I. Đặc điểm chung của Nucleic acid
- Nucleic acid hay còn gọi là acid nhân vì ban đầu được phát hiện chủ yếu nằm trong nhân
- Là đại phân tử sinh học, được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, mỗi đơn phân là một nucleotide.
- Nucleotide gồm 3 thành phần chính:
+ Gốc phosphate
+ Đường pentose: deoxyribose và ribose
+ Nitrogenous base: nhóm purine (Adenie và guanine) và nhóm pyrimidine (cytosine và uracil)
Nucleic acid được chia thành hai loại là DNA (deoxyribonucleic acid) và RNA (ribonucleic acid)
II. Deoxyribonucleic acid – DNA
Cấu trúc:
+ Cấu tạo từ hai chuỗi polynucleotide song song và ngược chiều nhau.
+ Mỗi chuỗi polynucleotide được cấu tạo từ 4 loại đơn phân là các nucleotide, liên kết với nhau bằng liên kết phosphodiester.
+ Các nucleotide chỉ khác nhau ở thành phần base, có 4 loại base (A,T,G,C)
+ Hai chuỗi polynucleotide liên kết ngược chiều nhau (3’ – 5’ và 5’ – 3’) bằng các liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung (A với T liên kết với nhau bằng 2 liên kết hydrogen, C và G liên kết với nhau bằng 3 liên kết hydrogen)
Mô hình cấu trúc xoắn kép của DNA lần đầu được hai nhà khoa học James Watson và Francis Crick công bố vào năm 1953.
- DNA có tính đa dạng và đặc thù do các phân tử DNA khác nhau về số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp các nucleotide
- Trên phân tử DNA, mang thông tin mã hóa cho một sản phẩm là chuỗi polypeptide hoặc RNA gọi là gen, một phân tử DNA mang rất nhiều gen
Chức năng của DNA
DNA có chức năng lưu trữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền
+ Nhờ có cấu trúc cuộn xoắn và liên kết với nhiều loại protein nên thông tin di truyền được bảo quản rất chặt chẽ
+ Thông tin di truyền được truyền đạt qua thế hệ sau nhờ quá trình tái bản trong phân bào
DNA có nhiều ứng dụng như xác định quan hệ huyết thống, truy tìm tội phạm và nghiên cứu phát sinh loài thông qua việc so sánh mức độ tương đồng giữa các phân tử DNA của các đối tượng sinh học.
III. Ribonucleic acid – RNA
+ Các RNA được cấu tạo từ một chuỗi polypeptid.
+ Mỗi nucleotide trong RNA được cấu tạo từ một nitrogenous base liên kết với đường ribose và gốc phosphate.
+ Base trong RNA gồm A,U,G,C.
Có ba loại ARN chính:
- Một số ARN khác trong tế bào nhân thực như: snARN (tham gia hoàn thiện mARN), snoRNA (tham gia biến đổi hóa học các loại ARN), miARN và siARN (tham gia điều hòa gene).
- Ở virus, RNA có vai trò là vật chất di truyền của chúng.
IV. Protein
Đặc điểm của protein
- Là đại phân tử sinh học chiếm tỉ lệ nhiều nhất cơ thể sinh vật
- Là sản phẩm cuối cùng của gene, thực hiện nhiều chức năng khác nhau trong cơ thể.
- Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, mỗi đơn phân là các amino acid.
Các amino acid
- Tính đa dạng và đặc thù của chuỗi polypeptide được quy định bởi số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp của 20 loại amino acid.
- Các amino acid đều được cấu tạo từ một nguyên tử carbon trung tâm liên kết với một nhóm amino một nhóm carboxyl (-COOH), một nguyên tử H và một nhóm R
- Các loại amino acid khác nhau ở gốc R
Các amino acid được chia thành hai nhóm:
Các bậc cấu trúc của protein
Cấu trúc bậc 3 và 4 được ổn định nhờ liên kết yếu như liên kết hydrogen, cấu nối disulfite (-S-S-), liên kết ion giữa các gốc R.... => Cấu trúc không gian của protein có thể bị phá hủy khi chịu tác động của các yếu tố môi trường như nhiệt độ cao, kim loại nặng, độ pH... gây ra biến tính protein => protein bị mất chức năng sinh học
Chức năng của protein
Một số chức năng của protein:
