TRƯỜNG ĐẠI HỌC VÕ TRƯỜNG TOẢN
KHOA DƯỢC

BÀI GIẢNG MÔN HỌC
HÓA SINH 1
Đơn vị biên soạn:
XÁC NHẬN CỦA BCN KHOA DƯỢC
Hậu Giang – Năm 2013
CHƯ Ơ NG I
H Ó A SINH V À Y DƯ Ợ C
1. ĐỊ NH NGHĨA
Theo đị nh nghĩa cổ điể n thì Hóa sinh là môn họ c nghiên cứ u về nhữ ng cơ sở hóa
họ c củ a sự số ng. Tế bào chính là đơ n vị cấ u trúc củ a cơ thể sông. Do đó, có thể đị nh nghĩa
như sau: Hóa sinh họ c là môn họ c nghiên cứ u về thành phầ n hóa họ c củ a các tê bào cơ thể
số ng, cùng vớ i các phả n ứ ng và các quá trình mà chúng trả i qua.
2. MỤ C ĐÍCH CỦ A HÓA SINH HỌ C VÀ s ự LIÊN QUAN VỚ I NHỮ NG NGÀNH
KHOA HỌ C CỦ A s ự Số NG KHÁC
Mụ c đích củ a Hóa sinh họ c là mô tả và giả i thích ở mứ c độ phân tử tấ t cả các tiế n trình
hóa họ c củ a các tế bào số ng. Do vậ y, nhà Hóa sinh họ c phả i :
Tách riêng biệ t vô sô" các phân tử hiệ n diệ n trong tế bào.
Xác đị nh cấ u trúc cũa các phân tử này.
Xác đị nh chứ c năng củ a từ ng phân tử này.
Để đạ t đư ợ c các mụ c đích trên, Hóa sinh họ c phả i sử dụ ng rât nhiề u kỹ thuậ t phân tích
như :
+ Các phư ơ ng pháp phân lậ p và tinh chế các sinh phân tử :
Muố i kế t (tủ a protein bằ ng ammoni Sulfat).
Sắ c ký : giấ y, trao đổ i ion, ái lự c, lớ p mỏ ng, khí, lỏ ng, lỏ ng cao áp, lọ c gel.
Điệ n di: giấ y, cao áp, thạ ch, acetat cellulose, gel tinh bộ t, gel polyacrylamid, gel
SDS-polyacrylamid.
Siêu ly tâm .
+ Các phư ơ ng pháp xác đị nh cấ u trúc củ a các sinh phân tử :
Phân tích các nguyên tổ ’.
- Phổ u v , khả kien, IR, NMR.
Thủ y phân bằ ng acid hay kiề m để khả o sát thành phầ n cấ u tạ o cơ bả n củ a các
chấ t.
Sử dụ ng các enzym đặ c hiệ u để phân hủ y các chấ t để khả o sát (VD: protease,
nuclease, glycosidase).
Khôi phổ .
Các phư ơ ng pháp phân tích trình tự đặ c hiệ u (VD: phân tích trình tự củ a các protein
và acid nucleic).
Phân tích tinh thể bằ ng tia X.
3. VAI TRÒ CỦ A HÓA SINH HỌ C
Kiế n thứ c về Hóa sinh là cầ n thiế t cho tấ t cả các khoa họ c về sự số ng. Hoá sinh họ c
củ a acid nucleic đư ợ c xem như là trung tâm củ a ngành Di truyề n họ c. Ngư ợ c lạ i, việ c sử
dụ ng các tiế n bộ trong lĩnh vự c di truyề n cho phép làm sáng tỏ nhiề u vân đề củ a Hoá sinh
họ c.
Sinh lý họ c, nghiên cứ u về các chứ c năng củ a cơ thể , hầ u như trùng lắ p hoàn toàn
vớ i Hoá sinh họ c.
Miễ n dị ch họ c sử dụ ng nhiề u kỷ thuậ t sinh hoá, và nhiề u tiế n bộ củ a ngành miễ n
dị ch đư ợ c các nhà hoá sinh sử dụ ng rộ ng rãi.
Dư ợ c lự c họ c và Dư ợ c họ c đề u dự a trên các kiế n thứ c về Hoá sinh họ c và Sinh lý
họ c ; nhấ t là hầ u hế t các dư ợ c phẩ m đề u đư ợ c chuyể n hoá bở i các phả n ứ ng đư ợ c xúc tác
bằ ng enym.
Cách tác độ ng củ a các chấ t độ c trên các phả n ứ ng và các quá trình sinh hoá là đố i
tư ợ ng nghiên cứ u củ a Độ c chấ t họ c. Các tiế n bộ củ a Hoá sinh họ c đư ợ c sử dụ ng ngày càng
nhiề u trong việ c nghiên cứ u các lĩnh vự c căn bả n củ a Bệ nh họ c như sự viêm nhiễ m, sự tổ n
hạ i tế bào, ung thư . Nhiề u nhà nghiên cứ u trong các lĩnh vự c Vi sinh Họ c, Độ ng vậ t họ c và
Thự c vậ t họ c sử dụ ng hầ u như tuyệ t đố ì các tiế n trình củ a Hoá sinh họ c.
Sự liên quan giữ a Hoá sinh họ c và các ngành họ c nêu trên là điề u hiể n nhiên vì như
chúng ta đã biế t, sự số ng lệ thuộ c vào các phả n ứ ng và các quá trình sinh hoá. Thự c tế hiệ n
nay là các rào cả n cổ xư a giữ a các ngành khoa họ c củ a sự số ng đã bị phá vở , và Hoá sinh
họ c ngày nay trở thành ngôn ngữ chung cho các ngành này.
4. M ố i QUAN HỆ TƯ Ơ NG H ổ GIỬ A HÓA SINH HỌ C VÀ Y DƯ Ợ C HỌ C
Mố ì quan hệ tư ơ ng hổ giử a Hóa sinh họ c và Y Dư ợ c họ c thúc đẩ y nhiề u tiế n bộ
trong cả hai lĩnh vự c chủ yế u củ a các nhà khoa họ c về sứ c khỏ e là:
- hiể u rõ và duy trì đư ợ c sứ c khỏ e con ngư ờ i,
- hiể u rõ và trị liệ u hiệ u quả các bệ nh tậ t.
Vai trò củ a Hóa sinh họ c trên 2 lĩnh vự c này là:
+ Hóa sinh họ c làm sáng tỏ nhiề u khía cạ nh về sứ c khỏ e và bệ nh tậ t.
+ Nghiên cứ u về các khía cạ nh củ a sứ c khỏ e và bệ nh tậ t mở ra thêm nhiề u lĩnh vự c
mớ i củ a hóa sinh.
Ví dụ :
- Kiế n thứ c về cấ u trúc và chứ c năng củ a protein thì cầ n thiế t để làm sáng tỏ sự
khác nhau về mặ t hoá sinh củ a Hemoglobin bình thư ờ ng và Hemoglobin s (bệ nh hồ ng cầ u
hình liề m) (Glutamic ở vị trí 6 chuổ i p đư ợ c thay bằ ng Valin).
- Mặ t khác việ c phân tích Hemoglobin s góp phầ n giúp hiể u rõ hơ n về cấ u trúc và
chứ c năng củ a cả 2 loạ i Hemoglobin bình thư ờ ng và bấ t thư ờ ng.
2
HÓA SINH
Aci
nuc
A
d Pro
leic
L i
i
tcin
L
Lìị
i
)id H ydra
t i
t carbon
L
ì
Bệ nh d
ĩ 1
i truyề n B ộ n
HbS
r
hthiế u m áu
1
ì
B ệ n
r độ n|
r '
h xơ vữ a Đ ái
ị m ạ ch đư ờ i
r
tháo
Ig tụ y
YDƯ Ợ C
Hình 1.1. Ví dụ về mố ì liên quan giữ a Hóa sinh và Y dư ợ c
5. Sự BÌNH THƯ Ờ NG CỦ A CÁC QUÁ TRÌNH HÓA SINH LÀ CĂN BẢ N CỦ A s ứ c
KHỎ E
WHO đị nh nghĩa về sứ c khỏ e như sau: "là tình trạ ng tố t v ề các m ặ t sinh lý, tam lý,
xã hộ i va kh ô n g c h ỉ đơ n thuầ n ỉ ầ kh ô n g có bệ nh tậ t ha y su y như ợ c".
Đứ ng về quan điể m tuyệ t đôi củ a Hóa sinh họ c có thể đị nh nghĩa như sau: ''Sứ c
kh ỏ e có thê đư ợ c x e m n h ư là tình trạ ng m à tấ t cả cắ c p hả n ứ ng trong và n go ai t ế bào x ả y
ra trong cơ th ể đư ợ c tiế n hầ nh vớ i tỷ lệ tư ơ ng ứ ng vớ i s ự sinh tồ n cao n h ấ t củ a sinh vậ t
trong điề u kiệ n sin h lý".
Trong thự c tế , vấ n đề chăm sóc sứ c khỏ e củ a ngư ờ i bệ nh ngoài việ c cầ n có các
kiế n thứ c về sinh họ c còn phả i có các kiế n thứ c về Tâm lý họ c và Xã hộ i họ c.
Các nghiên cứ u về Hóa sinh còn tác độ ng đế n Dinh dư ỡ ng họ c và Y họ c dự phòng.
Điề u kiệ n tiên quyế t để bả o vệ sứ c khỏ e là: có khẩ u phầ n ăn tôi ư u về mặ t dinh dư ỡ ng
(đầ y đủ và hài hòa các chấ t). Đó là :
+ các vitamin,
+ các acid amin,
+ mộ t sô" acid béo,
+ các chấ t khoáng,
+ nư ớ c.
Dinh dư ỡ ng họ c còn có mụ c đích ngừ a bệ nh (xơ vữ a độ ng mạ ch, ung bư ớ u), đó cũng
chính là mụ c đích củ a Y họ c dự phòng.
Để hiể u rõ về dinh dư ỡ ng cầ n rấ t nhiề u kiế n thứ c về Hóa sinh. Hầ u như tấ t cả các
bệ nh đề .u có cơ sở hóa sinh củ a nó. Hầ u hế t các bệ nh tậ t chính là biể u hiệ n bấ t thư ờ ng củ a
phân tử , củ a phả n ứ ng hóa họ c hay các tiế n trình hóa sinh.
Các yế u tô" chính gây bệ nh ở độ ng vậ t và ngư ờ i gồ m:
- Tác nhân vậ t lý: chấ n thư ơ ng cơ họ c, nhiệ t độ cao, thay đổ i độ t ngộ t áp suấ t khí
quyể n, phóng xạ , shock do điệ n.
- Tác nhân hóa họ c, gồ m cả dư ợ c phẩ m: các hợ p chấ t độ c, thuố c điề u trị ...
- Tác nhân sinh họ c: virus, vi khuẩ n, nấ m, ký sinh trùng.
- Thiế u oxy: thiế u máu, giả m khả năng cung cấ p oxy máu, các chấ t độ c tác độ ng
trên các enzym oxy hóa.
- Rố i loạ n di truyề n: bẩ m sinh hay phân tử
- Các phả n ứ ng miễ n dị ch: quá mẫ n, bệ nh tự miễ n
- Dinh dư ỡ ng thiế u cân đố i: thiế u , thừ a
- Rố ì loạ n nộ i tiế t: thiế u, thừ a
Các tác nhân trên tác độ ng trên mộ t hay nhiề u phả n ứ ng hóa họ c hay các phân tử
trong cơ thể .
Các nghiên cứ u hóa sinh đư ợ c ứ ng dụ ng nhiề u trong cả hai lĩnh vự c chẩ n đoán và
điề u trị bệ nh.
Bả ng 1.1. Mộ t sô 'ứ n g d ụ ng củ a các ng hiên cứ u hóa sinh va x é t ngh iệ m hóa sinh trên các
bệ nh
Ư ng dụ ng để Ví dụ
1-Nghiên cứ u nguyên nhân chủ yế u và cơ chê
bệ nh
2-Đề xuấ t sự điề u trị hợ p lý các bệ nh (l)trên
3- Kế t hợ p trong việ c chẩ n đoán mộ t sô" bệ nh
đặ c hiệ u
4- Thự c hiệ n thử nghiệ m sàng lọ c trong việ c
chẩ n đoán sớ m mộ t sô" bệ nh
5- Phôi hợ p trong việ c theo dõi các tiế n trình
(vd: sự hồ i phụ c, sự tăng nặ ng, sự thuyên giả m
hay tái phát) củ a mộ t sô" bệ nh
6-Phố ì hợ p trong việ c đánh giá đáp ứ ng trị liệ u
Chứ ng minh bả n chấ t củ a sự khiế m khuyế t
gen trong bệ nh xơ nang.
Dùng khẩ u phầ n ăn giả m phenylalanin để
điề u trị bệ nh phenylceton niệ u.
Đị nh lư ợ ng Creatinine kinase MB (CK-MB)
trong huyế t thanh để chẩ n đoán bệ nh nhồ i
máu cơ tim.
Đị nh lư ợ ng Thyroxin stimulate hormon
(TSH)/ máu trẻ sơ sinh để chẩ n đoán như ợ c
giáp bẩ m sinh.
Đị nh lư ợ ng Alanin aminotransferase (ALT)
trong huyế t thanh để theo dõi tiế n triể n củ a
bệ nh viêm gan do nhiể m khuẩ n.
Đị nh lư ợ ng kháng nguyên carcinoembryonic
(CEA) trong máu trên mộ t sô" bệ nh nhân
đư ợ c chử a trị ung thư ruộ t kế t.
6. TÁC ĐỘ NG CỦ A D ự ÁN BỘ GEN NGƯ Ờ I (HUMAN GENOME PROJECT) Đ ố i VỚ I
HÓA SINH HỌ C VÀ Y DƯ Ợ C HỌ C.
Quá trình củ a dự án có thể sơ lư ợ c như sau:
4