Chương 6: NUCLEIC ACID VÀ SỰ CHUYỂN HOÁ CỦA NUCLEIC ACID

Nucleic acid có vai trò quan trọng trong sinh học. Chúng là những chất mang thông tin di truyền và chuyển những thông tin di truyền này đến trao đổi chất. Cấu tạo của chúng gồm nhiều đơn phân có ba thành phần: basơ nitơ, phosphate và ribose hoặc desoxyribose.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 6: NUCLEIC ACID VÀ SỰ CHUYỂN HOÁ CỦA NUCLEIC ACID Chương 6 NUCLEIC ACID VÀ SỰ CHUYỂN HOÁ CỦA NUCLEIC ACID 6.1 Cấu trúc của nucleic acid Nucleic acid có vai trò quan trọng trong sinh học. Chúng là những chất mang thôngtin di truyền và chuyển những thông tin di truyền này đến trao đổi chất. Cấu tạo củachúng gồm nhiều đơn phân có ba thành phần: basơ nitơ, phosphate và ribose hoặcdesoxyribose. Base nitơ là dẫn xuất của pyrimidine hoặc purine. Pyrimidine được tổng hợp từcarbamylphosphate và asparagine. Purin được tổng hợp từ asparagin, glycine,glutamine, CO2 và formiate được hoạt hoá bởi tetrahydrofolic acid. Adenine và guanine là những dẫn xuất của purine. Cytosine, thymine và uracil là dẫnxuất của pyrimidine. Ở trạng thái cân bằng nguyên tử H của nhóm hydroxyl dịch chuyển đến nguyên tử N. 222 Ở dạng này nguyên tử H đứng cạnh nguyên tử N có thể tạo một liên kết N-glycosidvới một ribose. Ribose là thành phần đường của ribonucleic acid (RNA). Desoxyribose là thànhphần đường của desoxyribonucleic acid (DNA). Desoxyribose khác với ribose chỉ ở vịtrí carbon thứ 2: ở desoxyribose có 1 nguyên tử H thay cho nhóm OH.Desoxyribose được tạo nên từ ribose ở sinh vật nhân chuẩn bằng phản ứng khử nhờenzyme nucleosidiphosphate-reductase, phản ứng khử được thực hiện nhờ 2 nhóm SHcủa enzyme. Phản ứng tổng quát được biểu diễn như sau: Đường (ribose, desoxyribose) liên kết với base nitơ bằng liên kết glycoside. Ngườita gọi chúng là nucleoside. Sự biểu diễn những base nitơ quan trọng nhất và nucleosidenhư sau: Base nitơ Nucleoside Adenine Adenosine 223 Guanine Guanosine Cytosine Cytidine Thymine Thymidine Uracil Uridine Sự biểu diễn các nucleotide và nucleotidphosphate cũng theo quy luật này, ví dụ:thymidinmonophosphate hoặc adenosintriphosphate. Ở nucleoside nguyên tử H củanhóm OH đính ở vị trí carbon thứ 5 được thay thế bằng nhóm phosphate, như vậy tađược một nucleotide. Nucleoside: Ribose- Base nitơ Nucleotide: Phosphate - Ribose - Base nitơ Đường liên kết với base nitơ bằng liên kết glycoside, với phosphate bằng liên kếtester. Ở nucleotide này, một nucleotide thứ 2 kết hợp vào, ở đây H của nhóm OH đính ởvị trí carbon thứ 3 được thay thế bằng một nucleotidyl, được biểu diễn như sau: Nguyên tử H của nhóm hydroxyl ở vị trí C3 của nucleotide thứ hai được thay thếbằng một “nucleotidyl” tiếp theo, nghĩa là chuỗi kéo dài theo hướng của ribose ở vị tríC3. Nucleotidyl là gốc của một nucleotide, là nucleosidphosphoryl. 224 Hình 6.1 Cấu tạo chung của một ribonucleic acid Theo nguyên tắc này có thể tạo nên một chuỗi rất dài. Ở một đầu nó mang mộtnhóm phosphate và đầu kia một nhóm OH tự do của đường ribose. Ở hình 6.1 biểu diễncấu trúc của 1 sợi đơn của RNA, ở đây n là một số có độ lớn 102 đến104 . Nucleic acid là một polyme, được tạo nên rất hệ thống, với một nhóm phosphate ởmột đầu và một nhóm OH ở vị trí carbon thứ 3 của ribose hoặc desoxyribose ở đầu kia.Gốc phosphate của nucleic acid còn chứa một nhóm OH tự do, nhóm này có khả năngphân ly H+. Vì vậy ở khía cạnh này phân tử có tính acid và người ta gọi là nucleic acid.Các base nitơ, cùng với mạch bên ngắn của những sợi rất dài có khả năng kết hợp vớiproton một đôi điện tử đơn độc của các nguyên tử nitơ của chúng. Trường hợp này phântử có tính kiềm. Các sợi đơn của DNA được tạo nên tương tự RNA. Trình tự của các base nitơ riêng lẽ và thành phần của nó trong toàn bộ phân tử lànhững tiêu chuẩn quan trọng nhất của nucleic acid. DNA chứa chỉ 4 base nitơ khácnhau: adenine, thymine, guanine và cytosine. Trình tự của chúng trong phân tử DNAgắn liền với toàn bộ yếu tố di truyền của sinh vật. Sinh vật càng phát triển cao thì sợiDNA của chúng càng dài và trọng lượng càng lớn. Trọng lượng phân tử của DNA củavi sinh vật khoảng 109, của người khoảng 3,8. 1010. Có khoảng hàng nghìn nucleotidetrên một phân tử. Phân tử dài nhất đã được biết có 108 nucleotide, tương ứng với độ dàilà 3mm. Bình thường thì phân tử DNA gồm 2 sợi chạy ngược chiều nhau và quấn vào nhau.Hai sợi chạy đối song và ngược chiều nhau với theo hướng từ C5 đến C3. Những basenitơ hướng về trục helix được bảo vệ trước những ảnh hưởng bên ngoài nhờ chuỗiribosephosphate. Tương tự polypeptide các phân tử DNA có cấu trúc bậc một là trình tự cácnucleotide và cấu trúc bậc hai là sự xoắn của mạch kép. Trên một vòng xoắn có 10 base 225nitơ. Ở đây mỗi base nitơ có một base đối diện xác định. Adenine đối diện với thymine,guanine với cytosine. Sự đối diện này là do các cầu hydro được tạo nên giữa dẫn xuấtpyrimidine ...