IV - AXIT NUCLEIC

Axit nuclêic là các đại phân tử có tính axit và được chiết xuất từ nhân tế bào. Axit nuclêic có vai trò quan trọng đối với cơ thể sống (mang thông tin di truyền). Đó là ADN và ARN.

1. Cấu trúc của axit nuclêic

a) Nuclêôtit – đơn phân của axit nuclêic

Nuclêôtit được phân thành hai loại: đêôxiribônuclêôtit, trong thành phần có đường đêôxiribôzơ và 4 loại bazơ nitơ là ađênin (A), timin (T), xitôzin (X) và guanin (G). Ribônuclêôtit, trong thành phần có đường ribôzơ và 4 loại bazơ nitơ là ađênin (A), uraxin (U), xitôzin (X) và guanin (G).

b) Cấu trúc của ADN

* Cấu trúc chuỗi đơn của ADN: Trong phân tử ADN, các nuclêôtit liên kết với nhau bằng liên kết hoá trị giữa axit phôtphoric của nuclêôtit này với đường của nuclêôtit tiếp theo (được gọi là liên kết phôtphođieste) và tạo nên chuỗi polinuclêôtit.

Số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp của các nuclêôtit trong chuỗi polinuclêôtit thể hiện cấu trúc bậc một của ADN, quy định nên tính đặc thù và đa dạng của ADN, là sơ sở tạo nên các gen khác nhau.

* Cấu trúc của chuỗi xoắn kép ADN:

Trong tế bào, phân tử ADN thường tồn tại ở dạng chuỗi xoắn kép. Đó là cấu trúc bậc hai của phân tử ADN. Oatxơn và Cric đã đề xuất mô hình không gian của phân tử ADN (hình 2) có các đặc điểm sau:

- Chuỗi xoắn kép ADN gồm hai chuỗi đơn polinuclêôtit xoắn quanh một trục theo chiều từ trái qua phải giống như một chiếc thang trong đó hai tay thang là các phân tử đường và axit phôtphoric liên kết xen kẽ nhau, còn mỗi bậc thang là một cặp bazơ nitơ liên kết ngang tạo thành.

- Các bazơ nitơ liên kết ngang với nhau bằng liên kết hiđrô và theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T bởi hai liên kết hiđrô (A = T), X liên kết với G bởi ba liên kết hiđrô (X$\equiv$G).

- Hai chuỗi đơn polinuclêôtit xoắn theo hai hướng ngược chiều nhau.

- Đường kính chuỗi xoắn kép là 2nm, mỗi vòng xoắn gồm 10 cặp nuclêôtit và dài 3,4nm.

c) Cấu trúc của ARN (hình 3)

Phân tử ARN thường ở dạng chuỗi đơn pôlinuclêôtit gồm 4 loại đơn phân (A, U, X, G) liên kết với nhau bằng liên kết phôtphođieste giữa đường ribôzơ và axit phôtphoric. Người ta phân biệt ba loại ARN chủ yếu:

- ARN thông tin (mARN) có cấu trúc chuỗi đơn có độ dài thay đổi tùy theo độ dài của gen mà chúng được phiên mã.

- ARN ribôxôm (rARN) có cấu trúc chuỗi đơn và gồm vài loại khác nhau tạo nên đơn vị lớn và đơn vị bé của ribôxôm.

- ARN vận chuyển (tARN) cũng là chuỗi đơn nhưng có cấu trúc phức tạp gồm nhiều búi và đoạn cặp đôi bổ sung (A - U, X - G). Ở một đầu của phân tử có mang bộ ba nuclêôtit (bộ ba đối mã) và đầu đối diện có vị trí để gắn với axit amin đặc hiệu.

2. Chức năng của axit nuclêic

a) Chức năng của ADN

- Mang thông tin di truyền tích trong các mã bộ ba nuclêôtit (codon).

- Truyền thông tin di truyền qua các thế hệ thông qua sự sao chép ADN theo nguyên tắc khuôn mẫu và bổ sung và sự phân li của ADN về các tế bào con khi phân bào.

- Phiên mã cho ra các ARN, từ đây sẽ dịch mã để tạo nên prôtêin đặc thù và tạo nên tính trạng của sinh vật.

b) Chức năng của ARN

- Mang thông tin di truyền (đối với một số virut).

- ARN có chức năng trong sự dịch mã để tạo nên các protein đặc thù:

+ mARN là khuôn chứa mã di truyền của gen.

+ rARN tạo nên ribôxôm là nơi tổng hợp prôtêin.

+ tARN có chức năng vận chuyển axit amin tham gia vào sự lắp ráp thành chuỗi pôlipeptit đúng với mã trong khuôn mARN.

Ngoài ra, còn có loại ARN làm xúc tác sinh học (ribôzim).