật tự xếp đơn phân Khác ADN - Gồm hai mạch xoắn kép song song ngược chiều - ADN mạch kép nu hai mạch polynu liên kết với liên kết hydro, theo nguyên tắc bổ sung ARN - Gồm chuỗi xoắn đơn, có đoạn xoắn kép - Chỉ có số đoạn cấu tạo theo nguyên tắc bổ sung (rARN, tARN) - Nguyên tắc bổ sung thể toàn phân tử ADN là: A liên kết với T ; G liên kết với X - Nguyên tắc bổ sung có số đoạn phân tử tARN rARN là: A liên kết với U; G liên kết với X - ARN dạng mạch đơn mạch thẳng (mARN,ARN HIV) số đoạn gấp lại (tARN, rARN) Dạng tự nhiên ADN bao gồm: - sinh vật: + Dạng xoắn kép sợi thẳng + Dạng vòng - Ở virut : ADN mạch đơn kép, dạng thẳng vòng TÍNH BỀN VỮNG GIỐNG NHAU - Có tính bền vững tương đối môi trường tế bào nhờ liên kết photphodieste tương đối bền - Điều bị biến đổi cấu trúc trước tác động lý hóa môi trường - Có độ nhớt cao, có hoạt tính quang học - Hấp thụ mạnh vùng ánh sang tử ngoại có bước sóng 250 – 280 nm - Khi đun nóng nhiệt độ cao, thêm acd kiềm để ion hóa bazơ bị biến tính - Để phân biệt ADN ARN người ta dung phản ứng đặc trưng với thuốc thử orcine tạo thành màu xanh lục bền; desoxyribose ADN phản ứng với diphenylamine tạo thành màu xanh da trời Phân tử ADN xoắn kép bị tháo rời, độ hấp thụ có bước sóng 260nm tăng lên => tượng tang sắc tố => dẫn đến cấu trúc xoắn kép phân tử ADN Khác ADN ARN + Đường deoxyribose DNA phản ứng + Đường Ribose phản ứng mạnh liên liên kết C-H kết C-OH (hydroxyl) + Ổn định điều kiện kiềm + Không ổn định điều kiện kiềm + ADN có rãnh nhỏ hơn, khó khăn để + ARN có rãnh lớn hơn, dễ dàng để “liên kết" enzyme “liên kết" enzyme + ADN đóng gói chặt chẽ bảo vệ nhân + Sợi ARN liên tục thực chia nhỏ + ADN bị hự hỏng tiếp xúc với tia cực tái sử dụng tím + ARN khả chống thiệt hại tia cực tím Thời gian tồn tế bào - Tồn suốt đời sống tế bào - Sau thực xong chức mình, phân tử ARN thường bị enzim tế bào phân hủy thành đơn phân ribonucleotit TÍNH ĐA DẠNG CHỨC NĂNG Giống - Đều vật chất di truyền cấp độ phân tử sinh vật - Tham gia vào trình tổng hợp protein ADN ARN - Lưu giữ truyền đạt thông tin di truyền - Lưu giữ truyền đạt thông tin di truyền loài sinh vật nhiều virut số virut - ADN có khả tái - ARN khả tái bản, phiên mã - ADN có hoạt động tổng hợp ARN (phiên mã) - ADN chứa tất thông tin di truyền cần thiết quy đinh cấu trúc hoạt động chức tế bào thể thông qua điều khiển trình tổng hợp protein (Chủ yếu nhân gián tiếp) - ARN số loài virut có khả phiên mã ngược - Trực tiếp tham gia nhiệm vụ khác trình tổng hợp Protein tế bào chất như: + mARN: truyền thông tin cấu trúc chuỗi polyeptid từ ADN (nhân) tới riboxom (tế bào chất) để tổng hợp protein + tARN: mang a.a tương ứng đến riboxom để tổng hợp protein + rARN: thành phần cấu tạo nên riboxom + ARN can thiệp vào hoạt động gen + ARN enzyme có kết hợp với protein hoạt động xúc tác + ARN primer: Làm đoạn mồi trình tái ADN + SnARN, ScARN làm nhiệm vụ cắt nối tiền ARN CƠ CHẾ TỔNG HỢP nói trình tái phiên mã nói chung, không sâu phân tích số dạng đặc biệt ví dụ phiên mã ngược- tái AND từ ARN * Giống - Xảy kỳ trung gian chu kỳ tế bào (*) - Có lắp ghép nucleotid tự từ môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung, kéo dài theo chiều 5’-3’ - Có tham gia loại enzim, protein đặc thù tiêu tốn lượng - Nguyên liệu có vai trò cung cấp lượng nucleotid 5’monophosphat tương ứng ADN ARN KHUÔN - ADN làm khuôn, đặc điểm quan trọng Có thể ADN (chỉ sử dụng mạch 3’- 5’ – giúp thực chức lưu trữ truyền đạt tùy theo chiều tháo xoắn, gen (một đoạn thông tin di truyền ADN) để làm khuôn) ARN (đối với - ADN vừa làm khuôn đồng thời mạch virus chứa ARN) sản phẩm ADN - Mạch khuôn làm nhiệm vụ làm khuôn NGUYÊN LIỆU không tham gia vào sản phẩm - Deoxiribose nucleotid 5’ triphosphat: ATP, TTP, GTP, CTP Ribose nucleotid 5’ triphosphat: ATP, UTP, GTP, EZIM VÀ PROTEIN CTP Enzim: -Topoi izomerase Enzim: - Helicase -Topoi izomerase - ADN polymerase - Helicase - ARN polymerase - ARN polymerase ( gồm phần lõi enzim - Ligase yếu tố δ) Protein: protein bám sợi đơn, Protein Dna A, - Enzim cắt ghép Protein Dna B, Protein Dna G - Yếu tố Rho Cơ chế ADN tháo xoắn toàn bộ, tự nhân đôi theo chế bán bảo toàn, mạch ADN sử dụng làm khuôn mẫu KẾT QUẢ Sau n lần tái tạo 2n phân tử ADN mạch kép Ý NGHĨA - Truyền đạt thông tin di truyền đặc trưng chứa ADN loài cho hệ sau (tế bào sinh vật) thông qua chế tái ADN; làm tiền đề (cơ sở) cho trình nguyên phân, giảm phân ADN tháo xoắn tằng đoạn Chỉ mạch gốc cảu ADN làm khuôn mạch lại không hoạt động Sau n lần mã tạo n phân tử ARN mạch đơn/ gen - Truyền đạt tính trạng di truyền từ nhân tế bào chất nhờ chế mã giải mã Nhờ vậy, thông tin di truyền ADN biểu thành tính trạng thể sinh vật, mà mã bước thiếu mối quan hệ ADN – ARN – protein –tính trạng ... toàn phân tử ADN là: A liên kết với T ; G liên kết với X - Nguyên tắc bổ sung có số đoạn phân tử tARN rARN là: A liên kết với U; G liên kết với X - ARN dạng mạch đơn mạch thẳng (mARN ,ARN HIV) số... + tARN: mang a.a tương ứng đến riboxom để tổng hợp protein + rARN: thành phần cấu tạo nên riboxom + ARN can thiệp vào hoạt động gen + ARN enzyme có kết hợp với protein hoạt động xúc tác + ARN. .. - Tham gia vào trình tổng hợp protein ADN ARN - Lưu giữ truyền đạt thông tin di truyền - Lưu giữ truyền đạt thông tin di truyền loài sinh vật nhiều virut số virut - ADN có khả tái - ARN khả tái