Bài giảng sinh học phân tử chương 1 các đại phân tử sinh học

Chương I Nucleic acid , (RNA) Deoxyribonucleic acid 5’ m Sinh học phân tử Liên kết hydrogen (a) Cấu trúc DNA RNA Hình 1.1 Chuỗi xoắn kép DNA mạch o 20 A o 100 A o 300 A 1.3) Sinh học phân tử o 100 A o o đường kính 100 A 300 A Trong nhân tế bào, sợi vừa kể kết hợp chặt chẽ với nhiều protein khác với RNA tạo thành nhiễm sắc chất, mức độ tổ chức cao DNA NH2 đầu N O N N P O CH2 Adenine H O O Phosphate N H O Deoxyribose H H O H H O H N H O O N O H H H O H NH2 H H O OH O O H N N O H Uracil (RNA) H H O H H H CH H O O O Cytosine O O Ribose (RNA) H N P O CH2 H OH N H O HO Guanine NH2 N P O CH2 O HOCH2 H N O H N N Thymine (DNA) O P O CH2 O O H H O H H H đầu 3’ Hình 1.2 Cấu trúc nucleotide điển hình Sinh học phân tử DNA xoắn kép Nhân phân tử histone nm DNA 11 nm Histone H1 30 nm 300 nm 700 nm 1400 nm Hình 1.3 Cấu trúc nucleosome nhiễm sắc thể Phân tử DNA cuộn lại nhiễm sắc thể làm cho chiều dài ngắn lại 50.000 lần : - 10-15% genome (hệ gen) Sinh học phân tử - ) - 5S RNA - ,đ Ribonucleic acid sau: - - ,s -protein Sinh học phân tử : (mRNA) 2- : DNA Phiên mã RNA Dịch mã Protein E coli 1,2 kb (tRNA) : - 2.3 RNA ribosome (rRNA) n Sinh học phân tử 10 E coli 5S exon Ribosome phân tử cần thiết cho tổ Người ta thấy ribosome ty thể, có tổng hợp số protein ty thể E coli (%) (S)1 23 rRNA 80 tRNA 15 mRNA (kDa) nucleotide 1,2 10 3700 1700 ,55 10 3,6 101 2,5 × 101 75 16 120 2.3.1 Ribosome prokaryote Tế bào nghiên cứu ribosome nhiều E coli Ribosome (70S) E coli gồm hai tiểu đơn vị: tiểu đơn vị nhỏ (30S) tiểu đơn vị S (Svedberg): đơn vị đo vận tốc lắng Hệ số lắng tiểu đơn vị phụ thuộc vào khối lượng tiểu đơn vị mà cịn phụ thuộc vào hình dạng độ rắn nó, điều giải thích kết hợp hai tiểu đơn vị 50S 30S lại tạo ribosome 70S Sinh học phân tử 11 lớn (50S) Căn vào hệ số lắng, người ta phân biệt ba loại rRNA: 23S rRNA, 16S rRNA 5S rRNA - Tiểu đơn vị 30S chứa: phân tử 16S rRNA (có 1540 nu) 21 ribosomal protein khác - Tiểu đơn vị 50S chứa: phân tử 5S rRNA (có 120 nu), phân tử 23S rRNA (có 2900 nu) 34 ribosomal protein Hai tiểu đơn vị nhỏ lớn kết hợp với tạo rãnh chỗ tiếp giáp chúng mRNA qua 2.3.2 Ribosome eukaryote Ribosome eukaryote (80S) lớn ribosome prokaryote bao gồm hai tiểu đơn vị: tiểu đơn vị nhỏ (40S) tiểu đơn vị lớn (60S) - Tiểu đơn vị 40S chứa: phân tử 18S rRNA (có 1900 nu) 33 ribosomal protein - Tiểu đơn vị 60S chứa: phân tử rRNA (5S; 5,8S 28S) 49 ribosomal protein Tó RNA polymerase : - - : ATP, CTP 5’ Th E coli Sinh học phân tử 12 II Protein (monome chung: COOH H2N CH R L- -amino acid amino acid, qu (NH2 D- L chúng Những amino acid trung tính có nhóm amine nhóm carboxyl protein L- - 20 L: Sinh học phân tử 13 - Amino acid t Bao threonine Bao - Bao (-S-S-) - Bao - Bao - Iminoacid Proline - Bao 2O sau (Hình 1.4): Sinh học phân tử 14 - L ) Lá phiến β (a) Cấu trúc sơ cấp (bậc 1) Xoắn α (b) Cấu trúc thứ cấp (bậc 2) (c) Cấu trúc bậc (d) Cấu trúc bậc Hình 1.4 Các mức độ tổ chức phân tử protein - L Sinh học phân tử 15 ( , cuộn xun - L ,l chuỗi polypeptide - Là Sinh học phân tử 16 Bảng 1.2 Các chức sinh học protein số ví dụ Các nhóm chức Ví dụ Enzyme Ribonuclease Trypsin Phosphofructokinase Alcohol dehydrogenase Catalase Malic enzyme Protein điều khiển Insulin Somatotropin Thyrotropin lac repressor NF1 (nuclear factor 1) Catabolite activator protein (CAP) AP1 Sinh học phân tử 17 Protein vận chuyển Hemoglobin Serum albumin Glucose transporter Protein dự trữ Ovalbumin Casein Zein Phaseolin Ferritin Protein vận động co rút Actin Myosin Tubulin Dynelin Kinesin Protein cấu trúc -Keratin Collagen Elastin Fibroin Proteoglycans Protein cấu trúc tạm thời (scaffold protein) Grb crk shc stat IRS-1 Protein bảo vệ Immunoglobulins Thrombin Fibrinogen Antifreeze proteins Snake and bee venom proteins Diphtheria toxin Ricin Protein lạ/ngoại lai (exotic protein) Monellin Resilin Glue proteins Sinh học phân tử 18 1016 , tu disulfite ) albumin 1.5) Sinh học phân tử 19 (a) (b) Bên Hemoglobin (Hb) 4O2 Bên Hb(O2)4 Glucose Phổi Vận chuyển glucose (một protein màng) Tuần hoàn tĩnh mạch Tuần hoàn động mạch Màng tế bào Tim Mơ 4O2 Hemoglobin (Hb) Hb(O2)4 Hình 1.5 Hai kiểu vận chuyển (a): vận chuyển bên tế bào mô (b): vận chuyển vào khỏi tế bào Sinh học phân tử 20 ) Chẳng hạn: - Fibroin ( - : ( -glutamyl-cysteinyl)n-glycine đ Sinh học phân tử 21 109 nguyên Trong 0oC 2.8 Protein lạ/ngoại lai III Lipid Sinh học phân tử 22 đôi a NH2 H2N HOOC HOOC NH2 NH2 Vị trí kết hợp với kháng nguyên COOH Vị trí kết hợp với cytophage COOH NH2 NH2 b H2N NH2 Kháng nguyên c Kháng thể Hình 1.6 Sơ đồ biểu diễn kháng thể kháng nguyên a: kháng thể gồm chuỗi polypeptide b: kháng thể kết hợp với kháng nguyên c: kết hợp kháng nguyên kháng thể 1.7) Sinh học phân tử 23 1.3 CH3(CH2)10 COOH Lauric CH3(CH2)14 COOH Palmitic CH3(CH2)7CH=CH (CH2)7 COOH Oleic CH3(CH2)4 CH= CH- CH2 CH= CH (CH2)7 COOH Linoleic Oligosaccharide Glycoprotein Glycolipid Protein ngoại biên Lõi kỵ nước Lớp tách rời Protein xuyên màng Gốc acid béo kỵ nước Protein ngoại biên Đầu ưa nước Phân tử lưỡ Glycoprotein Hình 1.7 Sơ đồ biểu diễn đoạn cắt tính màng sinh học Phospholipid Protein ưa nước Hai lớp phospholipid Protein xuyên màng ng IV Polysaccharide a C1 Sinh học phân tử 24 nucleic nucleic acid hay Tài liệu tham khảo/đọc thêm Hồ Huỳnh Thùy Dương 1998 Sinh học phân tử NXB Giáo dục, Hà Nội Alberts B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K and Watson JD 2002 Molecular Biology of the Cell 3rd ed Garland Publishing, Inc New York, USA Lewin B 2000 Gene VII Oxford University Press, Oxford, UK Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL and Darnell J 2004 Molecular Cell Biology 5th ed WH Freeman and Company, New York, USA Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M and Loscik R 2004 Molecular Biology of the Gene The Benjamin Cummings/Cold Spring Habor Laboratory Press, San Francisco, CA, USA Weaver RF 2003 Molecular Biology 2nd ed McGraw-Hill Company Inc New York, USA Sinh học phân tử 25 ... tổ chức phân tử protein - L Sinh học phân tử 15 ( , cuộn xun - L ,l chuỗi polypeptide - Là Sinh học phân tử 16 Bảng 1. 2 Các chức sinh học protein số ví dụ Các nhóm chức Ví dụ Enzyme Ribonuclease... Hình 1. 2 Cấu trúc nucleotide điển hình Sinh học phân tử DNA xoắn kép Nhân phân tử histone nm DNA 11 nm Histone H1 30 nm 300 nm 700 nm 14 00 nm Hình 1. 3 Cấu trúc nucleosome nhiễm sắc thể Phân tử. .. ribosome 70S Sinh học phân tử 11 lớn (50S) Căn vào hệ số lắng, người ta phân biệt ba loại rRNA: 23S rRNA, 16 S rRNA 5S rRNA - Tiểu đơn vị 30S chứa: phân tử 16 S rRNA (có 15 40 nu) 21 ribosomal protein