Chương Acid nucleic Nội dung 5.1 Những vấn đề acid nucleic 5.2 DNA 5.3 Các RNA 5.1 Những vấn đề nucleic acid 5.1.1 Nucleotide, yếu tố nucleic acid 5.1.2 Cấu trúc nucleic acid 5.1.1 Nucleotide, yếu tố nucleic acid ➢ Nucleotide gì? ➢ Vai trò nucleotide ➢ lượng trình trao đổi chất ➢ liên kết hóa học cần thiết phản ứng tế bào đến hormone kích thích ngoại bào khác ➢ thành phần cấu trúc loạt cofactor enzyme chất trao đổi chất trung gian ➢ thành phần acid nucleic 5.1.1 Nucleotide, yếu tố nucleic acid ➢ Trình tự amino acid protein tế bào trình tự nucleotide RNA đặc hiệu trình tự nucleotide DNA tế bào ➢ Gen đoạn phân tử DNA có chứa thơng tin di truyền quy định tổng hợp nên sản phẩm chức sinh học, dù protein hay RNA ➢ RNA bao gồm loại: ➢ RNA ribosome (rRNA) thành phần ribosome ➢ RNA thông tin (mRNA) phân tử trung gian, mang thông tin di truyền gen đến ribosome ➢ RNA vận chuyển (tRNA) phân tử nhận để dịch thơng tin mRNA vào trình tự cụ thể amino acid 5.1.1 Nucleotide, yếu tố nucleic acid Luận thuyết trung tâm (central dogma) di truyền phân tử 5.1.2 Cấu trúc nucleic acid Hình 5.1 Cấu trúc thành phần nucleotide phổ biến 5.1.2 Cấu trúc nucleic acid 5.1.2 Cấu trúc nucleic acid Hình 5.3 Liên kết phosphodiester DNA RNA 5.2 DNA 5.2.1 Cấu trúc phân tử DNA – Mơ hình xoắn kép DNA Watson - Crick 5.2.2 Tính chất DNA 5.2.3 DNA tế bào 5.2.4 Sự mã DNA 5.2.2 Tính chất DNA ➢ Lai nucleic acid ➢ Lai pha rắn ➢ Phương pháp thấm Southern (Southern blot), ơng E.Southern tìm ra, dùng cho DNA ➢ Phương pháp thấm Northern (Northern blot) dùng cho RNA ➢ Phương pháp dot (điểm) slot (khe) dùng cho DNA RNA ➢ Lai chỗ kiểu lai phân tử đó, trình tự nucleotide cần tìm (trình tự đích) nằm tế bào hay mơ ➢Dùng phương pháp lai DNA xác định mối quan hệ họ hàng loại 5.2.2 Tính chất DNA Hình 5.8 Phương pháp Southern blot 5.2.3 DNA tế bào ➢ DNA sinh giới ➢ Cấu trúc xoắn kép ➢ chiều dài DNA gen gấp 1000 lần chiều dài tế bào Sinh vật Chiều dài gen đơn bội (số cặp base) Virus 103 đến 105 E.coli 4,5.106 Nấm men 5.107 Caenorabditis elegans 8.107 Drosophila 1,5.108 Động vật có xương sống 108 đến 1010 Người 3.109 Thực vật 1010 đến 1011 5.2.3 DNA tế bào ➢ Bộ gen prokaryotae ➢ Bộ gen (genome) vi khuẩn E.coli đa số sinh vật tiền nhân phân tử DNA có dạng vòng tròn khơng gắn protein để tạo phức hợp nhiễm sắc thể Eukaryotae ➢ DNA có dạng cấu trúc tô-pô ➢ Dạng thứ nhất: siêu xoắn, mạch kép vặn xoắn hình số Đây dạng tự nhiên (native) tế bào vi khuẩn ➢ Dạng thứ hai: vòng tròn, sợi DNA căng tròn Dạng có sợi DNA siêu xoắn bị cắt đứt hai mạch kép ➢ Dạng thứ ba: thẳng, DNA bị đứt hai mạch 5.2.3 DNA tế bào ➢ Nhiễm sắc thể Eukaryotae ✓ DNA tổ chức thành nhiều NST nhân ✓ NST gồm DNA nhiều protein gắn vào • Histon giữ vai trò cốt lõi việc cuộn lại điều hòa hoạt tính DNA 5.2.4 Sư mã DNA ➢ Sao chép khn ➢ Tính chất DNA khả tự chép (sao mã) ➢ Nếu biết trình tự nucleotide mạch xác định xác trình tự đặc hiệu nucleotide mạch bổ sung với ➢ Hai mạch cũ phân tử DNA ban đầu tách ra, làm khuôn để tổng hợp mạch ➢ Kiểu chép gọi bán bảo tồn (semi-conservative) 5.2.4 Sư mã DNA ➢ Thí nghiêm M.Meselson Stahl chứng minh DNA chép theo phương thức bán bảo tồn 5.2.4 Sư mã DNA ➢ Điều kiện chế chung trình chép DNA ➢ Các liên kết hydro phải bị phá vỡ để tách rời hai mạch ➢ Phải có đoạn mồi (primer) tức đoạn DNA hay RNA mạch đơn ngắn bắt cặp với mạch đơn khuôn ➢ Đủ loại nucleoside triphosphate (dATP, dGTP, dTTP dCTP) bắt cặp bổ sung với nucleotide mạch khuôn ➢ Mạch tổng hợp theo hướng 5’P → 3’OH ➢ Các nucleotide nối lại với liên kết cộng hóa trị để tạo mạch ➢ Có enzyme đặc hiệu tham gia điều khiển trình 5.2.4 Sư mã DNA Hình 5.10 Sao chép DNA vi khuẩn E.coli 5.3 Các RNA 5.3.1 Đặc điểm chung RNA 5.3.2 Các loại RNA 5.3.1 Đặc điểm chung RNA ➢ mạch polynucleotide đơn, ➢ đường pentose (5C) ribose ➢ ngồi A, G, C uracil (U) thay cho thymin ➢ RNA gồm có loại sau: ✓ mRNA (messenger RNA) - RNA thông tin ✓rRNA (ribosomal RNA) - RNA ribosome ✓ tRNA (transfer RNA) - RNA vận chuyển ✓ - pre - rRNA (tiền rRNA ribosome) RNA tổng hợp từ DNA, sau splicing trở thành rRNA ✓ - pre - tRNA (tiền rRNA vận chuyển) RNA tổng hợp từ DNA, sau splicing trở thành tRNA ✓ - hn RNA (heterogenous nuclear RNA) RNA không đồng nhân tế bào ✓ - sn RNA (small nuclear RNA) - RNA nhỏ nhân ✓ - sc RNA (small cytoplasmic RNAs) - RNA nhỏ tế bào chất 5.3.2 Các loại RNA ➢ rRNA ribosome ✓rRNA chiếm tỉ lệ cao (75% tổng số RNA) ✓ Các ribosome Eukaryotae có hệ số lắng 70S, gồm hai tiểu phần 50S 30S ✓ Các ribosome Eukaryotae có hệ số lắng 80S, gồm hai tiểu phần 60S 40S ➢ tRNA (RNA vận chuyển) ✓ loại tRNA đặc hiệu cho loại amino acid ✓ chiều dài khoảng 73 đến 93 nucleotide ✓ cấu trúc gồm mạch cuộn lại hình chẻ ba nhờ bắt cặp bên phân tử, đầu mút 3’ có trình tự kết thúc CCA ✓ Amino acid luôn gắn vào đầu CCA 5.3.2 Các loại RNA Hình 5.12 Phân tử tRNA 5.3.2 Các loại RNA ➢mRNA (RNA thông tin) ➢ RNA quan trọng dùng làm khn trực tiếp cho q trình tổng hợp chuỗi polypeptide tế bào chất Hình 5.13 Cấu trúc mRNA Eukaryotae ➢Mũ (cap) ➢ bảo vệ mRNA khỏi bị phân hủy enzyme yếu tố khác ➢ yếu tố để nhận biết vị trí tiếp xúc ribosome ... 5.1 Những vấn đề acid nucleic 5.2 DNA 5.3 Các RNA 5.1 Những vấn đề nucleic acid 5.1.1 Nucleotide, yếu tố nucleic acid 5.1.2 Cấu trúc nucleic acid 5.1.1 Nucleotide, yếu tố nucleic acid ➢ Nucleotide... loạt cofactor enzyme chất trao đổi chất trung gian ➢ thành phần acid nucleic 5.1.1 Nucleotide, yếu tố nucleic acid ➢ Trình tự amino acid protein tế bào trình tự nucleotide RNA đặc hiệu trình tự... chuyển (tRNA) phân tử nhận để dịch thơng tin mRNA vào trình tự cụ thể amino acid 5.1.1 Nucleotide, yếu tố nucleic acid Luận thuyết trung tâm (central dogma) di truyền phân tử 5.1.2 Cấu trúc nucleic