CÁC LIÊN KẾT SINH HỌC TRONG CÓ THỂ SỐNG

PHần 2: NỘI DUNG Đặc điểm liên kết hóa học đại phân tử sinh học Liên kết hóa học lực hấp dẫn nguyên tử với Sự kết tụ nguyên tử thành khối có kích thước xác định gọi phân tử Trước đây, người ta cho phân tử có liên kết cộng hóa trị có vai trò giữ nguyên tử với Giờ đây, biết liên kết yếu có vai trò quan trọng cấu trúc phân tử sinh học Chẳng hạn, bốn chuỗi polypeptid hemoglobin dính với nhờ số liên kết yếu Mặc dù liên kết yếu với số lượng lớn liên kết yếu giữ phân tử sinh học Các liên kết mạnh không đứt gãy điều kiện sinh lý bình thể nguyên tử tập hợp liên kết cộng hóa trị thuộc phân tử 1.1 Sự hình thành liên kết hóa học gắn liền với thay đổi lượng Sự hình thành liên kết hóa học tự phát hai nguyên tử gắn liền với giải phóng phần lượng bên nguyên tử dạng không liên kết ( tự ) chuyển hóa chúng thành dạng lượng Liên kết mạnh lượng thoát lớn Phản ứng hình thành liên kết hai nguyên tử A B mô tả sau: A + B = AB + lượng Trong đó, AB biểu diễn phân tử liên kết Tốc độ phản ứng tương quan thuận với tần số va chạm nguyên tử Đơn vị thường sử dụng để biểu diễn lượng calo Tuy vậy, nguyên tử liên kết hóa học với di trì trạng thái liên kết Sự có mặt nhiều lực phá vỡ liên kết Lượng lượng cần bổ sung để phá vỡ liên kết lượng giải phóng liên kết hình thành Sự cân nội dung định luật nhiệt động học thứ vốn phát biểu “ lượng không tự sinh không tự đi” 1.2 Sự cân trình hình thành phá vỡ liên kết hóa học Như hình thành hay phá vỡ liên kết hóa học kết hoạt động kết hợp lực hình thành phá vỡ liên kết Khi hệ thống kín đạt trạng thái cân bằng, số liên kết hình thành qua đơn vị thời gian số liên kết bị phá vỡ Khi đó, tỉ lệ nguyên tử trạng thái liên kết biểu diễn công thức sau: Kcb =[AB]/([A]*[B]) Trong Kcb số cân bằng; [AB], [A], [B] tương ứng nồng độ AB, A, B Dù cho bắt đầu hệ thống với A B riêng lẽ hoăc phức hợp AB A, B riêng lẽ cuối hệ thống kín đạt đến nồng độ tương quan Kcb Các liên chủ yếu thể 2.1 Các liên kết yếu 2.1.1 Liên kết hydro Là tương tác nguyên tử mang điện tích âm (gọi nguyên tử nhận A) với nguyên tử hydro nằm nối cộng hóa trị với nguyên tử khác (gọi nguyên tử cho D) Thí dụ N liên kết N-H O liên kết O-H nguyên tử cho chính: D-H+A → D-H…A Liên kết hidro Hình 1: cấu trúc liên kết mạng lưới phân tử nước Liên kết cộng hóa trị D H phải liên kết phân cực đám mây điện tử A phải mang điện tử không liên kết có khả thu lực điện tích δ+ H Năng lượng để phá vỡ liên kết khoảng 5Kcal/mol Các nguyên tử H, nguyên tử cho D nhận A xếp thành đường thẳng Trong hệ thống sống có loại liên kết H là:  Giữa O với H nhóm peptide  Giữa O với H nhóm hydroxyl  Giữa O với H gốc Carboxyl OH tyrosine  Giữa O với H nhóm Carboxyl mang điện tích với amin Nhờ liên kết hydro mà phân tử mang chúng dễ hoà tan nước liên kết hydro chúng với phân tử nước Phân tử nước chiếm chủ yếu vật chất sống hình thành mạng lướí tứ diện đặn dù trạng thái rắn hay lỏng 2.1.2 Liên kết ion Là tương tác tĩnh điện nhóm nguyên tố có điện tích ngược dấu Trong nhiều hợp chất vô cơ, điện tử liên kết thường hút nguyên tử mang điện tích âm, gây phân li thành ion cation anion Thí dụ NaCl phân ly thành Na+ Cl-, hợp chất phân cực điện tử liên kết bị hút phía nguyên tử tích điện âm (Cl-) tạo phân ly Vì điện tử liên kết không phân cho nguyên tử nên không xếp vào loại liên kết cộng hóa trị Liên kết ion định hướng không gian liên kết cộng hóa trị liên kết hyđro điện trường phân bố đồng quanh ion Trong môi trường nước, cation anion vây bọc phân tử nước tạo thành lớp vỏ ngoài, nên liên kết với anion cation khác Do vậy, không đóng vai trò quan trọng định cấu hình không gian đại phân tử hữu 2.1.3 Liên kết Vander Waals Là tương tác không đặc thù, xuất nguyên tử chúng tiến đến gần Tương tác không phân phối lệch điện tử phân tử mà biến động thoáng qua đám mây điện tử gây phân cực thời phân tử Liên kết Vander Waals không phụ thuộc vào tính phân cực phân tử mà phụ thuộc vào khoảng cách chúng Lực liên kết tạo thành nhờ kết lực hút đẩy phân tử, cân khoảng cách định tùy loại nguyên tử, khoảng cách gọi bán kính Vander Waals Đây lực liên kết yếu nhất, với giá trị khoảng Kcal/mol Hình 2: liên kết Van der Waals hình thành phụ thuộc vào khoảng cách Liên kết muốn có ý nghĩa cần phải tồn với số lượng lớn để tạo diện tích bề mặt tiếp xúc phân tử phải lớn cực đại Ví dụ điển hình liên kết kháng nguyên chứa hốc có hình dạng phù hợp với chỗ lồi phân tử kháng thể Hình 3: liên kết kháng thể kháng nguyên 2.1.4 Liên kết kị nước Là liên kết nguyên tố phân tử không phân cực (không chứa nhóm ion) nên liên kết phân cực, tạo cho chúng không hòa tan nước hay gọi liên kết kị nước Lực thúc đẩy liên kết phân tử hay vùng không phân cực phân tử thay với phân tử nước gọi liên kết kị nước Đây lực nhằm loại trừ phân tử nhóm phân tử không phân cực khỏi mạng nước Lực liên kết thực có phân tử không phân cực lực liên kết Vander waals Liên kết kỵ nước đóng vai trò quan trọng việc làm ổn định protein phức hợp với phân tử khác Cũng việc phân bố protein màng sinh học 2.2 Đặc điểm chung liên kết yếu Các liên kết yếu có lượng khoảng 1-7 kcalo/mol Liên kết yếu liên kết Van der Waals, liên kết có mức lượng khoảng 1-2 kcal/mol Năng lượng liên kết hidro khoảng 3-7 kcalo/mol Trong điều kiện sinh lý số liên kết yếu hình thành phá vỡ ổn định Năng lượng liên kết yếu lớn khoảng 10 lần so với độn chuyển động chuyển động nhiệt 25oc (khoảng 0.6 kcalo/mol) Vì động nhiều phân tử đủ lớn để phá vỡ liên kết yếu sau chúng hình thành điều kiện nhiệt độ sinh lý thể, nên trạng thái cân số liên kết yếu hình thành phá vỡ ổn định 2.3 Vai trò liên kết yếu Là liên kết hình thành đứt gãy điều kiện sinh lý bình thường thể Các liên kết yếu có vai trò chủ đạo điều hòa tương tác enzyme chất, đại phân tử sinh học với nhau, phổ biến protein protein với ADN Các liên kết yếu điều hòa tương tác đại phân tử dẫn đến thay đổi cấu hình không gian biểu hiên chức chúng Do vậy, dù protein có chất chuỗi polypeptide gồm axit amin liên kết cộng hóa trị với nhau, biểu chức chúng lại định cuối tập hợp liên kết yếu 2.3.1 Nước – phân tử khởi nguồn di trì sống Hình Cấu trúc không gian nước (a,b), liên kết hydro(c), phân tử nước tạo mạng Nước phân tử sinh học quan trọng trình hình thành di trì sống Nước thực hiên vai trò đặc điểm cấu tạo phân tử nước Trong phân tử nước, nguyên tử oxi liên kết với hai nguyên tử hidro liên kết hidro Chính liên kết giúp cho phân tử nước linh động, trực tiếp tham gia vào phản ứng hóa học thể sống tạo dung môi cho phản ứng khác xảy 2.3.2 Di trì cấu trúc không gian đại phân tử hữu 2.3.2.1 ADN Theo mô hình cấu trúc không gian Watson – Crick phân tử ADN chuỗi xoắn kép gồm hai mạch đơn quấn song song quanh trục tưởng tượng ( có đường kính khoảng 20 A0) không gian theo hai chiều ngược (5’- 3’ 3’ – 5’) từ trái sang phải theo chu kỳ, chu kỳ xoắn gồm 10 cặp nucleotide có chiều dài 34A0 Trên mạch đơn, nucleotide liên kết với liên kết phosphodieste ( liên kết ion) cacbon số đường C5H10O4 nucleotide với H3PO4 nucleotide kế Hình 5: phân tử ADN tiếp Liên kết bền vững di trì tính ổn định cấu trúc hóa học phân tử AND Hai mạch đơn phân tử AND liên kết với thông qua liên kết bazo nito liên kết hidro ( A liên kết với T liên kết hidro, G liên kết với C liên kết hidro ) Chính liên kết yếu giúp cho phân tử AND linh động tế bào Như vậy, nhờ liên kết yếu mà phân tử AND tế bào ổn định, linh động trước yếu tố tác động lên chúng 2.3.2.2 ARN Hình 6: cấu trúc mARN, tARN, rARN ARN phân tử sinh học gồm nhiều ribonucleotid liên kết với liên kết phosphodisete tạo nên chuỗi xoắn đơn gọi polyribonucleotide Như liên kết phosphodieste làm ổn định phân tử ARN Tùy theo dạng liên kết khác phân tử ARN hình thành nên loại ARN khác (t ARN, rARN, mARN) tham gia vào chức sống thể 2.3.2.3 Protein Protein đại phân tử sinh học cấu tạo từ đơn phân axit amin liên kết với liên kết peptide (…CO-NH…) Liên kết giúp cố định phân tử protein Ngoài ra, đơn phân chỗi polypeptide, chuỗi polypeptide nối với cầu nối disunfua tạo nên nhiều loại protein khác nhau, thực nhiều chức thể Protein có bậc cấu trúc khác có tham gia liên kết yếu (lien kết hidro, liên kết ion, liên kết disunfua ) chuỗi polypeptide hay chuỗi polypepetide với Mỗi bậc cấu trúc phân tử protein có ý nghĩa khác Cấu truc bậc Là trình tự xếp gốc amino acid chuoi Hình7: cấu trúc không gian bậc phân tử polypeptide Cấu trúc giữ vững protein nhờ liên kết peptide (liên kết cộng hóa trị) Vì amino acid có nguồn gốc khác nhau, gốc có đặc tính hóa học khác nhau, nên chuỗi polypeptide thời điểm khác có đặc tính hóa học khác Tuy nhiên, tổng quát tất chuỗi polypeptide xây dựng cách có hệ thống từ nhóm nguyên tử CO, CH va NH Sự xay dựng co hệ thống sở để tạo nên cấu trúc bậc hai Lần năm 1954 F Sanger người xác định trình tự xếp axit amin phân tử insulin Phân tử insulin gồm hai mạch: mạch A chứa 21 amino acid va mạch B chứa 30 amino acid Hai mạch nối với hai liên kết disulfua (-S-S-) Công trinh đa đặt sở cho cac nghien cứu va ong nhận giải thưởng Nobel 1958 Cấu truc bậc Là tương tác không gian gốc amino acid gần chuỗi polypeptide Cấu trúc làm bền chủ yếu nhờ liên kết hydrogen tạo thành liên kết peptide kề gần nhau, cách khoảng xác định Do cấu trúcc bậc gấp khúc cách ngẫu nhiên điều kiện sinh học gốc R khác tác động với theo nhiều cách khác nên cấu truc bậc xếp thành hai nhóm: xoắn  (-helix) la phiến   Loại -helix sợi dạng xoăn ốc, xung quanh trục, vòng xoắn có 3,6 gốc amino acid Trong cấu trúc có nhiều liên kết hydro với mức lượng nhỏ đảm bảo tinh đàn hồi sinh học  Phiến gấp nếp β :Là chuỗi polypeptid gấp nếp nhiều lần va ổn định nhờ liên kết hydro nguyên tử liên kết peptid đoạn kế chuỗi Trong liên kết mạch kéo căng - dễ gấp nếp dễ bị đứt keo căng thêm Cả hai loại cấu trúc tạo nên liên kết hydro khu vực liên kết peptid mạch Nhóm biến đổi R không tham gia vào hình thành cấu trúc bậc Cả hai chuỗi có mặt phân tử protein Cấu trúc bậc Là tương tác không gian gốc amino acid xa chuỗi polypeptide, dạng cuộn lại không gian toàn chuỗii polypeptide Nhiều chuỗi polypeptide thể tồn dạng thẳng mà gấp khúc qua mà tạo nên cấu trúc không gian ba chiều Tuy nhiên, cấu trúc hoàn toàn xác định, chủ yếu trình tự amino acid môi trường Khi chuỗi polypeptide tách khỏi ribosome sau tổng hợp thải tế bào chất môi trường tạo hình hình thành nên cấu trúc tự nhiên nhanh, đặc biệt cấu trúc hình cầu, mang lại cho protein đặc tính sinh lý quan trọng Có thể chuyển động nhiệt chuỗi polypeptide mà nhóm gốc amino acid tiếp xúc với nhau, dẫn đến kết hợp với Cấu trúc bậc đặc biệt phụ thuộc vào tinh chất nhóm R mạch polypeptit Các gốc R phân cực hay ion hóa có khuynh hướng quay ngoai (ưa H2O) , gốc R không phân cực có xu quay vào (kỵ nước) Cấu trúc bậc giữ định, lực hút gốc phân cực hay ion hoa nhóm chuỗi bên (R) Lực hút gốc với phân tử H2O bao quanh hay liên kết hoa trị nhóm bên chuỗi Trong nhiều protein hình cầu có chứa gốc cysteine, tạo thành liên kết disulfite gốc cysteine xa chuỗi polypeptide, làm cho chuỗi bị cuộn lại đáng kể Các liên kết khác, liên kết Val der Waal, liên kết tĩnh điện, phân cực, kỵ nước hydrogen mạch bên gốc amino acid tham gia làm nên cấu trúc bậc 3, protein hình cầu Cấu trúc hình cầu protein đươc gọi cấu trúc bậc ba, làcấu trúc enzyme Cấu trúc bậc Là tương tác không gian chuỗi cac phan tử protein gồm hai hay nhiều chuỗi polypeptide hình cầu Mỗi chuỗi polypeptide gọi “tiểu đơn vị” Sự kết hợp phân tử chủ yếu liên kết hydrogen kỵ nước mà cầu disulfit liên kết hoá trị tiểu đơn vị Bằng cách hai phân tử xác định kết hợp với tạo thành dimer Hemoglobin điển hình protein có cấu trúc bậc 4, tạo nên từ hai chuỗi  với chuỗi có 141 gốc amino acid hai chuỗi  với chuỗi 146 gốc amino acid Cấu trúc nhiều chuỗi polypeptide có ý nghĩa quan độ hòa tan chức chúng Cấu trúc protein hiểu xếp chuỗi riêng lẽ nhiều chuỗi Chúng phụ thuộc nhiều vào độ pH môi trường Protein chuỗi polypeptide hòa tan tốt nhóm ưa nước hướng phía ngoài, nhóm kỵ nước hướng vào bên Khi protein thay đổi cấu trúc nhóm kỵ nước quay ngoai, protein khả hoa tan nước Ví dụ trường hợp kết tua không dạng tinh thể protein sữa môi trường chua Lactic acid đươc sản sinh vi khuẩn lam giảm pH sữa, làm thay đổi protein sữa Nhiều nhóm kỵ nước hướng bên ngoài, protein khả tan nước Vì vậy, việc thương xuyên trì giá trị pH tế bào chất quan trọng, có chức hoạt động enzyme tế bào chất đảm bảo 2.3.3 Các liên kết yếu đảm bảo mối liên lạc Protein DNA Các protein histon đóng vai trò tạo cấu trúc nén chặt DNA nhân nhờ liên kết ion Liên kết ion hình thành nhánh bên mang điện tích dương histone với nhóm phosphate mang điện tích âm DNA DNA quấn quanh lõi protein histone Các protein histon đóng vai trò tạo cấu trúc nén chặt DNA nhân nhờ liên kết ion Nhiễm sắc thể lớn người phát chứa Hình 10: cấu trúc nucleosome phân tử DNA khổng lồ dài tới 85.000m 8,5.108Acron Vậy làm để sợi DNA nằm gọn vào nhiễm sắc thể trung kỳ có đường kính 0,5m dài 10m Muốn sợi DNA phải co xoắn lại 104 lần Như phải có trình co xoắn xảy ra, vấn đề đặt thành phần nhiễm sắc thể có liên quan đến trình co xoắn liệu phân tử DNA nhiễm sắc thể co xoắn nhiễm sắc thể xảy có theo cách khác hay theo chung cách? Trong genom có nhiều mức độ co xoắn khác hay không Rõ ràng phân bào nguyên nhiễm giảm nhiễm nhiễm sắc thể co xoắn mạnh gian kỳ (interphase) Khi nghiên cứu dùng enzyme phân rã DNA nhiễm sắc thể thu đoạn DNA dài khoảng 146 cặp nucleotit bảo vệ Trong thí nghiệm khác dùng enzyme (nuclease) phân rã phần nhiễm sắc thể người ta thu đoạn DNA có kích thước tách biệt nhau, điều chứng tỏ nhiễm sắc thể có cấu trúc lặp lại, đồng thời chứng tỏ chuỗi hạt dạng tổ chức cho phép phân tử DNA cư trú để tránh bị phân giải Các hạt (bead) gọi nucleosome Nối hạt đoạn DNA, thường có chiều dài khoảng từ - 114 cặp bazơ, tuỳ loài sinh vật tuỳ loại tế bào gọi đoạn DNA linker Nucleosome chứa (phân tử H1) có vai trò cuộn xoắn hạt nucleosome để hình thành nên sợi Chromatin (kích thước 300A0) Điều có liên quan đến trình tạo cấu trúc cao nhiễm sắc thể Hiện người ta phát cấu trúc nucleosome vùng hoạt động nhiễm sắc thể, nhìn chung khác so với vùng không hoạt động Nhưng chi tiết mối quan hệ cần phải làm sáng tỏ Dù quấn quanh lõi histon sợi DNA bên bề mặt tiếp xúc với protein khác, enzyme tham gia vào trình chép DNA polymerase, trình phiên mã RNA polymerase hay protein điều hòa hoạt động gen Các protein nhận biết trình tự xác định sợi DNA gắn vào vị trí có nhóm bazơ đặc trưng nhờ liên kết ion Cơ chế nhận biết chủ yếu kết bổ sung hình dạng protein DNA Do lượng liên kết yếu đại phân tử không đủ lớn để tạo mạng lưới cứng nhắc bên tế bào nên tế bào sống thường không đặc lại Cũng nhờ lực liên kết yếu nên tượng khuếch tán tế bào thường tăng mạnh, tất nhiên phụ thuộc vào tình trạng sinh lý tế bào Nhờ khuếch tán mạnh mà phân tử khác có hội tiếp xúc với tạo ®Ó thùc hiÖn nhiều phản ứng sinh học thiết yếu cho sống 2.3.4 Di trì cấu trúc ổn định áp suất thẩm thấu tế bào bào quan bên Hình 11: tế bào động vật Màng sinh chất ( màng tế bào ), màng nội bào ( màng bào quan ) có chất lipoprotein có thành phần hóa học gồm: lipit ( 25-75%), protein (25-75%) Ngoài có cacbohidrat (5-10%) Lipit chủ yếu photpholipit tạo thành lớp kép, xếp theo kiểu đầu ưa nước quay ngoài, đuôi kỵ nước quay vào Protein phân bố đa dạng linh hoạt lớp lipit kép Ở tế bào động vật người có nhiều phân tử colesteron làm tăng độ ổn định màng sinh chất Các cacbonhidrat thường liên kết với lipit protein mặt màng Như vậy, màng có tính chất khảm Ngoài ra, phân tử lipit màng di chuyển tương đối làm cho màng có tính linh động Hình 12: mô hình cấu trúc màng nguyên sinh chất Chính liên kết giúp cho màng thực hiên chức quan trọng sống  Vận chuyển chất qua màng: màng có tính thấm chọ lọc, nghĩa màng có khả điều chỉnh sựu vận chuyển chất vào tế bào tùy theo nhu cầu sống tế bào Các chất phân tử vận chuyển qua màng vào tế bào tế bào theo phương thức: thụ động, chủ động xuất - nhập bào  Màng sinh chất thu nhận tín hiệu khác ( ví dụ hoocmon đặc thù ) nhờ protein đặc trưng liên kết màng đóng vai trò thụ quan màng ( receptor ) tế bào có khả đáp ứng kịp thời tác động nhân tố môi trường Sự truyền tính hiệu qua màng có vai trò đặc biệt quan trọng hoạt động thần kinh động vật 2.3.2 Tăng tốc độ phản ứng Hình 13: tương tác enzyme chất Trong phản ứng có xúc tác enzym, chất kết hợp với trung tâm hoạt động enzyme tạo phức hợp enzyme – chất Sự kết hợp nhiều liên kết yếu tạo phức hợp không bền vững, phức hợ nhanh chóng bị phá vỡ tạo enzyme sản phẩm Qúa trình phá vỡ liên kết yếu tạo lượng lớn giúp giảm lượng hoạt hóa phản ứng, tăng tốc độ phẩn ứng lên nhiều lần so với sử dụng chất vô bình thường làm xúc tác 2.3 Liên kết cao vai trò chúng thể sống Các liên kết giàu lượng liên kết phosphate có cấu trúc anhydride (ATP, ADP, acetylphosphate, aminoacetylphosphate, pirophosphate, ), có cấu trúc enolphosphate (phosphoenolpyruvat), thioester (acetylcoa) Sadenosylmethionin ( methinoin hoạt động) Một phân tử cao bị đứt gãy giải phóng lượng lớn lượng tự phân tử nước, qua trình gọi thủy phân Các liên kết bị phá vỡ qua trình thủy phân hợp chất cao sinh lượng G có giá trị âm gọi lượng liên kết cao Liên kết thường ký hiệu dấu “ “ Năng lượng thủy phân liên kết cao trung bình ( kcalo/mol ) nhỏ nhiều lượng giải phóng hoàn toàn phân tử glucose ( 688 kcalo/mol ) Tuy nhiên, tế bào glucose không phân giải hoàn toàn mà phải qua nhiều bước trung gian Hợp chất cao quan trong thể sống ATP, hình thành từ ADP (adenosine diphosphate ) nhóm phosphate vô Các liên kết cao liên quan đén nguyên tử lưu hình có vai trò quan trọng hoạt động sinh học tương tự liên kết cao phosphate Phân tử cao quan trọng chứa lưu hình Acetyl-CoA Phân tử nguồn cung cấp lượng chủ yếu cho trình sinh tổng hợp axit béo Sự hình thành đại phân tử từ phân tử đơn phân cần bổ sung lương Cũng giống phân giải, trình sinh tổng hợp diễn giảm lượng tự tổng số Đối với trình sinh tổng hợp, nguồn lượng cung cấp từ hợp chất cao Sự hình thành liên kết phản ứng sinh tổng hợp kèm với đứt gãy liên kết cao năng, lượng tự tổng số giảm Vì hoạt động sống diễn liên tục nên thời gian tồn hợp chất cao thể ngắn Tuy nhiên, tất bước trình sinh tổng hợp cần dứt gãy liên kết cao Thông thường có bước cần đến đứt gãy liên kết cao đủ cho nhiều phản ứng sinh tổng hợp diễn Tương tự vậy, tất bước trình phân giải tạo liên kết cao Axit amin (Aa) hoạt hóa nhờ gắn gốc AMP Sự hoạt hóa axit amin nhờ chuyển nhóm AMP từ ATP sang nhóm COO- Sau hoạt hóa, axit amin dung để tổng hợp protein cách hiệu sở nhiệt động học Cả hai axit nucleic ARN, AND cấu thành từ đơn phân nucleotide Xét nhiệt động học đơn phân nucleotide khó hình thành liên kết so với axit amin Đó liên kết diphosphoetes nucleotic bị thủy phân có mức lượng tự lớn (-6kcalo/mol ) Điều có nghĩa axit nucleic tự thủy phân thành nucleic mức độ thấp để tổng hợp axit nucleic việc hoạt hóa nucleotide cần nang lượng cao so với axit amin tiền chất tổng hợp protein Các tiền chất trung gian để tổng hợp axit nucleic nucleoside triphosphate Đối với AND dATP, dGTP, dCTP, ARN ATP, GTP, UTP, CTP Như vậy, ATP không đóng vai trò phân tử cung cấp lượng cho nhiều phản ứng chuyển nhóm chức tế bào mà than trực tiếp tiền chất tổng hợp ARN Các dNTP hình thành hoạt hóa từ phân tử dNMP nhờ ATP [...]... yếu cho các quá trình sinh tổng hợp các axit béo Sự hình thành các đại phân tử từ các phân tử đơn phân cần bổ sung năng lương Cũng giống như sự phân giải, quá trình sinh tổng hợp cũng không thể diễn ra nếu không có sự giảm đi năng lượng tự do tổng số Đối với các quá trình sinh tổng hợp, nguồn năng lượng này được cung cấp từ các hợp chất cao năng Sự hình thành các liên kết mới trong các phản ứng sinh tổng... gãy của liên kết cao năng, do đó năng lượng tự do tổng số giảm đi Vì hoạt động sống diễn ra liên tục nên thời gian tồn tại của các hợp chất cao năng trong cơ thể là rất ngắn Tuy nhiên, không phải tất cả các bước của một quá trình sinh tổng hợp đều cần sự dứt gãy của các liên kết cao năng Thông thường chỉ có một hoặc một số bước cần đến sự đứt gãy của liên kết cao năng là đủ cho nhiều phản ứng sinh tổng... 688 kcalo/mol ) Tuy nhiên, trong tế bào glucose không phân giải hoàn toàn mà phải qua nhiều bước trung gian Hợp chất cao năng quan trong nhất trong cơ thể sống là ATP, nó được hình thành từ ADP (adenosine diphosphate ) và nhóm phosphate vô cơ Các liên kết cao năng liên quan đén nguyên tử lưu hình cũng có vai trò quan trọng đối với hoạt động sinh học tương tự như các liên kết cao năng phosphate Phân... trình phá vỡ các liên kết yếu tạo ra năng lượng lớn giúp giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng, tăng tốc độ phẩn ứng lên rất nhiều lần so với sử dụng chất vô cơ bình thường làm xúc tác 2.3 Liên kết cao năng và vai trò của chúng đối với cơ thể sống Các liên kết giàu năng lượng là các liên kết phosphate có cấu trúc anhydride (ATP, ADP, acetylphosphate, aminoacetylphosphate, pirophosphate, ), có cấu trúc... động) Một phân tử cao năng có thể bị đứt gãy và giải phóng ra một lượng lớn năng lượng tự do bởi các phân tử nước, qua quá trình gọi là thủy phân Các liên kết bị phá vỡ qua quá trình thủy phân các hợp chất cao năng và sinh ra một năng lượng G có giá trị âm gọi là năng lượng liên kết cao năng Liên kết này thường được ký hiệu bằng dấu “ “ Năng lượng thủy phân một liên kết cao năng trung bình ( 7 kcalo/mol... ngoài màng Như vậy, màng có tính chất khảm Ngoài ra, các phân tử lipit của màng có thể di chuyển tương đối làm cho màng có tính linh động Hình 12: mô hình cấu trúc màng nguyên sinh chất Chính sự liên kết này giúp cho màng thực hiên được chức năng quan trọng của sự sống  Vận chuyển các chất qua màng: màng có tính thấm chọ lọc, nghĩa là màng có khả năng điều chỉnh sựu vận chuyển các chất đi vào và đi ra...liệu các phân tử DNA của từng nhiễm sắc thể khi co xoắn trong từng nhiễm sắc thể xảy ra có theo cách khác nhau hay theo chung một cách? Trong genom có nhiều mức độ co xoắn khác nhau hay không Rõ ràng là ở cả phân bào nguyên nhiễm và giảm nhiễm thì nhiễm sắc thể đều co xoắn mạnh hơn ở gian kỳ (interphase) Khi nghiên cứu dùng enzyme phân rã DNA trong nhiễm sắc thể thì thu được các đoạn DNA dài... DNA rồi gắn vào đó ở vị trí có các nhóm bazơ đặc trưng nhờ liên kết ion Cơ chế nhận biết này chủ yếu là do kết quả của sự bổ sung hình dạng giữa protein và DNA Do năng lượng liên kết yếu giữa các đại phân tử không đủ lớn để tạo ra mạng lưới cứng nhắc bên trong tế bào nên tế bào sống thường không bao giờ đặc lại được Cũng chính nhờ lực liên kết yếu đó nên hiện tượng khuếch tán trong tế bào thường tăng... này khó hình thành liên kết hơn so với các axit amin Đó là do các liên kết diphosphoetes của các nucleotic khi bị thủy phân có mức năng lượng tự do khá lớn (-6kcalo/mol ) Điều đó có nghĩa là các axit nucleic chỉ tự thủy phân thành các nucleic ở mức độ thấp vì vậy để tổng hợp axit nucleic việc hoạt hóa các nucleotide cần nang lượng cao hơn so với axit amin là tiền chất tổng hợp protein Các tiền chất trung... tình trạng sinh lý của tế bào Nhờ khuếch tán mạnh mà các phân tử khác nhau có cơ hội tiếp xúc được với nhau tạo ®Ó thùc hiÖn nhiều phản ứng sinh học thiết yếu cho sự sống 2.3.4 Di trì cấu trúc và sự ổn định áp suất thẩm thấu của tế bào và các bào quan bên trong Hình 11: tế bào động vật Màng sinh chất ( màng của tế bào ), màng nội bào ( màng của các bào quan ) đều có bản chất là lipoprotein có thành