THOÂNG TIN DI TRUYEÀN THÖÏC VAÄT
CAÁU TRUÙC
VAØ MOÄT SOÁ ÑAËC TÍNH CUÛA DNA
Söï saép xeáp caùc thaønh phaàn trong DNA
Caáu truùc taùc ñoäng tôùi chöùc naêng
1
Thaønh phaàn DNA:
Nucleotide:
N: nhoùm bazô (base) N : lieân keát boå sung
vôùi maïch ñoái dieän
P: nhoùm Phosphate hình thaønh ñieän tích aâm
C: ñöôøng deoxyribose
Nucleotide Nucleotide Adenosine Mono Phosphate (AMP) Adenosine Mono Phosphate (AMP)
Deoxy
OH
NH2
P
Phosphate - HO
O
Base N
N
H+
H O
H N
N
O
Nucleotide
1’
CH2 5’ 4’
Nucleoside
Ñöôøng Ribose 3’ 2’
OH
OH H
2
3
DNA vs. Coca-Cola
CocaCola CocaCola DNADNA a tan ÑÑooää hohoøøa tan
CaoCao ÑöÑöôôøøng ng (Sucrose)) (Sucrose ÑöÑöôôøøng ng (Dexoyribose)) (Dexoyribose
Phosphate Phosphate Trung bììnhnh Trung b Phosphate Phosphate -- acid) acid) (PO(PO44
4
N (caffeine) N (caffeine) RaRaáát tha t thaáápp Bases Bases (A,T,C,G) (A,T,C,G)
Purines
Pyrimidines
O
O
NH2
Adenine
CH3
Thymine (DNA)
N
NH
Uracil (RNA) NH
N
N
N N
O
N N
O
N O
NH2 NH2
N
Guanine NH
Cytosine N
N
N
NH2
N N
O O
5
A-T
2 caàu noái
G-C
6
3 caàu noái
Polynucleotide = Nucleotide noái nhau thoâng qua lieân keát phosphore diester.
-Base naèm phía beân trong/ Phosphate naèm phía beân ngoøai.
-Lieân keát phosphodiester: noái caùc phaân töû ñöôøng thoâng qua nguyeân töû phosphore.
Base Pairing Base Pairing Adenine And Cytosine Adenine And Cytosine
H C
+
y
+ H
t
H
N
o
N
s
i
n
H A d e n i n e N
e
-
-
N
N
N
N N
N
-
O O
7
Base Pairing Base Pairing Guanine And Thymine Guanine And Thymine
N
O
-
H 3 C T h y m i n e
-
O
N
G
u
a
N
N N
N
n
N
i
H
+
n
H+
e
H
O
N
H
+
5’
3’
8
-Lieân keát phosphodiester.
Ñaëc tính baét caëp Guanine - Cytosine
N
O
-
N
H C
+
y
G
t
H
N
o
u
s
a
N
i
N
n
n
i
H
e
n
+
-
e
H
N
N
N N
H
-
+
O O
Ñaëc tính baét caëp Adenine - Thymine
H
+ H
-
N
Adenine
C H 3 Thymine
O
N
-
N
N
N
N N
H+
N
O
9
Vaán ñeà kích thöôùc cuûa caùc base
A + G >>> T + C
A + T = G + C
neáu boå sung theo caùc caëp A – G & T – C ñöôøng kích chuoãi xoaén keùp seõ khoâng ñoàng ñeàu.
A & T; hình thaønh 2 lieân keát hydro
G & C: hình thaønh 3 lieân keát hydro
Tæ leä G & C cao lieân keát giöõa 2 maïch chaët treõ hôn ñoøi hoûi nhieàu naêng löôïng hôn ñeå taùch rôøi 2 maïch aûnh höôûng tôùi nhieät ñoä chaûy vaø ñaëc tính sao cheùp di truyeàn.
10
Töø tæ leä GC öôùc tính ñöôïc nhieät ñoä chaûy cuûa sôïi ñoâi DNA
5’Phosphate group
3
H
3’Hydroxyl group
C
OH
O
NH2
H
OH
HO
P
O
N
N
N
N
O
H B O
N
N
O
CH2
O
CH2
S U G A R
A
O
HO
P
O
H
O
2 N S
H
O
O
H
H
H2O
P
HO
O
N
N
NH
O
N
N E O S
N
NH2
O
CH2
O
CH2
O
D N A 3’: ñaàu sôïi coù taän cuøng laø OH gaén vaøo vò trí 3 cuûa ñöôøng deoxyribose
- P H O S P H A T E
O
P HO
H
O
O
NH2
N
O
H
H
H2O
P
HO
O
N
N
N
H
O
N
N
O
2 N
O
H
CH2
O
CH2
O
5’Phosphate group
5’: ñaàu sôïi coù taän cuøng laø nhoùm phosphate gaén vaøo vò trí 5 cuûa ñöôøng deoxyribose
HO
O
B A C K B O N E
P
OH
H
3’Hydroxyl group
HO
11
* Thoâng thöôøng khi sôïi DNA/RNA caét ra thaønh caùc phaân ñoaïn thì caét ra nguyeân veïn toaøn boä moät nucleotide, khoâng xaûy ra hieän töôïng caét lìa caùc thaønh phaàn (base/ñöôøng/ phosphate) cuûa nucleotide
- Moãi sôïi ñôn ñôn luoân luoân coù moät ñaàu 5’ vaø moät ñaàu 3’
- Sôïi boå sung luoân coù chieàu ngöôïc laïi.
- Ñaàu 5’ sôïi naøy lieân keát vôùi ñaàu 3’ cuûa sôïi boå sung.
- 2 sôïi lieân keát nhau baèng lieân keát hydro.
-Tính phaân cöïc cuûa DNA coù taùc ñoäng quyeát ñònh ñeán phaûn öùng sao cheùp, toång hôïp RNA & protein cuûa sinh vaät
Khoaûng caùch 2 base: 0.34 nm
Chieàu daøi moät voøng xoaén: 3.4nm
12
Khoaûng caùch cuûa 1 caëp base: 2nm
Söï noái daøi sôïi ñôn DNA: luoân luoân theo chieàu töø ñaàu 5’ 3’
Nucleotide codes Nucleotide codes
W
Weak (A or T)
A
Chæ coù chieàu 5’3’ môùi thích hôïp vôùi hoaït tính enzyme Polymerase & cho pheùp ñeå nucleotide coù mang noái P cao naêng tieáp caän vôùi ñoaïn saün coù & keùo daøi maïch.
Adenine
S
Strong (G or C)
Guanine
G
M
Amino (A or C)
C
Cytosine
Keto (G or T)
K
Thymine
T
Not A (G or C or T)
B
U
Uracil
H
Purine (A or G)
Not G (A or C or T)
R
D
Pyrimidine (C or T)
Not C (A or G or T)
Y
Any nucleotide (A or T or G or C) V
Not T (A or G or C)
N
13
-
Crick The Watson -- Crick The Watson Model Of DNA Model Of DNA
-
- -
-
3.4 nm
- - A T C G - 1 nm
G C T A - - - - G C
- C G
Minor groove - -
- -
T A -
Major groove
-
A T - - - - A T C G
-
- -
0.34 nm
-
- G C T A - -
DNA Structure DNA Structure
Lieân keát boå sung 2 maïch
Ñöôøng kính phaân töû ñoàng ñeàu (2nm)
14
Caùc caàu noái hydro naèm treân caùc maët phaúng song song
Ñaëc tính cuûa vaät chaát mang thoâng tin di truyeàn:
Khaû naêng döï tröõ thoâng tin coù raát nhieàu nucleotide (soá löôïng vaø trình töï caùc nucleotid = thoâng tin di truyeàn).
Giaûm thieåu sai soùt trong quaù trình truyeàn thoâng tin sang theá heä con chaùu.
Tính phaân cöïc qui ñònh chieàu thoâng tin. Neáu ñi ngöôïc chieàu seõ laø moät thoâng tin khaùc hoaøn toaøn. (TATA >>>ATAT)
Sao cheùp thoâng tin treân maùy tính:
- copy-paste: khoâng bao giôø sai
- ñoïc – ñaùnh maùy laïi: raát deõ sai soùt.
15
do tính baét caëp boå sung thoâng tin chæ caàn sao cheùp khoâng caàn xöû lyù.
Deã hình thaønh cô cheá söûa chöõa sai soùt trong sao cheùp di truyeàn vaø hieän töôïng ñoät bieán.
Oån ñònh veà vaät lyù vaø hoùa hoïc trong thôøi gian daøi (haøng
ngaøn naêm) – (ñaëc bieät thích hôïp cho quaù trình sao cheùp, söûa chöõa, bieán ñoåi vaø oån ñònh.)
Lieân keát C-C trong phaân töû ñöôøng beàn vöõng ñoái vôùi caùc taùc ñoäng hoùa hoïc.
Vaéng maët OH ôû vò trí 2 laøm taêng tính beàn vöõng vôùi caùc taùc nhaân mang tính kieàm.
Caùc base ñeàu mang tính kò nöôùc tuyeät ñoái vaø naèm phía beân
trong khuaát cuûa phaân töû: caùc hôïp chaát tan trong nöôùc khoâng coù cô hoäi taùc ñoäng.
16
Döõ lieäu Back-up
