CHƯƠNG II TẾBÀO LÀNHÀMÁY SẢN XUẤT VÀ CÔNG CỤ THỬ NGHIỆM CỦA CNSH I. CÁC PHÂN TỬ II. CÁC GEN III. CÁC TẾ BÀO IV. CẢI BIẾN VÀ SỬ DỤNG TẾ BÀO • Tế bào thể hiện thực sự là một nhà máy tí hon : trong các thành phần tế bào diễn ra vô số phản ứng enzyme dưới sự kiểm soát chính xác về không gian và thời gian (của bộ gen). • Các tế bào cũng thực hiện như õ ng công việc tinh vi (và vô cùng phức tạp) mà các kỹ sư tài giỏi nhất vẫn chưa bắt chước được. I. CÁC PHÂN TỬ. • 1. Các nguyên tố cơ thể sống. Sự hoàn hảo của hóa học tế bào sống thể hiện ngay trong thành phần các nguyên tố vốn có trong thiên nhiên. Trong 92 nguyên tố của thiên nhiên chỉ 25 có trong các sinh vật. Bảng II.1. Tỉ lệ tương đối và tầm quan trọng các nguyên tố trong cơ thể người. • Tên và tỉ lệ (%) Tầm quan trọng hay chức năng • 1. Oxygen (O) 65 Tham gia vào hô hấp; có trong nước và hầu hết các chất hữu cơ. • 2. Carbon (C) 18 Tạo khung chất hữu cơ; có thể tạo liên kết với 4 nguyên tử khác. • 3. Hydrogen (H) 10 Có trong hầu hết các chất hữu cơ và thành phần của nước. • 4. Nitrogen (N) 3 Thành phần của các protein, acid nucleic. • 5. Calcium (Ca) 1,5Thành phần xương và răng; quan trọng trong co cơ, dẫn truyền xung thần kinh, và đông máu. • 6. Phosphor (P) 1 Thành phần acid nucleic; xương; rất quan trọng trong chuyển năng lượng. • 7. Kalium (K) 0.4 (Potassium) Cation (ion + ) chủ yếu tế bào; quan trọng cho hoạt động thần kinh và co cơ. • 8. Sulfur (S) 0.3 Thành phần của protein. • 9. Natrium (Na) 0.2 • (Sodium) Ion + chủ yếu trong dòch của mô; quan trọng trong cân bằng chất dòch; ong dẫn truyền xung thần kinh. • 10.Magnesium(Mg) 0.1 Cần cho máu, các mô; thành phần nhiều hệ enzyme. • 11. Chlor (Cl) 0.1 Anion chủ yếu của d òch cơ thể; quan trọng trong cân bằng nội dòch. • 12.Ferrum(Sắt)(Fe) vết Thành phần của hemoglobin, myoglobin và một số enzyme. • 13. Iod ( I ) vết Thành phần của hormone tuyến giáp (thyroid). • Các nguyên tố khác có rất ít (< 0,01%) thường gọi là vi lượng hay vi tố. 2. Ca ù c cha á t vô cơ, h ư õ u cơ. a. Nước (H 2 O). • b. Các chất vô cơ khác. • Bộ xương chứa nhiều chất vô cơ nhất (khoảng 1/10 trọng lượng người, chủ yếu Ca).Các chất thường gặp: NaCl, KCl, NaHCO 3 , CaCl 2 , CaCO 3 , MgSO 3 , NaH 2 PO 4 “Ionomics”: các gen làm thế nào điều hòa tất cả các ion trong tế bào ? -> tạo thực vật cần ít phân bón hơn, sản phẩm thu hoạch có giá trò dinh dưỡng cao hơn và thực vật có thể hút bỏ các kim loại gây ô nhiễm đất. Các chất hữu cơ phân tử nhỏ gồm các chất như hydrocarbon, carbohydrate, lipid, các amino acid và các nucleotide cùng các dẫn xuất. • Carbohydrate là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu của sinh vật. Thực vật tổng hợp nên các chất đường đơn, đôi và tinh bột. Động vật ăn carbohydrate của thực vật và dự trữ ở dạng glycogen. Glucose có trong dòch sinh vật và được duy trì ở một nồng độ ổn đònh. • Glucose còn là nguồn nguyên liệu tổng hợp các chất khác. • Lipid :Các acid béo, Glycerid còn gọi là mỡ trung tính, Phospholipid. Các steroid và polyisoprenoid. Phospholipid-> màng tế bào. Glycerid nguồn dự trữ năng lượng dài hạn Ca ù c amino acid : Ca ù c amino acid co ù hai nhóm chứa: amin -NH 2 mang tính kiềm và carboxyl-COOH tính acid. • Các L-amino acid nối nhau bằng liên kết peptid để tạo thành mạch polypeptid. Mạch polypeptid có hai đầu mút: đầu -N và đầu C • Có 20 amino acid với các chữ viết tắt gồm 3 chữ [...]... WATSON-CRICK • – Năm 1953, mô hình cấu trúc phân tử DNA của Watson-Crick đặt nền móng cho sự phát triển của Sinh học phân tử " Học thuyết trung tâm " của sinh học phân tử : • DNA > RNAm > protein • sao chép phiên mã dòch mãû • 2 Học thuyết trung âm 3 Điều hòa sự biểu hiện của gen • Các sinh vật đơn bào là một tế bào Cơ thể sinh vật đa bào gồm nhiều tế bào có sự biệt hóa chức năng, nhưng toàn... và trong không gian tuân theo chương trình phát triển cá thể III CÁC TẾ BÀO • 1 Tế bào là đơn vò cơ sở của Sinh giới • 2 Tế bào nhân sơ Prokaryotae và nhân chuẩn Eukaryotae • 3 Phân bào và sự chết theo chương trình (apoptosis) của tế bào • 4 Hoá học của tế bào : Tế bào là một "nhà máy hoá học đặc biệt" • 5 Tín hiệu tế bào (Cell signalling) • 6 Khả năng tự sinh sản Tế bào - một đối tượng cho những khám... CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO • 1 Tuân theo các quy luật vật lý và hóa hocï nhưng có những đặc điểm riêng • 2 Trật tự sinh học • Biểu hiện đúng trong không gian và thời gian • 3 Phản ứng nhờ vào hệ thống cấu trúc và tổ chức của tế bào • 4 Sự xúc tác của enzyme • 5 Gởi tín hiệu xa với độ chính xác cao II CÁC GEN • Sự xuất hiện khái niệm gen, nhân tố di truyền đã cung cấp cho sinh học một đơn vò chính... hiện tượng muôn màu muôn vẽ của sinh giới Ví dụ, trong số hàng ngàn enzyme của tế bào, các nhà sinh hóa học muốn tách đúng cái cần tìm thì phải dựa vào các đột biến sai hỏng ở chức năng tương ứng • - Quan hệ tiến hóa : chuột làm mô hình SỰ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM GEN • Năm 1865, Gregor Mendel và các quy luật Mendel • Năm 1868, Frederic Miesher phát minh DNA • Năm 191 0-1 920 , T.H.Morgan với thuyết DI TRUYỀN... HỌC MENDEL Năm 1865, Gregor Mendel nêu ra các quy luật di truyền và khái niệm nhân tố di truyền, mà sau này gọi là gen Năm 1900 được coi là năm ra đời của Di truyền học với phát minh lại các quy luật Mendel Đầu thế kỷ 20 , khái niệm gen được xác lập, nhưng ở dạng trừu tượng : nhân tố di truyền xác đònh một tính trạng Đột biến chuột béo phì do sai hỏng protein lectin MÔ HÌNH CẤU TRÚC DNA CỦA WATSON-CRICK... bào là một "nhà máy hoá học đặc biệt" • 5 Tín hiệu tế bào (Cell signalling) • 6 Khả năng tự sinh sản Tế bào - một đối tượng cho những khám phá kì diệu trong thế kỉ 21 • Các sinh vật có cấu trúc hoá học rất phức tạp Tuy nhiên, chỉ các chất hoá học phức tạp chưa đủ để có hoạt động sống Chúng phải được tổ chức lại trong các phức hệ phân tử của nhiều bào quan với những chức năng chuyên biệt khác nhau, để... truyền • – Cơ chế phân tử của đột biến • – Biết trình tự nucleotide mạch1, suy ra trình tự tương ứng mạch 2 • – Biến tính (Denaturation) và hồi tính (renaturation) DNA dẫn đến lai nucleic acid và lai phân tử làm cơ sở cho các chẩn đoán mới • – Tiềm năng cho sữa sai, khi sai ở mạch 1 dựa vào mạch 2 để sửa sai – – Thuận tiện cho cắt nối, ghép gen Biến tính DNA và lai nucleic acid • ARN có các đặc điểm... hàng nghìn đoạn (6 nucleoide) đặc hiệu lặp lại Trong mỗi lần nguyên phân, telomere mất đi từ 50 đến 20 0 nucleotide và cứ thế NST thể ngắn dần theo số lần nguyên phần • Enzyme telomerase đặc hiệu giúp duy trì độ dài bình thường của NST, nó hiện diện trong các tế bào phân chia không giới hạn như các tế bào sinh dục, ung thư, và trong vài kiểu tế bào bình thường (như tế bào tủy xương) có vai trò cung cấp... hợp protein • + Đầu đối diện có vò trí gắn axit amin đặc hiệu 5 Protein • Các enzyme hay ferment là nhóm protein lớn nhất và quan trọng nhất Có hàng nghìn enzyme và mỗi cái xúc tác một kiểu phản ứng sinh hóa nhất đònh • Các protein đảm nhận nhiều chức năng quan trọng của sự sống như xúc tác, cấu trúc, vận chuyển, vận động, bảo vệ và hoạt tính điều hòa • Một số protein đặc biệt : bacteriorhodopsin,... thành tế bào là đơn vò cơ sở của sự sống • Việc hiểu rõ cấu trúc của tế bào là cơ sở để nắm vững các cơ nguyên căn bản của sự sống Tế bào Prokaryotae : E coli Tế bào Eukaryotae 3 Phân bào và sự chết theo chương trình • Nguyên phân và apoptosis điều hoà số lượng tế bào trong quá trình phát triển, tăng trưởng và làm lành vết thương • Sự kiểm soát chu trình tế bào : Một nhóm các protein tương tác lẫn nhau . Phospholipid-> màng tế bào. Glycerid nguồn dự trữ năng lượng dài hạn Ca ù c amino acid : Ca ù c amino acid co ù hai nhóm chứa: amin -NH 2 mang tính kiềm và carboxyl-COOH tính acid. • Các L-amino. chiều của protein ĐẶC ĐIỂM CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO • 1. Tuân theo các quy luật vật lý và hóa hocï nhưng có những đặc điểm riêng. • 2. Trật tự sinh học • Biểu hiện đúng trong không gian và. ngay trong thành phần các nguyên tố vốn có trong thiên nhiên. Trong 92 nguyên tố của thiên nhiên chỉ 25 có trong các sinh vật. Bảng II.1. Tỉ lệ tương đối và tầm quan trọng các nguyên tố trong