Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic

- F. Meischer (1869) ph/tích th/ph h/học của mủ vết thương (xác

bạch cầu chết) – ph/hiện ra h/chất có tính acid trong nhân BC,

gọi là “nuclein”. Chất này có trong nhân và có tính acid (do chứa

phosphoric acid), nên còn được gọi là NA hay acid nhân

(nucleus = nhân)

 - Chỉ từ những năm 50 của TK 20, khi các ph/ph h/học và v/lý

h.đại được s/dụng thì c.tạo h.học, t.chất lý – hóa và c/n s.học

của NA mới sáng tỏ. G/đ này là th/gian ra đời của SHPT h/đại.

 - NA có ở bất cứ TB hoặc cấu trúc sống nào, dù đ/giản nhất

như virus. Trong TB, các AN có thể ở dạng tự do hoặc ở dạng

lk với protein (nucleoprote

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic trang 1

Trang 1

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic trang 2

Trang 2

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic trang 3

Trang 3

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic trang 4

Trang 4

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic trang 5

Trang 5

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic trang 6

Trang 6

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic trang 7

Trang 7

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic trang 8

Trang 8

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic trang 9

Trang 9

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 84 trang viethung 9500
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic

Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic
Chương 4: ACID NUCLEIC 
- NA có ở bất cứ TB hoặc cấu trúc sống nào, dù đ/giản nhất 
như virus. Trong TB, các AN có thể ở dạng tự do hoặc ở dạng 
lk với protein (nucleoprotein). 
- Chỉ từ những năm 50 của TK 20, khi các ph/ph h/học và v/lý 
h.đại được s/dụng thì c.tạo h.học, t.chất lý – hóa và c/n s.học 
của NA mới sáng tỏ. G/đ này là th/gian ra đời của SHPT h/đại. 
- F. Meischer (1869) ph/tích th/ph h/học của mủ vết thương (xác 
bạch cầu chết) – ph/hiện ra h/chất có tính acid trong nhân BC, 
gọi là “nuclein”. Chất này có trong nhân và có tính acid (do chứa 
phosphoric acid), nên còn được gọi là NA hay acid nhân 
(nucleus = nhân) 
- Về sinh học, NA = vật chất mang thông tin DT (mã DT) và 
th/gia th/hiện sự truyền đạt th/tin DT (biểu hiện gen hay STH 
protein). 
- Về hóa học, NA = biopolymer hợp thành từ những đ/vị c/tạo là 
các mononucleotide. Mỗi p.tử NA được coi là 1 polynucleotide 
với số lượng đ/vị c/tạo khác nhau. 
Dựa vào loại đường pentose, NA chia thành 2 loại: 
 - Ribonucleic acid (RNA) chứa -D-ribose 
 - Deoxyribonucleic acid (DNA) chứa -D-deoxyribose. 
TB sống chứa cả DNA và RNA (VD: TB gan có DNA t/trung chủ 
yếu trong NSTcủa nhân, RNA ở hạt nhân và bào tương). 
Virus chỉ chứa 1 trong 2 loại NA: hoặc DNA (virus bệnh đậu 
mùa, giả dại) hoặc RNA (virus bại liệt, LMLM, cúm,...). Chính các 
p.tử NA là nhân tố bệnh lý ở virus. 
4.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NUCLEIC ACID 
4.1.1. Các base nitơ 
4.1.2. Đường pentose 
4.1.3. Nucleoside 
4.1.4. Nucleotide 
4.2. CẤU TẠO CỦA NUCLEIC ACID 
4.2.1. Cấu tạo của DNA 
4.2.2. Cấu tạo của RNA 
4.3. SINH TỔNG HỢP NUCLEIC ACID 
4.3.1. Sinh tổng hợp các nucleotide dạng purine 
4.3.2. Sinh tổng hợp các nucleotide dạng pyrimidine 
4.3.3. Sinh tổng hợp các nucleotide thymidine 
4.3.4. Sinh tổng hợp các deoxyribonucleotide 
4.3.5. Sinh tổng hợp DNA (Tái bản DNA – Replication) 
4.3.6. Sinh tổng hợp RNA (Phiên mã – Transcription) 
4.4. PHÂN GiẢI CÁC NUCLEIC ACID 
4.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NUCLEIC ACID 
Nucleic acid (DNA, RNA) 
Mononucleotide 
Deoxyribonuclease 
Ribonuclease 
Nucleotidase 
H3PO4
 Nucleoside 
Nucleosidase 
Base nitơ Pentose 
Pyrimidine Purine 
Deoxyribose (ở DNA) 
Ribose (ở RNA) 
- Adenine 
- Guanine 
- Cytosine 
- Uracil 
- Thymine 
H
ìn
h
 4
.1
. 
S
ơ
 đ
ồ
 p
h
â
n
 g
iả
i 
n
u
c
le
ic
 a
c
id
Từ một NST, q/trình th/phân diễn ra lần lượt như sau: 
NUCLEOPROTEIN 
Histone, Protamin Nucleic acid (DNA) 
Nucleotide 
H3PO4 Nucleoside 
Deoxyribose Các base nitơ 
Adenine 
Guanine 
Cytosine 
Thymine 
(Protein) 
M
o
n
o
u
c
le
o
ti
d
e
 (
N
u
c
le
o
ti
d
e
) 
- Đơn vị cấu tạo cơ bản của NA 
- Chứa 3 thành phần: 
Base nitơ Pentose Phosphate 
• Base nitơ 
• Pentose 
• Phosphate (H3PO4) 
- Ba th/phần trên nối với nhau theo tr/tự như sau 
RNA và DNA thường có 4 loại 
base nitơ là dx của purine và 
pyrimidine: 
Lấy chữ cái đầu làm k/hiệu cho các base nitơ (hoặc cho 
mononucleotide có base nitơ t/ứng). 
 RNA 
 DNA 
RNA, DNA 
4.1.1. Các gốc base nitơ 
4.1.2. Đường pentose 
- Để ph/biệt C của base và đường, đánh dấu phẩy cho số 
C của đường pentose. 
- Dựa vào loại pentose chia NA thành loại: RNA (chứa 
ribose và DNA (chứa deoxyribose) 
Trong NA có hai loại pentose dạng vòng 
Có trong RNA Có trong DNA 
4.1.3. Nucleoside 
Hợp thành từ 1 base và 1 pentose nhờ lk glycoside: 
 C1' của pentose - N9 trong base purine 
 C1‟ của pentose - N1 trong base pyrimidine 
Ribose k/hợp với base nitơ tạo ra các nucleoside: 
adenosine, guanosine, uridine và cytidine. 
Deoxyribose k/hợp với base nitơ tạo các nucleoside: 
deoxyadenosine, deoxyguanosine, deoxythymidine và 
deoxycytidine 
4.1.4. Nucleotide 
Nucleotide là este phosphoric của nucleoside 
Nếu trong nucleotide có 2‟- deoxyribose thì lk este tạo thành 
với phosphate ở C3' và 5„; khi có ribose thì ở C2', C3' và C5'. 
Các nucleotide tự do trong TB thường có phosphate ở C5'. 
Ribonucleotide = nucleotide có ribose trong phân tử 
Deoxyribonucleotide = nucleotide có deoxyribose 
(AMP) 
(dAMP) 
(GMP) 
(dGMP) 
(CMP) 
(dCMP) 
(UMP) 
TÊN CÁC BASE, NUCLEOSIDE VÀ NUCLEOTIDE 
Trong NA, các nucleotide có 1 phosphate (mononucleotide), 
các nucleotide tự do trong TB có thể có 1, 2 hoặc 3 phosphate 
Nucleoside monophosphate 
Nucleoside diphosphate 
Nucleoside triphosphate 
- Ng/liệu tạo AN 
- Th/gia dự trữ và v/c NL s/học (ATP, GTP) 
- UDP v/c glucose trong STH glycogen, CDP v/c aminoalcol 
(choline) trong STH phospholipid 
- AMP là thành phần c/tạo NAD+, FAD, CoA.SH,  
- Hai nucleotide vòng AMPc và GMPc là chất th/tin viên thứ hai 
V/trò các nucleotide tự do: 
4.2. CẤU TẠO CỦA NUCLEIC ACID 
4.2.1. Cấu tạo của DNA 
- Ph/tử DNA được tạo thành từ 2 mạch polynucleotide. Mỗi 
mạch có hàng trăm - hàng nghìn gốc deoxymononucleotide 
(dAMP, dGMP, dCMP và dTMP). 
- Trong deoxymononucleotide (đvct của DNA) có lk glycoside 
nối base nitơ với đường pentose, lk este nối pentose với 
phosphate 
- Các nucleotide nối với nhau bằng lk phosphodieste hay dieste 
phosphoric (giữa 3‟-OH của nucleotide trước với 5'-phosphate 
của nucleotide sau. 
Đường pentose là -D-deoxyribose 
Chứa Thymine 
Ctb 1 của NA là sự lk của các nucleotide, tạo ra chuỗi 
polynucleotide 
Trong ctb1, các nucleotide nối với nhau bằng l/k 
phosphodiester 3', 5‘ (2 nucleotide gắn thông qua gốc 
phosphate nối giữa C3' của nucleotide trước với C5' của 
nucleotide sau). 
a. Cấu trúc bậc nhất (chuỗi polynucleotide) 
- Chuỗi được tạo ra bởi sự nối 
lần lượt phosphate - đường - 
phosphate - đường -, . 
- Các gốc base gắn với đường, 
nằm ra bên cạnh. 
- Nucleotide ở đầu chuỗi mang 
nhóm 5'-phosphate tự do, 
nucleotide cuối có nhóm 3'-OH 
tự do 
- Theo qui ước, chuỗi 
polynucleotide có đầu 5'-P và 
có đuôi 3'-OH. 
Trong ctb1 của AN, có 2 yếu tố được lưu ý đ/biệt: 
- Số lượng nucleotide 
- Trình tự sắp xếp nucleotide 
Số lượng: d/động rộng, từ vài chục (ở RNA nhỏ trong nhân 
hoặc  ... ở hạt giống th/vật, TB noãn đ/vật, nhờ 
những c/chế đ/biệt, nhiều mRNA ở dạng “dự trữ” trong nhiều 
ngày hoặc tháng. 
Về c/tạo, kích thước, các mRNA rất khác nhau, tuỳ thuộc vào 
loại protein cần mã. Do đó, ở nhân TB chúng có tên là nhóm 
RNA không đồng nhất (hnRNA: heterogeneous nuclear RNA). 
mRNA được schép ở nhân, song được dùng vào STH protein 
ở b/tương. Từ g/đ schép trên mẫu DNA đến khi thành mRNA 
hoạt động gắn với ribosome, các mRNA trải qua nhiều bước 
cải biến cấu trúc p/tử (posttranscriptional processing) diễn ra 
trong nhân TB. 
b. RNA ribosome (rRNA: ribosomal RNA) 
Ribosome là những cấu tử có ở bào tương, nhân và ty thể 
với vai trò là cỗ máy STH mọi loại protein. 
Ribosome có 2 tiểu phần gắn với nhau một cách linh hoạt: 
Khi th/hiện các pứ t/hợp protein, hai phần này tổ hợp lại 
thành ribosome hoàn chỉnh. Khi chuỗi peptide đã hoàn tất, 
chúng lại tách rời nhau. 
Kích thước của ribosome biến động, tuỳ loại TB: 
- Ở prokaryotes - ribosome 70S (gồm 2 tiểu phần 30S và 
50S) với MW khoảng 2,5.106 D. 
- Ở eukaryotes - ribosome 80S (gồm 2 tiểu phần 40S và 
60S), với MW từ 3,9 – 4,5.106 D. 
Về th/phần h/học, ribosome là 
những hạt ribonucleoprotein, 
có tỷ lệ giữa RNA và protein 
tương ứng là 65% và 35% (ở 
ribosome 70S) hoặc gần 50 và 
50% (ở ribosome 80S). 
c. RNA vận chuyển (tRNA) 
- Các tRNA thường chứa khoảng 75-90 nucleotide, có ctb2 
dạng cỏ ba lá (cloverleaf structure) vì một số gốc base b/sung 
nhau tạo lk hydro. 
- Mỗi AA (trong 20 loại AA có trong protein) có 1 hoặc nhiều 
tRNA tương ứng. 
- Đã tìm thấy khoảng 60 tRNA tồn tại ở dạng tự do hay dạng 
"gắn" với AA đặc hiệu. 
- Đặc trưng của tRNA là có nhiều base hiếm (khoảng 10% trong 
tổng các base nitơ). 
- Các tRNA đều chứa 3 gốc guanylic acid ở đầu 5‟-phosphate 
và bộ ba C-C-A ở đầu 3‟-OH. Nhóm 3'-OH của adenylic acid cuối 
cùng là nơi gắn AA đặc hiệu mà tRNA vận chuyển. 
Nhánh gắn aa: tạo bởi xoắn 
kép với 7 cặp base b/sung từ 
đoạn đầu 5‟ và đuôi 3‟ của 
ph/tử. Nucleotide 5‟ thường là 
G, đuôi 3‟ bao giờ cũng là C-C-
A. Aminoacyl được gắn vào vị 
trí 3‟.OH của A. 
Nhánh D: ở phần vòng 
không xoắn kép có chứa 
dihydrouridine, phần xoắn 
kép do 3 hoặc 4 cặp kiềm 
b/sung cho nhau tạo nên. 
Nhánh anticodon: phần vòng 
mang bộ ba nucleotide đối mã 
(giúp việc gắn đặc hiệu lên codon 
ở m.RNA), phần xoắn kép do 5 
cặp kiềm bổ sung tạo nên. 
Nhánh T (hoặc TΨC): chứa 
mấy nucleotide bất thường 
(pseudouridine (Ψ) và 
thymine), phần xoắn kép do 5 
cặp base b/sung tạo nên. 
4.3. SINH TỔNG HỢP NUCLEIC ACID 
4.3.1. Sinh tổng hợp nucleotide dạng purine 
- Phosphoribosyl pyrophosphate (PRPP) quan trọng trong cả 
hai, và trong quá trình này cấu trúc của đường ribose được 
giữ lại trong các nucleotide sản phẩm, trái ngược với số phận 
của chúng trong sinh tổng hợp tryptophan và histidine đã thảo 
luận trước đó. 
- Acid amin là một tiền chất quan trọng trong từng đường 
hướng: glycine cho purin và aspartate cho pyrimidine. 
Glutamine lại là nguồn quan trọng nhất của các nhóm amin 
trong năm bước khác nhau trong con đường tổng hợp mới 
(de novo). Aspartate cũng được sử dụng làm nguồn cung cấp 
một nhóm amin trong tổng hợp purine, trong hai bước. 
N amide của glutamine 
Hai purine nucleotide khởi đầu của nucleic acid là AMP 
(adenylate) và GMP (guanylate), chứa base purine là adenine 
và guanine. 
Hình dưới đây cho thấy nguồn gốc của các ng/tử C và N của 
vòng purine (John Buchanan, using isotopic tracer experiments 
in birds). 
+ STH nucleotide dạng purine bắt đầu từ - D - Ribose-5-
phosphate (Rib – 5 – P) – là SP của vòng pentose phosphate. 
+ Rib – 5 – P bị phosphoryl hoá nhờ pyrophosphate 
transferase, khi có ATP, -5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate 
(PRPP) 
+ T/hợp base purine xảy ra bằng cách gắn lần lượt các gốc acid 
khác nhau vào C1 của ribose và dẫn đến các ribonucleotide một 
cách tr/tiếp. SPTG tạo thành là inosinate (IMP), từ đây tạo ra 
các nucleotide khác nhau. 
Chi tiết về STH purine được J. Buchanan và G. Robert 
Greenberg làm sáng tỏ vào những năm 1950s 
Bước 2: thêm ng/tử từ Gly. 
Một ATP được s/dụng để h/ 
hóa nhóm carboxyl của Gly 
(dưới dạng acylphosphate) 
để th.gia p.ư ngưng tụ 
Bước 1: PRPP biến thành 
-5-phosphoribosylamine 
(PRA). Glutamine là chất 
cho nhóm NH2. Có sự thay 
đổi cấu hình: lk -glycoside 
thành -glycoside 
Bước 3: Nhóm amine của Gly 
được formyl hóa bởi N10-FTHF 
Bước 4: N được gắn thêm nhờ 
glutamine 
Bước (5): loại nước, tạo vòng 
imidazole của nhân purine, hình thành 
5-aminoimidazole ribonucleotide (AIR) 
Đã có 3 trong 6 ng/tử trong 
vòng thứ 2 của nhân purine. 
Tiếp theo, 1 nhóm carboxyl 
được gắn thêm (6). Sự 
carboxyl hóa này không cần 
biotin, mà s/dụng bicarbonate 
trong dd nước. Sau đó nhóm 
carboxylate chuyển từ nhóm 
amine tới vị trí thứ 4 của vòng 
imidazole (7). Bước (6) và (7) 
chỉ có ở vi khuẩn và nấm. Ở 
eukaryote (kể cả người), 5-
aminoimidazole 
ribonucleotide là SP của bước 
(5) được carboxyl hóa tr/tiếp 
(1 bước) thành 
carboxylaminoimidazole 
nucleotide (6a), nhờ AIR 
carboxylase xt. 
Asp cho nhóm amine qua 2 
bước (8) và (9): hình thành 1 
lk amide. 
Bộ khung C của Asp g/ph 
dưới dạng fumarate (9). 
Carbon cuối cùng được N10-FTHF c/cấp (10). 
Khép kín, tạo vòng thứ 2 của nhânpurine (11). 
SPTG tạo thành là IMP (Inosinate) 
Guanylic acid (GMP) được tạo thành từ IMP qua 2 giai đoạn. 
Bằng sự oxy hoá IMP để tạo thành xanthine monophosphate, 
sau đó nhờ thay thế oxy của C = O bởi nhóm NH2 
(glutamine là chất cho NH2 khi có mặt ATP) sẽ tạo thành 
guanilyc acid (GMP). 
Adenylic acid (AMP) được hình thành từ inosinic acid 
(IMP) bằng cách thay thế oxy trong C = O nhờ nhóm NH2 
(chất cho là Asp). SPTG là adenylosuccinate. 
Sinh tổng hợp AMP và GMP từ IMP 
Oxy hoá IMP thành 
xanthylate (XMP) 
Thay thế oxy của C = O 
bởi nhóm NH2 (glutamine 
là chất cho NH2 khi có 
mặt ATP. 
Thay thế O trong C = O 
nhờ nhóm -NH2 (từ 
aspartate). 
SPTG là adenylosuccinate 
GMP được tạo thành từ IMP qua 2 giai đoạn: 
 - Oxy hoá IMP thành xanthylate (XMP) 
 - Thay thế oxy của C = O bởi nhóm NH2 (glutamine là 
chất cho NH2) khi có mặt ATP. 
AMP được hình thành từ IMP bằng cách thay thế oxi trong 
C = O nhờ nhóm -NH2 (chất cho là aspartate). SPTG là 
adenylosuccinate. 
Sự biến đổi của GMP (AMP) thành GTP (hay ATP) xảy ra do 
sự phosphoryl hoá qua 2 giai đoạn: 
 GMP +ATP = GDP + ADP 
 GDP + ATP = GTP + ADP 
4.3.2. Sinh tổng hợp các nucleotide kiểu pyrimidine 
- Cacbamoyl-phosphate là hợp chất khởi đầu, hình thành từ 
CO2 và -NH2 (của glutamine) nhờ carbamoylphosphate –
synthetase xt. 
- Carbamoyl-phosphate ngưng kết với aspartate tạo 
carbamoyl-aspartate. 
- Carbamoyl-aspartate nhờ dihydroorotase được vòng hoá 
thành dihydroorotate. 
- Dihydroorotate bị OXH tạo thành orotate. 
- Orotate biến thành orotidylate (OMP) trong pứ do OMP-
pyrophosphate-transferase xt. 
- OMP bị khử carboxyl, thành uridylic acid (UMP). 
- UMP là tiền thân của các nucleotide cytidine 
Các Pyrimidine Nucleotides được tạo thành từ Aspartate, PRPP và 
Carbamoyl Phosphate 
Tổng hợp pyrimidine nucleotides UTP và CTP từ 
carbamoyl phosphate, aspartate và PRPP. 
4.3.3. Sinh tổng hợp các deoxyribonucleotide 
- Tiền chất là các 
ribonucleotide. 
- Các ribonucleotide được 
khử tr/tiếp tại C2'- của D-
ribose thành các dx 2'-
deoxyribonucleotide. 
- Enzyme xt là 
ribonucleotide reductase 
- Sự khử D-ribose thành 
2'-deoxy-D-ribose cần một 
cặp H, do protein mang H 
trung gian – thioredoxin – 
cung cấp. 
Thioredoxin có 2 nhóm SH để chuyển H từ NADPH đến các 
ribonucleoside diphosphate. Dạng OXH (có cầu disulfide) của 
thioredoxin được khử bởi NADPH nhờ xt bởi thioredoxin 
reductase (Hình 22-39), và thioredoxin dạng khử (có 2 nhóm 
SH) sau đó được ribonucleotide reductase sử dụng để khử 
NDP thành deoxyribonucleoside diphosphates (dNDP). 
- Nguồn đương lượng khử thứ 2 cho ribonucleotide reductase là 
glutathione (GSH). GSH là chất khử cho 1 loại protein l/quan với 
thioredoxin là glutaredoxin, là chất sau đó chuyển giao khả năng 
khử đến ribonucleotide reductase (Hình 22-39). 
dTMP được tạo thành từ dUMP 
nhờ xt của thymidylate synthase. 
Một đơn vị một carbon ở 
hydroxymethyl (-CH2OH) được 
chuyển từ N5, N10-
methylenetetrahydrofolate tới 
dUMP, sau đó khử thành nhóm 
methyl. Sự khử xảy ra nhờ OXH 
THF thành DHF. 
DHF được khử thành THF nhờ 
DHF- reductase. Ở th/vật và 
s/vật đơn bào, dTMP- synthase 
và DHF-reductase cùng nằm 
trên 1 protein hai ch/năng. 
4.3.3. Sinh tổng hợp các nucleotide thymidine 
- Thymidylate được hình thành từ dCDP và dUMP 
- Tiền chất trung gian của thymidylate (dTMP) là dUMP. 
- Sự tổng hợp dUMP bắt đầu với sự hình thành dUTP (hoặc 
nhờ sự khử amine của dCTP hay bằng sự phosphoryl hóa 
dUDP). 
- dUTP chuyển thành dUMP nhờ dUTPase. 
dTMP được tạo thành từ dUMP 
nhờ xt của thymidylate synthase. 
Một đơn vị một carbon ở 
hydroxymethyl (-CH2OH) được 
chuyển từ N5, N10-
methylenetetrahydrofolate tới 
dUMP, sau đó khử thành nhóm 
methyl. Sự khử xảy ra nhờ OXH 
THF thành DHF. 
DHF được khử thành THF nhờ 
DHF- reductase. Ở th/vật và 
s/vật đơn bào, dTMP- synthase 
và DHF-reductase cùng nằm 
trên 1 protein hai ch/năng. 
4.3.5. Sinh tổng hợp DNA (tái bản DNA - Replication) 
Để STH DNA xảy ra, cần các đk sau: 
• Có đủ 4 loại dNTP: dATP, dGTP, dCTP và dTTP 
• Có các loại DNA-polymerase xt. Ở E. coli cần: DNA-
polymerase I, II và III. DNA-polymerase III gắn dần các 
mononucleotide vào đầu 3‟ – OH. DNA-polymerase I loại các 
RNA mồi (RNA primer), DNA-polymerase II sửa chữa các sai 
sót trong quá trình tái bản. 
• Phải có DNA làm khuôn 
Theo A.Konberg, qt STH DNA được tóm tắt như sau: 
Q/trình tái bản DNA chia làm 3 giai đoạn: 
a. Giai đoạn mở đầu 
Ở E. Coli, để qt tái bản DNA xảy ra, cần: 
- Trình tự nucleotide gắn đặc hiệu với các protein mở đầu 
- Tổng hợp RNA mồi (RNA primer) để DNA-polymerase III gắn 
dần các mononnucletide vào đầu 3‟ – OH. 
Giai đoạn mở đầu của quá 
trình tái bản 
* Bước 1: Ph/hợp 10 – 20 
ph/tử Dna A-protein và ATP 
gắn vào trình tự mở đầu với 
4 trình tự lặp lại. Sau đó các 
protein kiềm tính gắn vào 
vùng với 3 trình tự lặp lại. 
Ph/hợp này tạo đk để DNA 
mở xoắn một phần. 
* Bước 2: Với sự th/gia của 
Dna C protein, Dna B Helicase 
gắn vào 2 mạch DNA, mở 
xoắn DNA. 
* Bước 3: Dna G Primase gắn 
vào và t/hợp RNA mồi. Khi có 
RNA mồi, qt t/hợp 2 mạch DNA 
bắt đầu 
b. Giai đoạn tổng hợp 
Chẽ ba tái bản hình thành, DNA-Polymerase III trượt trên hai 
mạch DNA và gắn các deoxyribonucleotide vào đầu 3‟-OH. 
Mạch hướng (leading 
strand) được t.hợp liên 
tục theo hướng 5‟-3‟. 
Mạch kế tiếp (lagging 
strand) được t.hợp dưới 
dạng các đoạn ngắn 
Okazaki (1000-2000 
mononucleotide) bắt 
đầu bằng các RNA mồi. 
c. Giai đoạn hoàn thiện mạch kế tiếp 
Nhờ DNA-Polymerase I với hoạt tính 3‟-exonuclease, các RNA mồi được cắt bỏ; 
DNA-Polymerase III tổng hợp lấp đầy các khoảng trống. 
DNA Ligase gắn các đoạn lại với nhau tạo thành mạch kế tiếp của DNA liên tục 
4.3.6. Sinh tổng hợp RNA (Phiên mã -Transcription) 
Để tổng hợp RNA, cần: 
- Có 4 NTP: ATP, GTP, CTP và UTP 
- Có DNA làm khuôn 
- Có enzyme RNA-polymerase 
Theo A. Konberg có thể tóm tắt qt STH RNA như sau: 
Sơ đồ tổng hợp RNA 
Quá trình phiên mã mRNA có 3 giai đoạn: 
a. Giai đoạn mở đầu 
RNA-Polymerase h/động gắn vào DNA và trượt tự do trên DNA. Khi gặp 
trình tự mở đầu RNA-Polymerase tạo với gen khởi động (Promoter) phức 
hợp Promoter “đóng”trong đó DNA chưa mở xoắn. Sau đó phức hợp 
Promoter “đóng” chuyển sang dạng phức hợp Promoter “mở” trong đó 
DNA được cởi xoắn. Phức hợp này gắn pppPu vào và quá trình tổng hợp 
bắt đầu (Hình 5.17). 
Trình tự mở đầu là trình tự nucleotide có 2 vùng “bảo thủ” giống nhau ở 
các loài là vùng-10: TATAAT và vùng -35: TTGACA. 
 b. Giai đoạn kéo dài chuỗi polynucleotide (giai đoạn tổng hợp) 
Trên khuôn của mạch DNA làm khuôn, dưới t/dụng của RNA-Polymerase 
các gốc mononucleotide của ATP, GTP, CTP, và UTP được gắn vào. 
Khi tạo ra đoạn oligonucleotide khoảng 8 nucleotide, tiểu đơn vị  được 
tách ra khỏi phức hợp, enzyme RNA-Polymerase trong “phồng” phiên mã 
(transcription buble) tiếp tục xúc tác phản ứng tổng hợp mạch 
polynucleotide (Hình 5.17) 
c. Giai đoạn kết thúc 
 Quá trình phiên mã kết thúc theo 2 cách: 
Cách 1: Để q/trình ph/mã kết thúc cần sự th/gia của yếu tố kết 
thúc - yếu tố (Rho). Yếu tố gắn vào ph/hợp DNA-RNA-
Polymerase và trượt về phía 3‟ của mạch polynucleotide tổng 
hợp. Việc này làm yếu đi sự tương tác giữa DNA khuôn, 
polynucleotide và gây nên sự phân ly phức hợp, giải phóng ra 
DNA, RNA mới tổng hợp và RNA-Polymerase (Hình 4. 18). 
Cách 2: Q/trình phiên mã k/thúc khi mạch polynucleotide hình 
thành cấu trúc kiểu cặp tóc. Ph/hợp sẽ bị phân ly giải phóng ra 
RNA mới tổng hợp, DNA và RNA polymerase. 
Các RNA mởi tổng hợp nằm ở dạng tiền RNA, chưa có h/ tính 
sinh học. mRNA được bảo vệ khỏi bị thuỷ phân nhờ việc gắn 
“mữ” ở đầu 5‟-OH và gắn đuôi poly A vào đầu 3‟-OH. 
Các tRNA, rRNA được hình thành từ tiền RNA nhờ tác dụng 
thuỷ phân của các enzyme đặc hiệu. 
- Trong qt TĐC, các ph/tử DNA và RNA không cần nữa sẽ bị 
các nuclease (deoxyribonuclease, ribonuclease) ph/giải thành 
các monnucleotide. 
- Các mononucleotide có thể được dùng để TH các NA mới, 
hay sẽ tiếp tục bị ph/giải. 
- Các mononucleotide bị th/phân nhờ các phosphatase, 
nucleosidase thành SP cuối cùng là các base purine và 
pyrimidine. 
4.4. PHÂN GIẢI CÁC NUCLEIC ACID 
 - Base purine bị ph/giải thành uric acid và đào thải ra ngoài 
cơ thể. Qt này điển hình cho đv có xương sống (cả vượn 
người và người), chim và bò sát. Ở đ/vật có xương sống và 
bò sát khác, SP ph/giải cuối cùng của base purine là allantoin. 
Trong cơ thể các allantoin bị ph/giải thành urê. 
- Base pyrimidine thường bị ph/giải thành ure và amoniac. 
Sự phân giải các purine nucleotide 

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_hoa_sinh_dai_cuong_chuong_4_acid_nucleic.pdf