Thursday, Jul 24th

Last update07:50:41 AM GMT

Thuviensinhhoc.com DT phân tử Thành phần và cấu tạo hoá học của Axit Nuclêic -ADN

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

Email In

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 :            Adenin (A)                   Guanin (G)

+ Pyrimidin :      Cytosin (C)                   Timin (T) Uacin (U) - ARN

nucleotit_16_500



Trong nucleotide, base purin sẽ gắn với C1  của đường ỏ N9. Nếu là pyrimidin thì sẽ gắn với C1  của đường ở N3. C5     của đường gắn với nhóm phosphate.

adn_159_500



Trong mạch, 2 nucleotide nối với nhau nhờ mối liên kết giữa nhóm

3’-OH của đường với nhóm -OH của H3PO4, cùng nhau mất đi một phân tử nước.

Nếu phân tử chỉ gồm đường và nitrogenous base gọi là nucleoside.
Cấu tạo hóa học của DNA

File:DNA chemical structure.svg



Trên 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 cho mỗi loài sinh vật.

Các base căn bản của acid nucleic bắt cặp bổ sung

Cũng trong thời gian này, Wilkins và Franklin (người Anh) nghiên cứu, phân tích tán xạ bằng tia rơnghen, kết luận:

+ Các purin và pyrimidin có cấu trúc phẳng, mặt phẳng của chúng được  xếp  vuông  góc  với  trục  dài  của  mạch  polynucleotide  cái  này  xếp chồng  lên  cái  kia,  khoảng  cách  trung  tâm  giữa  hai  mặt  phẳng  kề  nhau  là3,4 Angstroms

+ Mạch polynucleotide xoắn thành lò xo quanh trục giữa, mỗi bước xoắn là 34Ao  (ứng với 10 nu)

+ Việc so sánh nồng độ DNA đo được với các số liệu tính toán trên

cơ sở sắp không gian của các nguyên tử cho thấy DNA có nhiều hơn một mạch polynucleotide.

Năm 1951, J. Watson và F. Crick: tổng hợp các số liệu phân tích hóa học và tán xạ của tia X, để xây dựng nên mô hình cấu trúc phân tử DNA. Theo mô hình này,  phân tử DNA có những đặc trưng chủ yếu trong cấu trúc không gian như sau:
adn_8


1.  Phân  tử  DNA  gồm  hai  chuỗi  polynucleotide  xoắn  song  song ngược chiều quanh một trục chung.

2.  Các  gốc  base  quay  vào  phía  trong  của  vòng  xoắn,  còn  các  gốc H3PO4, pentose quay ra ngoài tạo phần mặt của hình trụ. Các mặt phẳng của phân  tử đường  nằm  về  phía  phải  của  các  base.  Còn  các  base  thì  xếp  trên những mặt phẳng song song với nhau và thẳng góc với trục phân tử. Khoảng cách giữa các cặp base là 3,4 Ao. Chúng lệch nhau một góc 360  nên cứ 10 gốc (10 nucleotide) tạo nên một vòng quay.

3. Chiều cao của mỗi vòng xoắn là 34 Ao, gồm 10 bậc thang do 10

cặp base tạo nên. Đường kính của vòng xoắn là 20 Ao.

4.  Hai chuỗi  polynucleotide  gắn với  nhau qua liên  kết  hydro  được hình thành giữa các cặp base đứng đối diện nhau theo nguyên tắc bổ sung cặp đôi nghiêm ngặt: A luôn luôn liên kết với T bằng 2 mối liên kết hydro, G liên kết với X bằng 3 mối liên kết hydro. Do đó trong phân tử DNA tổng số  base  loại  pirimidin  luôn  bằng  tổng  số  các  base  loại  purin  (quy  luật Chargaff).

+ Khoảng cách giữa hai mạch polynucleotide luôn xác định, không thay đổi. Khoảng cách này bằng kích thước của một base loại purin cộng với kích thước của một base loại pirimidin.

+ A luôn luôn đi với T là vì giữa 2 base này chỉ có khả năng hình thành nên hai liên kết hydrro ở các vị trí N6  - O6  và N1  - N1. G luôn luôn đi với X vì giữa 2 base này có thể tạo ra 3 liên kết hydro ở các vị trí N6  - O6, N1  -N1  và N2  - O2.
Vì vậy mà A chỉ liên kết với T và G chỉ liên kết với C.

5.  Tính chất  bổ  sung  giữa  các cặp  base dẫn đến tính  chất  bổ  sung giữa hai chuỗi polynucleotide của DNA. Do đó biết thành phần, trật tự sắp xếp của các nucleotide trên chuỗi này sẽ suy ra thành phần, trật tự sắp xếp của các nucleotide trên chuỗi kia. Đặc điểm quan trọng nhất của mô hình là đối song song (antiparallel). Để các bazơ tương ứng đối diện nhau, hai mạch cần  phải  bố  trí:  đầu  của  sợi  này  đối  diện  với  đuôi  của  sợi  kia.  Mô  hình Watson-Crick ra đời từ năm 1953 và trong vòng 25 năm tiếp theo nó được công nhận và sử dụng rộng rãi.

Mãi  đến  những  năm  70,  nhờ  dùng  các  phân  tích  chính  xác  nhiều dạng DNA đã được phát hiện, dạng thường gặp là dạng B theo mô hình của Watson-Crick,  đây  là  cấu  trúc  phổ  biến  cho  hầu  hết  sinh  vật.  Mỗi  dạng DNA là một dòng họ các phân tử có kích thước dao động quanh các trị số trung bình

Hai chỉ số được dùng để đánh giá DNA
- Chỉ số h: là chiều cao giữa hai nu kề nhau.
- Chỉ số n: số nucleotide của một vòng xoắn

Ngoài  DNA  dạng  B,  còn  nhiều  dạng  xoắn  phải  khác  (A,  C,  D  ...) chúng phân biệt với DNA dạng B về khoảng cách giữa các base cũng như độ nghiêng của chúng so với trục và sự phân bố trên chuỗi kép.

Gần  đây,  người  ta  còn  phát  hiện  ra  một  dạng  DNA  có  bộ  khung zigzag và đóng xoắn theo chiều trái, gọi là DNA xoắn trái hay DNA Z, trên mỗi vòng xoắn có tới 12 cặp base. Giải thích sự tồn tại của DNA Z có nhiều quan niệm khác nhau: Theo Watson, chỉ trong những điều kiện đặc biệt, như nồng độ muối cao thì các vùng chứa trình tự ...GCGCGC... chuyển sang cấu hình Z, ngược lại ở nồng độ muối thấp chúng quay trở lại dạng B. Điều đó chứng tỏ DNA Z có thể đóng vai trò giảm sức căng cục bộ trong phân tử DNA siêu xoắn hoặc có thể tương tác đặc thù với các protein điều hòa. Tuy nhiên A. Rich cho rằng DNA Z xảy ra trong tự nhiên mà bằng chứng là có mặt trong ruồi giấm bình thường. Có thể là vùng DNA Z nằm xen kẻ với vùng DNA B và chúng có thể xoay hình dáng thành dạng B khi xảy ra các biến đổi hóa học nào đó làm cho DNA Z trở nên không ổn định. Rich còn gợi ý rằng những gen nằm ở các vùng bị xoay như thế thì có thể tháo xoắn sau đó và bắt đầu phiên mã. Nhờ vậy mà protein có thể được tổng hợp. Mặc dù  đây mới  chỉ  là giả  thiết song  khám phá  này đã cung cấp  một  công cụ tiềm năng cho nghiên cứu về hoạt động của các gen và DNA.Việc phát hiện các dạng DNA cho thấy DNA trong tế bào không đơn điệu. tùy trạng thái sinh lý  mà DNA ở dạng này hoặc dạng khác.


Hướng dẫn download:
Click vào link → Chờ 5 giây → Click vào SKIP AD >> (Pass nếu có: www.thuviensinhhoc.com)

Hãy click nút Like và G+1 để ủng hộ Thư Viện Sinh Học!


Tin mới hơn:
Tin cũ hơn: