Thành phần và cấu tạo hoá học của Axit Nuclêic -ADN

DNA và RNA là những hợp chất cao phân tử. Các đơn phân là các nucleotide. Mỗi nucleotide gồm ba thành phần : - H3PO4 - Đường Deoxiribose - Base nitric : + Purin : Guanin (G) + Pyrimidin : Adenin (A) Cytosin (C)Timin (T) Uacin (U) - ARN
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thành phần và cấu tạo hoá học của Axit Nuclêic -ADN Thành phần và cấu tạo hoá học của Axit Nuclêic -ADNDNA và RNA là những hợp chất caophân tử. Các đơn phân là các nucleotide.Mỗi nucleotide gồm ba thành phần :- H3PO4- Đường Deoxiribose- Base nitric :+ Purin : Adenin (A)Guanin (G)+ Pyrimidin : Cytosin (C)Timin (T) Uacin (U) - ARNTrong nucleotide, base purin sẽ gắn vớiC1 của đường ỏ N9. Nếu là pyrimidinthì sẽ gắn với C1 của đường ở N3.C5 của đường gắn với nhómphosphate.Trong mạch, 2 nucleotide nối với nhaunhờ mối liên kết giữa nhóm3’-OH của đường với nhóm -OH củaH3PO4, cùng nhau mất đi một phân tửnước.Nếu phân tử chỉ gồm đường vànitrogenous base gọi là nucleoside.Cấu tạo hóa học của DNATrên cơ sở các nghiên cứu của mình,Chargaff (1951) đã đưa ra kết luận:+ Số lượng A = T, G = C+ Tỉ số (A +T)/(G + X) đặc trưng chomỗi loài sinh vật.Các base căn bản của acid nucleic bắtcặp bổ sungCũng trong thời gian này, Wilkins vàFranklin (người Anh) nghiên cứu, phântích tán xạ bằng tia rơnghen, kết luận:+ Các purin và pyrimidin có cấu trúcphẳng, mặt phẳng của chúng được xếpvuông góc với trục dài của mạchpolynucleotide cái này xếp chồng lêncái kia, khoảng cách trung tâm giữahai mặt phẳng kề nhau là3,4Angstroms+ Mạch polynucleotide xoắn thành lò xoquanh trục giữa, mỗi bước xoắn là34Ao (ứng với 10 nu)+ Việc so sánh nồng độ DNA đo đượcvới các số liệu tính toán trêncơ sở sắp không gian của các nguyên tửcho thấy DNA có nhiều hơn một mạchpolynucleotide.Năm 1951, J. Watson và F. Crick: tổnghợp các số liệu phân tích hóa học và tánxạ của tia X, để xây dựng nên mô hìnhcấu trúc phân tử DNA. Theo mô hìnhnày, phân tử DNA có những đặc trưngchủ yếu trong cấu trúc không gian nhưsau:1. Phân tử DNA gồm hai chuỗipolynucleotide xoắn song song ngượcchiều quanh một trục chung.2. Các gốc base quay vào phía trongcủa vòng xoắn, còn các gốc H3PO4,pentose quay ra ngoài tạo phần mặt củahình trụ. Các mặt phẳng của phân tửđường nằm về phía phải của cácbase. Còn các base thì xếp trên nhữngmặt phẳng song song với nhau và thẳnggóc với trục phân tử. Khoảng cách giữacác cặp base là 3,4 Ao. Chúng lệch nhaumột góc 360 nên cứ 10 gốc (10nucleotide) tạo nên một vòng quay.3. Chiều cao của mỗi vòng xoắn là 34Ao, gồm 10 bậc thang do 10cặp base tạo nên. Đường kính của vòngxoắn là 20 Ao.4. Hai chuỗi polynucleotide gắn vớinhau qua liên kết hydro được hìnhthành giữa các cặp base đứng đối diệnnhau theo nguyên tắc bổ sung cặp đôinghiêm ngặt: A luôn luôn liên kết với Tbằng 2 mối liên kết hydro, G liên kếtvới X bằng 3 mối liên kết hydro. Do đótrong phân tử DNA tổng số base loạipirimidin luôn bằng tổng số các baseloại purin (quy luật Chargaff).+ Khoảng cách giữa hai mạchpolynucleotide luôn xác định, không thayđổi. Khoảng cách này bằng kích thướccủa một base loại purin cộng với kíchthước của một base loại pirimidin.+ A luôn luôn đi với T là vì giữa 2 basenày chỉ có khả năng hình thành nên hailiên kết hydrro ở các vị trí N6 - O6 vàN1 - N1. G luôn luôn đi với X vì giữa 2base này có thể tạo ra 3 liên kết hydro ởcác vị trí N6 - O6, N1 -N1 và N2 - O2.Vì vậy mà A chỉ liên kết với T và G chỉliên kết với C.5. Tính chất bổ sung giữa các cặpbase dẫn đến tính chất bổ sung giữahai chuỗi polynucleotide của DNA. Dođó biết thành phần, trật tự sắp xếp củacác nucleotide trên chuỗi này sẽ suy rathành phần, trật tự sắp xếp của cácnucleotide trên chuỗi kia. Đặc điểm quantrọng nhất của mô hình là đối song song(antiparallel). Để các bazơ tương ứngđối diện nhau, hai mạch cần phải bốtrí: đầu của sợi này đối diện vớiđuôi của sợi kia. Mô hình Watson-Crick ra đời từ năm 1953 và trong vòng25 năm tiếp theo nó được công nhận vàsử dụng rộng rãi.Mãi đến những năm 70, nhờ dùngcác phân tích chính xác nhiều dạngDNA đã được phát hiện, dạng thườnggặp là dạng B theo mô hình của Watson-Crick, đây là cấu trúc phổ biến chohầu hết sinh vật. Mỗi dạng DNA làmột dòng họ các phân tử có kích thướcdao động quanh các trị số trung bìnhHai chỉ số được dùng để đánh giá DNA- Chỉ số h: là chiều cao giữa hai nu kềnhau.- Chỉ số n: số nucleotide của một vòngxoắnNgoài DNA dạng B, còn nhiều dạngxoắn phải khác (A, C, D ...) chúngphân biệt với DNA dạng B về khoảngcách giữa các base cũng như độ nghiêngcủa chúng so với trục và sự phân bố trênchuỗi kép.Gần đây, người ta còn phát hiện ramột dạng DNA có bộ khung zigzagvà đóng xoắn theo chiều trái, gọi là DNAxoắn trái hay DNA Z, trên mỗi vòngxoắn có tới 12 cặp base. Giải thích sựtồn tại của DNA Z có nhiều quan niệmkhác nhau: Theo Watson, chỉ trong nhữngđiều kiện đặc biệt, như nồng độ muốicao thì các vùng chứa trình tự...GCGCGC... chuyển sang cấu hình Z,ngược lại ở nồng độ muối thấp chúngquay trở lại dạng B. Điều đó chứng tỏDNA Z có thể đóng vai trò giảm sứccăng cục bộ trong phân tử DNA siêuxoắn hoặc có thể tương tác đặc thù vớicác protein điều hòa. Tuy nhiên A. Ric ...