Tham khảo bài thuyết trình 'di truyền học phân tử và tế bào - liên kết hóa học của các đại phân tử sinh học', khoa học tự nhiên, công nghệ sinh học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Di truyền học phân tử và tế bào - Liên kết hóa học của các đại phân tử sinh học
- DI TRUY N H C
PHÂN T VÀ T BÀO
CHƯƠNG 1
Liªn
Liªn kÕt hãa häc cña
c¸c ®¹i ph©n tö sinh häc
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- Ch−¬ng 1. Liªn kÕt hãa häc cña c¸c ®¹i ph©n tö sinh häc
C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
T M QUAN TR NG VÀ C I M C A CÁC LIÊN K T Y U
T M QUAN TR NG VÀ C I M C A CÁC LIÊN K T CAO NĂNG
CÁC LIÊN K T M NH VÀ Y U QUI NH C U HÌNH CÁC I PHÂN T
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- Ch−¬ng 1. Liªn kÕt hãa häc cña c¸c ®¹i ph©n tö sinh häc
C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
T M QUAN TR NG VÀ C I M C A CÁC LIÊN K T Y U
T M QUAN TR NG VÀ C I M C A CÁC LIÊN K T CAO NĂNG
CÁC LIÊN K T M NH VÀ Y U QUI NH C U HÌNH CÁC I PHÂN T
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
• Liên k t hóa h c là l c h p d n gi
các nguyên t v i nhau. S k t t
c a các nguyên t thành m t kh i có
kích thư c xác nh g i là phân t .
• C u hình không gian c a các i
phân t sinh h c (ADN, ARN và
protein) qui nh tr ng thái ho t
ng ch c năng c a chúng. C u
hình này ư c xác nh không ch
b i các liên k t m nh (liên k t c ng
hóa tr ) mà còn b i nhi u liên k t
ho c tương tác y u khác (liên k t
ion, liên k t hydro, l c Van der
Waals, tương tác k nư c).
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
• Liên k t m nh (liên k t c ng hóa tr ) h u như không bao gi
t t gãy trong i u ki n sinh lý cơ th . Trong khi, các liên
k t y u thì d t gãy hơn nhi u và khi t n t i ơn l , th i gian
t n t i c a chúng thư ng r t ng n.
• Nhưng i m áng lưu ý là: khi nhi u liên k t y u t p h p theo
m t tr t t nh t nh thì các liên k t y u có th t n t i lâu dài.
• Các lo i liên k t và tương tác hóa h c khác nhau v :
L c (năng lư ng) liên k t
S liên k t t i a mà m i nguyên t có th t o ra
Kho ng cách gi a các nguyên t
Góc liên k t
M c quay t do
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
• Các liên k t hóa h c khác nhau v l c (năng lư ng) liên k t
Các liên k t m nh
Các liên k t và tương tác y u
(c ng hóa tr )
(ion, hydro, van de Waals)
Ion (3 - 7)
Van der Waals Hydro
(1 - 2) (3 - 7)
Th y phân ATP
ng năng
Liên k t phosphoandehyde
nhi t (0,6)
L c liên k t tăng d n
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
• Các liên k t hóa h c khác nhau v s liên k t t i a mà m i
nguyên t có th t o ra. Trong ó, s liên k t c ng hóa tr t i a
m t nguyên t có th t o ra chính là hóa tr c a nguyên t ó.
LK c ng hóa tr
Các i n t
Khí mêthan
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
c i m liên k t c a các nguyên t
ph bi n nh t có trong các phân t sinh h c
D ng hình h c
Nguyên t và S liên k t
liên k t i n hình
i nt l pv c ng hóa tr
ho c 6
ho c 4
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
• S liên k t y u t i a mà m i nguyên t có th t o ra ch ph
thu c vào i u ki n có th hình thành các liên k t ó.
Các liên k t và
tương tác y u
Ph c h b n v ng Ph c h kém b n hơn
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
• Các liên k t hóa h c khác nhau v kho ng cách gi a các
nguyên t . Trong ó, kho ng cách gi a các nguyên t càng
g n khi l c liên k t càng tăng.
Tương tác Van der Waals
LK c ng hóa tr
(r = 0,14 nm)
(r = 0,062 nm)
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
• Các liên k t hóa h c khác nhau v góc liên k t. Trong liên k t c ng
hóa tr , góc liên k t gi a các nguyên t nh t nh là n nh …
… còn gi a các liên k t y u thư ng kém n nh.
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
•S n v góc liên k t gi a các nguyên t trong liên k t c ng hóa
t o nên tính phân c c …
Momen
lư ng c c
… ho c không phân c c c a các phân t .
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
• Các liên k t hóa h c khác nhau v m c quay t do. Các liên
k t c ng hóa tr ơn cho phép các nguyên t quay t do xung
quanh nguyên t , trong khi các liên k t c ng hóa tr kép ( ôi
ho c ba) thì c ng nh c.
c) Liên k t peptit
a) Formaldehyde
uC
uN
b) Methan
LK Peptit LK Peptit
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
Tr ng thái cân b ng hóa h c
B
A
B
A
A
B
kf [AB]
Kcb = =
kr [A] x [B]
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
Khái ni m v năng lư ng t do
Năng lư ng t do (∆G, năng lư ng có th ho t ng) là i lư ng
ph n ánh xu hư ng di n ra t phát c a m t quá trình hóa h c.
∆G = ∆H - T∆S
Trong ó, ∆H là m c thay i enthalpy (m c thay i năng lư ng
t ng c ng khi h th ng chuy n d ch v tr ng thái cân b ng), T là
nhi t tuy t i (calvin), ∆S là m c thay i entropy c a h th ng.
Theo nguyên lý II c a nhi t ng h c, nhi t và áp su t n nh,
năng lư ng t do luôn m t i (∆G < 0) khi ph n ng hóa h c x y ra
t phát, nhưng khi t n tr ng thái cân b ng, năng lư ng t do
s không thay i (∆G = 0). Khi giá tr ∆G càng âm, ph n ng càng
có xu hư ng x y ra; tuy nhiên, giá tr âm l n c a ∆G không nh t
thi t tương quan v i t c ph n ng (nói cách khác, nó ch ph n
ánh tr ng thái u và cu i c a h th ng)
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
Xu hư ng di n ra t phát c a các quá trình hóa h c
∆H ∆S ∆G = ∆H - T∆S
Ph n ng di n ra phù h p v i c hai xu th thay i
+
— v enthalpy, cũng như entropy. Nó x y ra t phát
m i i u ki n nhi t .
Ph n ng di n ra phù h p v i xu th thay iv
— — enthalpy,
enthalpy, nhưng ngư c v i xu th thay i entropy.
Nó ch x y ra t phát nhi t th p hơn T = ∆H/∆S.
Ph n ng di n ra ngư c v i xu th thay iv
enthalpy, nhưng phù h p v i xu th thay i
+ + entropy. Nó ch x y ra t phát nhi t cao hơn T =
∆H/∆S.
Ph n ng di n ra ngư c v i c hai xu th thay i v
+ — enthalpy, cũng như entropy. Nó KHÔNG x y ra t
phát m i i u ki n nhi t .
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
M i quan h gi a ∆G ( i u ki n tiêu chu n, ∆Go) và
h ng s cân b ng Kcb
∆Go = ‒ RT lnKcb ho c Kcb = e ‒ ∆Go/RT
Trong ó, T là nhi t tuy t i (= 298 25oC), e = 2,718,
R là h ng s khí ph thông (= 8,3145 J•K-1•mol-1 ho c 1,987
cal•K-1•mol-1; 1 cal = 4,1868 J).
Ví d v cách tính: Năng lư ng t do c a m t ph n ng
i u ki n tiêu chu n có giá tr là – 15kJ•mol-1. Tính Kcb c a
ph n ng.
Ta có:
Kcb = e ‒ ∆Go/RT
Kcb = e‒ (‒ 15000 J/mol)/(8,3145 J/K/mol)x(298K) = 2,718 6,05 = 426
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
M i quan h gi a ∆G và Kcb i u ki n nhi t 2 5 oC
∆G (kcal / mol)
Kcb
0,001 4,089
0,01 2,726
0,1 1,363
1,0 0
10,0 - 1,363
100,0 - 2,726
1000,0 - 4,089
B ng trên cho th y, n u các thành ph n ph n ng có m t hàm lư ng
mole, m t m c chênh l ch năng lư ng t do ∆G ≈ - 2 kcal/mol (tương -
8 kJ/mol) là lái ph n ng theo hư ng ch y u hình thành liên k t.
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- Ch−¬ng 1. Liªn kÕt hãa häc cña c¸c ®¹i ph©n tö sinh häc
C I M LIÊN K T HÓA H C C A CÁC I PHÂN T SINH H C
T M QUAN TR NG VÀ C I M C A CÁC LIÊN K T Y U
T M QUAN TR NG VÀ C I M C A CÁC LIÊN K T CAO NĂNG
CÁC LIÊN K T M NH VÀ Y U QUI NH C U HÌNH CÁC I PHÂN T
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
- T M QUAN TR NG C A CÁC LIÊN K T Y U
M c dù các i phân t sinh h c quan tr ng nh t c a di truy n h c
(ADN, ARN và protein), u ư c t o nên b i các liên k t c ng hóa tr
(liên k t phosphodieste các axit nucleic và peptit protein), nhưng
chính các liên k t y u (các liên k t hydro, các liên k t ion, các l c
tương tác Van der Waals và k nư c) m i có vai trò quy t nh tr ng
thái ho t ng ch c năng c a chúng, c th :
Các liên k t y u chi m vai trò ch o trong tương tác enzym – cơ ch t.
Các liên k t y u i u hòa các m i tương tác gi a các i phân t ,
c bi t gi a các lo i protein và các axit nucleic (k c ADN và ARN).
Các liên k t y u làm thay i c u hình không gian và s bi u hi n
ch c năng c a các i phân t sinh h c. H u h t ch c năng c a
protein ư c i u hòa ho t ng qua t p h p các liên k t y u.
B môn DI TRUY N H C
inh oàn Long
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
