Bài giảng môn Sinh học phân tử: Chương 2 - Nguyễn Hữu Trí

Chia sẻ: Caphesuadathemmatong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Sinh học phân tử: Chương 2 Cấu trúc và chức năng các Đại phân tử Sinh học, cung cấp cho người học những kiến thức như: Đại phân tử (Polymer); Các đại phân tử sinh học quan trọng; Chức năng của Polysaccharide; Chức năng của Polysaccharide; Acid béo bão hòa vs chưa bão hòa; Sự di chuyển qua màng tế bào;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Sinh học phân tử: Chương 2 - Nguyễn Hữu Trí

Chương 2 Cấu trúc và chức năng các Đại phân tử Sinh học 18/05/2020 4:10:46 CH 1 nhtri@hcmuaf.edu.vn Đại phân tử (Polymer) Monomer: Mono = một; mer = đơn vị  Đại phân tử là gì? Poly = nhiều; mer = đơn vị. Một polymer là một phân tử lớn chứa nhiều đơn vị (monomer) nhỏ liên kết với nhau. 18/05/2020 4:10:46 CH 2 nhtri@hcmuaf.edu.vn 1
Các đại phân tử sinh học quan trọng o Protein (55%) o Nucleic acid (23,6%) DNA 3,1%; RNA 20,5%) o Lipid (9,1%) o Polysaccharide (5%) 18/05/2020 4:10:46 CH 3 nhtri@hcmuaf.edu.vn Monosaccharide - Daïng ñôn phaân chöùa 4 – 7 C laø phoå bieán nhaát trong teá baøo - Ñôn phaân thöôøng coù söôøn caáu truùc chung, khaùc nhau ôû caùc nhoùm theá vaø vò trí khoâng gian cuûa nhoùm OH- trong maïch carbon 18/05/2020 4:10:46 CH 4 nhtri@hcmuaf.edu.vn 2
Glucose Glucose, một monosaccharide, dễ dàng chuyển đổi giữa 3 dạng đồng phân. 18/05/2020 4:10:46 CH 5 nhtri@hcmuaf.edu.vn Monosaccharide 18/05/2020 4:10:46 CH 6 nhtri@hcmuaf.edu.vn 3
Polysaccharide - Lieân keát giöõa caùc ñôn phaân laø lieân keát glycoside - Caùc polysaccharide khaùc nhau do khaùc höôùng lieân keát glycoside (, ), khaùc ñôn phaân, khaùc toå hôïp caùc loaïi ñôn phaân - Caùc polysaccharide quan troïng cellulose, glycogen, tinh boät, chitin. 18/05/2020 4:10:46 CH 7 nhtri@hcmuaf.edu.vn Polysaccharide Lạp thể Tinh bột Ti thể Hạt glycogen 0.5 m 1 m Glycogen Amylose Amylopectin 18/05/2020 4:10:46 CH 8 nhtri@hcmuaf.edu.vn 4
Polysaccharide Khoảng 80 phân tử Sợi cellulose trong cellulose liên vách tế bào kết để hình Vi sợi Vách tế bào] thành vi sợi, cấu trúc chính của vách tế bào 0.5 m Tế bào thực vật CH2OH OH CH2OH OH O O O O OH OH OH OH O O O O O O CH OH OH CH2OH 2 H CH2OH OH CH2OH OH Phân tử O O O O OH O OH O O OH OH O O Cellulose Liên kết giữa hai phân tử O CH OH 2 OH CH 2OH H cellulose song song là cầu nối CH2OH OH CH2OH OH O O O hydrogen giữa nguyên tử OH OH OH O Một phân tử O OH O O O O carbon 3 và 6. O CH OH 2 OH CH2OH cellulose là một H polymer -glucose  Glucose monomer không phân nhánh. 18/05/2020 4:10:46 CH 9 nhtri@hcmuaf.edu.vn Polysaccharide  Chitin, một polysaccharide quan trọng khác – Được tìm thấy ở bộ xương ngoài của động vật chân đốt. – Có thể được sử dụng như chỉ khâu trong phẫu thuật CH2O H H O OH H OH H OH H H NH C O CH3 18/05/2020 4:10:46 CH 10 nhtri@hcmuaf.edu.vn 5
Chức năng của Polysaccharide  Polysaccharide có 2 chức năng chính: 1. Dự trữ năng lượng: tinh bột là chất dự trữ năng lượng chính ở thực vật trong khi ở động vật là glycogen 2. Cấu trúc: cellulose, thành phần chính của vách tế bào thực vật, là polymer dồi dào nhất trên trái đất. Chitin, là polymer dồi dào thứ hai trên trái đất, là thành phần cấu tạo nên lớp vỏ ngoài của động vật chân đốt, giáp xác, nhện, cũng như là vách tế bào của một số loại nấm 18/05/2020 4:10:46 CH 11 nhtri@hcmuaf.edu.vn Lipid Thaønh phaàn quan troïng cuûa maøng Stearic acid Lipid ñôn giaûn: triglyceride Lipid phöùc taïp: coù chöùa P, N, S, Chất béo bão hòa caùc nhoùm ñöôøng, ethanol amine, serine, choline Phospholipid quan troïng trong caáu truùc maøng. Steroid, saùp… Oleic acid Chất béo chưa bão hòa Cầu nối đôi 18/05/2020 4:10:46 CH 12 nhtri@hcmuaf.edu.vn 6
Acid béo bão hòa vs chưa bão hòa 18/05/2020 4:10:46 CH 13 nhtri@hcmuaf.edu.vn Lipid Cấu trúc Phospholipid Gồm một đầu ưa nước và đuôi kị nước CH2 + N(CH ) 3 3 Choline CH2 O O P O– Phosphate O CH2 CH CH2 Glycerol O O C O C O Acid béo Hydrophilic head Hydrophobic tails (a) Structural formula (b) Space-filling model (c) Phospholipid symbol 18/05/2020 4:10:46 CH 14 nhtri@hcmuaf.edu.vn 7
Màng đôi phospholipid 18/05/2020 4:10:46 CH 15 nhtri@hcmuaf.edu.vn Màng tế bào 18/05/2020 4:10:46 CH 16 nhtri@hcmuaf.edu.vn 8
Sự di chuyển qua màng 18/05/2020 4:10:46 CH 17 nhtri@hcmuaf.edu.vn Lipid  Steroid, cholesterol – Được tìm thấy trên màng tế bào HC 3 CH3 – Là tiền chất của một vài loại hormones CH3 CH3 CH3  Sáp HO – Là loại lipid tìm thấy trong vỏ bao bên ngoài ở thực vật hoặc bao bọc ở động vật. 18/05/2020 4:10:46 CH 18 nhtri@hcmuaf.edu.vn 9
Protein - Caáu taïo bôûi chuoãi caùc amino acid noái vôùi nhau baèng lieân keát peptide - Hai möôi amino acid khaùc nhau veà tính chaát hoùa hoïc cuûa caùc nhaùnh beân trong phaân töû - Ñaëc tính raát ña daïng cuûa caùc protein do trình töï amino acid +H N 3 Amino end Amino acid subunits pleated sheet 18/05/2020 4:10:46 CH 19 nhtri@hcmuaf.edu.vn 18/05/2020 4:10:46 CH 20 nhtri@hcmuaf.edu.vn 10
Amino acid CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH CH2 H CH3 CH3 CH2 H3C CH O O O O O H3N+ C C H3N+ C C H3N+ C C H3N+ C C H3N+ C C O– O– O– O– O– H H H H H Glycine (Gly) Alanine (Ala) Valine (Val) Leucine (Leu) Isoleucine (Ile) Không phân cực CH3 CH2 S H2C CH2 O NH CH2 H2N C C CH2 O CH2 CH2 O– O O H H3N+ C C H3N+ C C H3N+ C C O– O– O– H H H Methionine (Met) Phenylalanine (Phe) Tryptophan (Trp) Proline (Pro) 18/05/2020 4:10:46 CH 21 nhtri@hcmuaf.edu.vn Amino acid OH NH2 O NH2 O C OH CH3 SH C CH2 Phân cực OH CH CH CH2 CH2 CH2 O CH2 2 O O O O O H3N H3N H3N H3N H3N H3N + C C + C C + C C + C C + C C + C C O– O– O– O– O– O– H H H H H H Cysteine Tyrosine Asparagine Glutamine Serine (Ser) Threonine (Thr) (Gln) (Cys) (Tyr) (Asn) Acidic Basic NH3+ NH2 NH+ –O O O– O CH C C C NH2+ 2 CH NH CH CH CH CH Tích điện O 2 O 2 2 CH 2 2 H3N CH CH H3N + C C O + C C 2 2 O– H3N CH 2 CH O– + C C O H H H3N 2 2 O– C C CH H + O 2 O– H3N H + C C O– H Aspartic acid Glutamic acid Lysine (Lys) Arginine (Arg) Histidine (His) (Asp) (Glu) 18/05/2020 4:10:46 CH 22 nhtri@hcmuaf.edu.vn 11
Protein - Phân tử protein có bốn cấp độ cấu trúc: + Cấu trúc bậc một là trình tự các amino acid + Cấu trúc bậc hai do sự hình thành các vòng xoắn hoặc các phiến bên trong sợi polypeptide do liên kết hydrogen + Cấu trúc bậc ba là cấu trúc uốn khúc nhiều hơn do các liên kết không cộng hóa trị hoặc cộng hóa trị (liên kết –SH) + Cấu trúc bậc bốn là sự kết hợp của nhiều phân tử polypeptide S S | | | S S | | | | | S S | | S S | | | S S | | Tóc thẳng Xoăn tự nhiên 18/05/2020 4:10:46 CH 23 nhtri@hcmuaf.edu.vn Chức năng của Protein 1. Cấu trúc (structure): Bao gồm keratin (protein trong tóc và móng) và collagen (protein trong mô liên kết). Duy trì các cấu trúc cơ quan. 2. Xúc tác (catalysis): Các enzyme xúc tác các phản ứng hoá học chuyên biệt với tốc độ nhanh gấp nhiều lần bình thường. 3. Bảo vệ (protection): Các kháng thể (antibody) có khả năng phát hiện và loại bỏ các yếu tố ngoại lai xâm nhập, báo động hệ miễn nhiểm. 4. Vận chuyển (transport): các protein màng vận chuyển các chất xuyên màng, protein máu như hemoglobin, vận chuyển oxygen, sắt, và các chất khác. 5. Vận động (movement): các sợi actin và myosin tìm thấy trong cơ vân. 6. Tính hiệu (signaling): là các hormone như insulin điều hòa lượng đường trong máu. 7. Điều hòa (regulation): các protein tham gia vào việc điều hòa biểu hiện của gene thông qua việc cho phép phiên mã (ON) hay không phiên mã (OFF) các gene cấu trúc, hoặc hoạt hóa hay bất hoạt các enzyme. 18/05/2020 4:10:46 CH 24 nhtri@hcmuaf.edu.vn 12
18/05/2020 4:10:46 CH 25 nhtri@hcmuaf.edu.vn Cấu trúc bậc 1 Gly ProThr Gly +H N Thr 3 Gly Amino acid Amino ProCysLys Seu Glu subunits Leu end Met Val Lys Val Leu Asp AlaValArg Gly Ser Pro Ala Glu Lle Asp Thr Lys Ser Lys Trp Tyr Leu Ala Gly lle Ser ProPheHis Glu His Ala Glu Val Ala Thr PheVal Asn lle Thr Asp Tyr Ala Arg Ser Arg Ala GlyPro Leu Leu Ser Tyr Pro Ser Tyr Thr Ser Thr Ala Val o Val Thr LysGlu c AsnPro o– Carboxyl end 18/05/2020 4:10:46 CH 26 nhtri@hcmuaf.edu.vn 13
Tấm  O H H O H H Cấu trúc bậc 2 O H H O H H R R Amino acid C C N C C N R C C N C C N C N C C N C C N N R R R C C R C C H O H H OH H OH H O R R R R O O C O C O H C H H H C H H C N HC N H C N H C N C NH C N C N HC N H H C H O C H C O C O O C R R R R H R H C C N H O C N H O C N H N H O C O C Xoắn  H C R H C H C R H C R R N H O C N H O C O C N H O C N H C C R R 18/05/2020 4:10:46 CH 27 nhtri@hcmuaf.edu.vn Cấu trúc bậc 3 Tương tác kỵ nước và CH2 CH CH van der Waals 2 H3C CH3 O Liên kết H H3C CH3 Polypeptide hydrogen O CH backbone HO C CH2 CH2 S S CH2 Cầu disulfide O CH2 NH3+ -O C CH2 Liên kết Ion Liên kết yếu: Liên kết hydrogen giữa 2 cực của chuỗi. Liên kết ionic giữa 2 chuỗi tích điện Liên kết kỵ nước và tương tác van der Waals Liên kết mạnh: Cầu nối disulfide hình thành từ liên kết cộng hóa trị. 18/05/2020 4:10:46 CH 28 nhtri@hcmuaf.edu.vn 14
Cấu trúc bậc 4 Kết quả của sự tương tác bởi 2 hay nhiều hơn các chuỗi polypeptide 18/05/2020 4:10:46 CH 29 nhtri@hcmuaf.edu.vn Nucleic acid - DNA vaø RNA - Ñöôïc taïo thaønh töø caùc ñôn phaân nucleotide. - Moät phaân töû nucleotide goàm ñöôøng, phosphate vaø base nitric - DNA vaø RNA khaùc nhau ôû thaønh phaàn ñöôøng trong nucleotide Nucleoside Nitrogenous base O 5’C  O P O CH2 O O Phosphate 3’CPentose group sugar Nucleotide 18/05/2020 4:10:46 CH 30 nhtri@hcmuaf.edu.vn 15
Nicotine adenine dinucleotide NAD 18/05/2020 4:10:46 CH 31 nhtri@hcmuaf.edu.vn Nucleic acid - Lieân keát coäng hoùa trò giöõa caùc nhoùm ñöôøng vaø phosphate cuûa hai nucleotide keà nhau taïo thaønh khung ñöôøng phosphate - Trình töï caùc base (A, T, G, C, U) trong boä khung quyeát ñònh ñaëc tröng cuûa phaân töû nucleic acid - DNA coù caáu truùc maïch ñoâi gaén vôùi nhau baèng lieân keát hydrogen giöõa A - T vaø G - C. Hai maïch coù trình töï boå sung cho nhau. - RNA chæ coù maïch ñôn 18/05/2020 4:10:46 CH 32 nhtri@hcmuaf.edu.vn 16
Cấu trúc DNA  DNA là chuỗi xoắn kép cấu tạo gồm – phân tử đường – Nhóm phosphat – Một base (A,C,G,T)  DNA luôn luôn được tổng hợp theo chiều 5’ P - 3’ OH trong quá trình sao chép 5’ ATTTAGGCC 3’ 3’ TAAATCCGG 5’ 18/05/2020 4:10:46 CH nhtri@hcmuaf.edu.vn 33 Chức năng của các Nucleotide  Monomer cho các Nucleic Acid  Vận chuyển năng lượng hóa học từ một phân tử đến phân tử khác (ví dụ ATP). 18/05/2020 4:10:46 CH 34 nhtri@hcmuaf.edu.vn 17
Nucleoside vs Nucleotide 18/05/2020 4:10:46 CH 35 nhtri@hcmuaf.edu.vn DNA của prokaryote 18/05/2020 4:10:46 CH 36 nhtri@hcmuaf.edu.vn 18
Nhiễm Sắc Thể: Nơi chứa phân tử DNA 18/05/2020 4:10:46 CH 37 nhtri@hcmuaf.edu.vn Cấu trúc nhiễm sắc thể 18/05/2020 4:10:46 CH 38 nhtri@hcmuaf.edu.vn 19
Cấu trúc nhiễm sắc thể Histone là những protein tích điện tích dương vì chúng chứa nhiều lượng amino acid arginine và lysine, do đó histone liên kết chặt với DNA tích điện âm. 18/05/2020 4:10:46 CH 39 nhtri@hcmuaf.edu.vn Bộ NST người (2n = 46) 18/05/2020 4:10:46 CH 40 nhtri@hcmuaf.edu.vn 20