Bài giảng môn Hóa sinh - Chương 4: Nucleic acid

Bài giảng môn Hóa sinh - Chương 4: Nucleic acid thông tin đến các bạn về thành phần hóa học của nucleic acid; Một số tính chất của nucleic acid; chuỗi xoắn kép của DNA; cấu trúc của các nucleotide điển hình...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng môn Hóa sinh - Chương 4: Nucleic acid 79Chương 4 Nucleic acid4.1. Thành phần hoá học của nucleic acid Nucleic acid, vật chất mang thông tin di truyền của các hệ thốngsống, là một polymer được hình thành từ các monomer là nucleotide.Trong nucleic acid có chứa các nguyên tố C, H, O, N và P. Hàm lượng Ptừ 8- 10% Mỗi nucleotide gồm 3 thành phần kết hợp với nhau theo tỷ lệ1:1:1, bao gồm: nhóm phosphate, đường pentose (là đường 5 carbon) vàmột base nitơ (nitrogen).4.1.1 Base nitơ (Nitrogen) Các base nitơ (nitrogen) thuộc phân tử nucleic acid đều là dẫn xuấtcủa base purine hoặc pyrimidine. Các base purine gồm adenine (6-aminopurine) và guanine (2-amino, 6-aminopurine), các base nitơ pyrimidinegồm thymine (2,6-dioxy, 5-methylpyrimidine), cytosine(2-oxy,6-aminopyrimidine) và uracil (2,6 dioxypyrimidine).( Hình 4.1.)Hình 4.1 Công thức cấu tạo của các base nitơ (nitrogen) trong nucleic acid4.1.2 Đường pentose Đường pentose trong nucleic acid gồm có hai loại là đường deoxyribosevà ribose. Sự có mặt của 2 loại đường này là một trong những đặc điểm để phânbiệt DNA và RNA.4.1.3 Phosphoric acid Là một acid vô cơ - H3PO4 80Hình 4. 2. Công thức cấu tạo của hai loại đường pentose trong nucleic acid4.1.4. Sự tạo thành nucleoside Nucleoside là sản phẩm thuỷ phân không hoàn toàn của nucleicacid. Nucleoside gồm có hai thành phần là đường pentose và một base nitơ(nitrogen, thuộc purine hay pyrimidine). 81 Hình 4. 3. Cấu tạo hoá học của các nucleoside và nucleotide4.1.5. Sự tạo thành nucleotide Nucleotide cũng là sản phẩm thuỷ phân không hoàn toàn củanucleic acid. Nucleotide gồm có ba thành phần: đường pentose, một basenitơ (nitrogen) và phosphoric acid (Hình 4.3).4.1.6. Sự tạo thành nucleic acid Các nucleotide được nối với nhau bằng liên kết phosphodiesterAcide thông qua các nhóm OH ở vị trí C3’ và C5’ của đường pentose đểtạo thành một chuỗi dài gọi là polynucleotide. Do liên kết phosphodiesterđược tao thành ở vị trí C3’ và C5’ nên chuỗi polypeptide có tính phân cực:đầu 5’ thường có gốc phosphate và đầu 3’ thường có OH tự do. Nucleicacid gồm hai loại phân tử có cấu tạo rất giống nhau là DNA(desoxyribonucleic acid) và RNA (ribonucleic acid).4.1.7. Một số nucleotide quan trọng không tham gia cấu tạo nucleic acid - ADP và ATP 82 ADP (adenosindiphosphate) và ATP (adenosintriphosphate) lànhững dẫn xuất của adenine, chúng tham gia quá trình phosphoryl hoá-oxyhoá. ATP được coi là nguồn phosphate cao năng trong tế bào (Hình 4.4). Hình 4.4. Cấu tạo hoá học của ADP và ATP - cAMP(AMP vòng) Adenosinemonophosphate vòng được hình thành từ ATP, cAMP chỉtìm thấy ở tế bào động vật và vi khuẩn, nó thường liên kết với màng bàotương của tế bào và tham gia nhiều quá trình chuyển hoá. cAMP có thểđược sinh ra nhờ một số hormone hoạt hoá adenylcyclase (Hình 4.5.) - UDP và UTP UDP (uridinediphosphate) và UTP (uridinetriphosphate) đều lànhững dẫn xuất của uracil là những coenzyme quan trọng trong các phản ứngtrung gian chuyển hoá glucose và galactose. Ngoài ra, chúng còn tham giatrong việc hình thành những hợp chất phosphate giàu năng lượng. Hình 4.5. Cấu tạo hoá học của AMP vòng (cAMP) - CDP và CTP CDP (cytidindiphosphate) và CTP (cytidinetriphosphate) là nhữngdẫn xuất của cytidine. CTP cũng là hợp chất giàu năng lương và co thểtham gia nhiều phản ứng khác nhau như: phosphoryl hoá ethanolamine để 83dẫn đến sự sinh tổng hợp cephaline hoặc phản ứng với phosphate cholineđể hình thành cytidinediphosphate-choline (CDP-Choline, hình 4.6). Hình 4.6. Cấu tạo hoá học của CDP- cholin4.1.8. Các coenzyme nucleotide Hiện nay người ta biết được một số nucleotide tham gia cấu tạo nêncác coenzyme quan trọng như vitamin B5 (pantothenic acid) trongcoezyme A (SH-CoA), vitamin B2 (riboflavine) trong coenzyme flavinadenine đinucleotide (FAD) và vitamin PP (nicotinamide) trong coenzymenicotinamide adenine dinucleotide (NAD) v.v...Chúng được phosphorylhoá khi làm chức phận nhóm ngoại của các enzyme trong chuyển hoátrung gian, (hình 4.7) 84 FAD Hình 4.7. Cấu tạo hoá học của một số coenzyme4.2. Cấu trúc của nucleic acid4.2.1 DNA (Desoxyribonucleic acid) Phân tử DNA là một chuỗi xoắn kép gồm hai chuỗi đơn. Mỗi chuỗiđơn là một chuỗi nucleotide. Mỗi nucleotide gồm ba thành phần: ...