DI TRUYỀN HỌC PHÂN TỬ VÀ TẾ BÀO CHƯƠNG 1 Liªn kÕt hãa häc cña Liªn kÕt hãa häc cña c¸c ®¹i ph©n tö sinh häc Đinh Đoàn Long Bộ môn DI TRUYỀN HỌC Ch−¬ng 1. Liªn kÕt hãa häc cña c¸c ®¹i ph©n tö sinh häc ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC TẦM QUAN TRỌNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LIÊN KẾT YẾU TẦM QUAN TRỌNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LIÊN KẾT CAO NĂNG CÁC LIÊN KẾT MẠNH VÀ YẾU QUI ĐỊNH CẤU HÌNH CÁC ĐẠI PHÂN TỬ Đinh Đoàn Long Bộ môn DI TRUYỀN HỌC Ch−¬ng 1. Liªn kÕt hãa häc cña c¸c ®¹i ph©n tö sinh häc ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC TẦM QUAN TRỌNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LIÊN KẾT YẾU TẦM QUAN TRỌNG VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LIÊN KẾT CAO NĂNG CÁC LIÊN KẾT MẠNH VÀ YẾU QUI ĐỊNH CẤU HÌNH CÁC ĐẠI PHÂN TỬ Đinh Đoàn Long Bộ môn DI TRUYỀN HỌC ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Liên kết hóa học là lực hấp dẫn giữ các nguyên tử với nhau. Sự kết tụ của các nguyên tử thành một khối có kích thước xác định gọi là phân tử. • Cấu hình không gian của các đại phân tử sinh học (ADN, ARN và protein) qui định trạng thái hoạt Đinh Đoàn Long Bộ môn DI TRUYỀN HỌC protein) qui định trạng thái hoạt động chức năng của chúng. Cấu hình này được xác định không chỉ bởi các liên kết mạnh (liên kết cộng hóa trị) mà còn bởi nhiều liên kết hoặc tương tác yếu khác (liên kết ion, liên kết hydro, lực Van der Waals, tương tác kị nước). ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Liên kết mạnh (liên kết cộng hóa trị) hầu như không bao giờ tự đứt gãy trong điều kiện sinh lý cơ thể. Trong khi, các liên kết yếu thì dễ đứt gãy hơn nhiều và khi tồn tại đơn lẻ, thời gian tồn tại của chúng thường rất ngắn. • Nhưng điểm đáng lưu ý là: khi nhiều liên kết yếu tập hợp theo một trật tự nhất định thì các liên kết yếu có thể tồn tại lâu dài. Đinh Đoàn Long Bộ môn DI TRUYỀN HỌC • Các loại liên kết và tương tác hóa học khác nhau về:  Lực (năng lượng) liên kết  Số liên kết tối đa mà mỗi nguyên tử có thể tạo ra  Khoảng cách giữa các nguyên tử  Góc liên kết  Mức quay tự do ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Các liên kết hóa học khác nhau về lực (năng lượng) liên kết Các liên kết và tương tác yếu (ion, hydro, van de Waals) Các liên kết mạnh (cộng hóa trị) Hydro (3 - 7) Ion (3 - 7) Van der Waals (1 - 2) Động năng Thủy phân ATP Đinh Đoàn Long Bộ môn DI TRUYỀN HỌC Động năng nhiệt (0,6) Thủy phân ATP Liên kết phosphoandehyde Lực liên kết tăng dần ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Các liên kết hóa học khác nhau về số liên kết tối đa mà mỗi nguyên tử có thể tạo ra. Trong đó, số liên kết cộng hóa trị tối đa một nguyên tử có thể tạo ra chính là hóa trị của nguyên tử đó. Các điện tử LK cộng hóa trị Đinh Đoàn Long Bộ môn DI TRUYỀN HỌC Khí mêthan ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC Đặc điểm liên kết của các nguyên tử phổ biến nhất có trong các phân tử sinh học Nguyên tử và điện tử lớp vỏ Số liên kết cộng hóa trị Dạng hình học liên kết điển hình Đinh Đoàn Long Bộ môn DI TRUYỀN HỌC hoặc 6 hoặc 4 ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Số liên kết yếu tối đa mà mỗi nguyên tử có thể tạo ra chỉ phụ thuộc vào điều kiện có thể hình thành các liên kết đó. Đinh Đoàn Long Bộ môn DI TRUYỀN HỌC Các liên kết và tương tác yếu Phức hệ bền vững Phức hệ kém bền hơn ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Các liên kết hóa học khác nhau về khoảng cách giữa các nguyên tử. Trong đó, khoảng cách giữa các nguyên tử càng gần khi lực liên kết càng tăng. Đinh Đoàn Long Bộ môn DI TRUYỀN HỌC Tương tác Van der Waals (r = 0,14 nm) LK cộng hóa trị (r = 0,062 nm) [...]...C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C • Các liên k t hóa h c khác nhau v góc liên k t Trong liên k t c ng hóa tr , góc liên k t gi a các nguyên t nh t nh là n nh … … còn gi a các liên k t y u thư ng kém n inh oàn Long nh B môn DI TRUY N H C C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C • S n v góc liên k t gi a các nguyên t trong liên k t c ng hóa t o nên tính phân c c … Momen... tö sinh häc C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C T M QUAN TR NG VÀ C I M C A CÁC LIÊN K T Y U T M QUAN TR NG VÀ C I M C A CÁC LIÊN K T CAO NĂNG CÁC LIÊN K T M NH VÀ Y U QUI inh oàn Long NH C U HÌNH CÁC I PHÂN T B môn DI TRUY N H C T M QUAN TR NG C A CÁC LIÊN K T Y U M c dù các i phân t sinh h c quan tr ng nh t c a di truy n h c (ADN, ARN và protein), u ư c t o nên b i các liên k t c ng hóa. .. phân c c … Momen lư ng c c … ho c không phân c c c a các phân t inh oàn Long B môn DI TRUY N H C C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C • Các liên k t hóa h c khác nhau v m c quay t do Các liên k t c ng hóa tr ơn cho phép các nguyên t quay t do xung quanh nguyên t , trong khi các liên k t c ng hóa tr kép ( ôi ho c ba) thì c ng nh c a) Formaldehyde c) Liên k t peptit uC uN b) Methan LK Peptit... I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC Tương tác k nư c Các axit amin k nư c (không phân c c) • Các tương tác k nư c giúp duy trì n nh c u trúc c a các i phân t sinh h c, c bi t là protein Các axit amin ưa nư c • Các nhóm không phân c c (ví d : các axit amin không phân c c) luôn s p x p sao cho chúng không ti p xúc v i các phân t nư c I PHÂN T Các axit amin c bi t SINH H C C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN... t k nư c”, nhưng th c ch t không có liên k t nào trong m i tương tác này • S phân b c a các phân t trong môi trư ng nư c (dung môi phân c c) ph thu c vào tr ng thái ion hóa và … Tan trong H2O K t tinh Cho và nh n i n t inh oàn Long B môn DI TRUY N H C C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C Tương tác k nư c • … tính phân c c / không phân c c c a chúng G c phân c c Phosphate u ưa nư c Glycerol... A CÁC LIÊN K T Y U Liên k t hydro • Hình thành gi a m t nguyên t H liên k t c ng hóa tr (nguyên t H cho liên k t) v i m t nguyên t liên k t c ng hóa tr khác tích i n (nguyên t nh n liên k t) • N và O là 2 nguyên t nh n liên k t hydro quan tr ng và ph bi n nh t các h th ng sinh h c nư c–nư c inh oàn Long nư c–alcohol nư c–amin nư c–peptit nư c–este B môn DI TRUY N H C C I M C A CÁC LIÊN K T Y U Liên. .. t nh n liên k t i di n tr c ti p v i nhau Khi góc liên k t vư t quá 30o thì l c liên k t y u i nhi u inh oàn Long B môn DI TRUY N H C C I M C A CÁC LIÊN K T Y U Tương tác Van der Waals • Van der Waals là liên k t không c hi u khi hai nguyên t ti p c n g n nhau Nói cách khác, liên k t Van der Waals có th xu t hi n gi a m i phân t , b t k chúng là các phân t phân c c hay không phân c c • L c liên k t... Trong trư ng h p liên k t “kháng nguyên – kháng th ”, năng lư ng liên k t có th t 20 – 30 kcal / mol; vì v y, hi m khi ph c h “kháng nguyên – kháng th ” tách nhau ra • Liên k t Van der Waals thư ng không chi m ưu th các phân t phân c c inh oàn Long Kháng nguyên Kháng th B môn DI TRUY N H C C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C Tương tác k nư c • M c dù thư ng ư c g i là liên k t k nư c”,... phân c c c a các phân t nư c li n k t o liên k t hydro v i nhau, t o nên s c căng b m t inh oàn Long B môn DI TRUY N H C C I M C A CÁC LIÊN K T Y U Liên k t hydro • Khi không có nư c, liên k t hydro có năng lư ng ~3-7 kcal/mol • L c liên k t hydro > L c tương tác Van der Waals • Khác v i tương tác Van der Waals, liên k t hydro có tính nh hư ng Liên k t hydro ch tr nên m nh nh t khi nguyên t H cho liên. .. LK Peptit B môn DI TRUY N H C C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C Tr ng thái cân b ng hóa h c B A A B Kcb = B A kf kr inh oàn Long [AB] = [A] x [B] B môn DI TRUY N H C C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C Khái ni m v năng lư ng t do Năng lư ng t do (∆G, năng lư ng có th ho t ng) là i lư ng ∆ ph n ánh xu hư ng di n ra t phát c a m t quá trình hóa h c ∆G = ∆H - T∆S ∆ Trong ó, ∆H . (0,6) Thủy phân ATP Liên kết phosphoandehyde Lực liên kết tăng dần ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Các liên kết hóa học khác nhau về số liên. Long Bộ môn DI TRUYỀN HỌC … hoặc không phân cực của các phân tử. ĐẶC ĐIỂM LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ SINH HỌC • Các liên kết hóa học khác nhau về