Chuyển hóa acid nucleic
-
Upload
lam-nguyen -
Category
Science
-
view
577 -
download
11
Transcript of Chuyển hóa acid nucleic
CHUYEÅN HOÙA ACID NUCLEIC
#
MUÏC TIEÂU1. Vieát ñöôïc sô ñoà chi tieát cuûa söï thoaùi hoùa base purin
2. Neâu ñöôïc caùc böôùc trong quaù trình toång hôïp purin vaø pyrimidin nucleotid
3. Neâu ñöôïc caùc chi tieát veà beänh guùt
4. Moâ taû ñöôïc söï toång hôïp ADN hay söï nhaân ñoâi ADN
5. Moâ taû ñöôïc söï toång hôïp ARN hay söï chuyeån maõ
6. Phaân bieät ñöôïc söï khaùc bieät giöõa söï chuyeån maõ ôû teá baøo nhaân sô vaø söï chuyeån maõ ôû teá baøo nhaân thöïc.
#
NỘI DUNG1.THOÁI HÓA ACID NUCLEIC
Đại cương về thoái hóa acid nucleic
Thoái hóa nucleotid purin
Thoái hóa nucleotid pyrimidin
2.TỔNG HỢP ACID NUCLEIC
Tổng hợp nucleotid purin
Tổng hợp nucleotid pyrimidin
Tổng hợp DNA
Tổng hợp ARN
#
#
#
#
#
#
1. THOAÙI HOÙA ACID NUCLEIC1.1. Sô ñoà toång quaùt
Acid nucleic (ADN, ARN)H2O Nuclease
NucleotidPvc Nucleotidase
NucleosidNucleosidase
Base N + Pentose
#
Base N + Pentose
Purin Pyrimidin
Acid uric NH3 , CO2
Ureâ
#
1.2. Thoaùi hoùa base purin
nucleosidase Xanthin oxidase
2 loại phản ứng chủ yếu: khử amin thuỷ phân và oxy hoá
ADA deficiency
(ADA)
#
H
Xanthin oxidase
Xanthin
oxidase
#
#
NgöôøiChim Acid uric NT
Moät soá boø saùt Saûn phaåm
thoaùi hoùa cuoái cuøngMoät soá boø saùt khaùc
Ña soá ÑV coù vuù AlantoinNhuyeãn theå
Uricase
#
• Sản phẩm thoái hóa cuối cùng của purin khác nhau giữa các
loài.
• Ở đa số các loài ĐV có vú, acid uric được chuyển thành
allantoin tan trong nước nhờ uricase.
• Ở người, thiếu uricase nên sản phẩm cuối cùng của thoái
hóa purin là acid uric.
#
Bình thöôøng:-Acid uric/maùu 3 – 6 mg%-Acid uric /NT 500-800 mg/ 24 giôø
Beänh “guùt” (goutte, gout, thoáng phong):• Acid uric/maùu : >10mg% 15-20mg%• Coù tinh theå Natri Urat ôû suïn, xöông …ñaëc bieät laø caùc khôùp
Vieâm khôùp caáp• Soûi ñöôøng tieåu.
#
#
1.3.Thoaùi hoùa base PyrimidinChuû yeáu ôû gan
#
#
#
β-Aminoisobutyrate là tiền
chất tạo thành Succinyl-CoA
CoA
#
2.TOÅNG HÔÏP ACID NUCLEIC
Nguyeân lieäu:H3PO4: töø thöùc aênRibose: töø con ñöôøng HMP---->Ribose-5- PBase N: cô theå toång hôïp.
Hai con đường :
• Con đường tổng hợp mới (de novo pathway) : từ những tiềnchất chuyển hóa (acid amin, ribose 5-P, CO2, NH3 )
• Con đường tận dụng (salvage pathway) : tái sử dụng base nitơvà nucleosid tự do giải phóng từ quá trình thoái hóa acidnucleic.
#
2.1.Toång hôïp Purin vaø Purin NucleotidPurin nucleotid : AMP, IMP,GMP.
Töø base PurinQua 2 con ñöôøng
Töø Ribose-5- P
Deoxyribonucleotid được tạo thành từ ribonucleotid nhờ sự khử oxy
#
Hai con đường tổng hợp purin nucleotid
#
#
3 giai đoạn:
Gđ 1: Tổng hợp PRPP từ ribose-5-P
Gđ 2: Trải qua nhiều pư để tạo thành IMP
Gđ 3: Tạo thành AMP và GMP từ IMP
TH purin nucleotid từ ribose 5-phosphat
#
GIAI ĐOẠN 1 :Tạo thành 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate(PRPP)
α 5-phosphoribosyl 1 Pyrophosphate
#
GIAI ĐOẠN 2 : Tạo thành IMP từ PRPP
#
GIAI ĐOẠN 3 : Tạo thành AMP và GMP từ IMP
Adenine ribose-P
Guanine ribose-P
#
• Gồm 3 cơ chế ức chếngược (ức chế enzym) ở3 Gđ
• Ở Gđ3 :
IMP AMP cần có GTP
IMP GMP cần có ATP
sự tổng hợp 2nucleotid này có khuynhhướng cân bằng.
1
2
3
ĐIỀU HÒA TỔNG HỢP PURIN NUCLEOTID
#
HGPRT
TH purin nucleotid từ việc tái sử dụng base nitơ và nucleosid tự do
Allopurinol allopurinol ribonucleotid bất hoạt (*)
Trong HC Lesch-Nyhan: hoạt tính HGPRT giảm → (*) không xảy ra, nên allopurinol không có tác dụng.
PRPP
HGPRT
#
BỆNH GÚT NGUYÊN PHÁT
PRPP synthase tăng hoạt tính hoặc HGPRT khiếm khuyết:
tăng tạo purin nucleotid
tăng acid uric/máu
#
Duøng pp ñoàng vò vôùi 14C vaø 15N xaùc ñònh ñöôïc nguoàn goác caùc nguyeân töû trong nhaân Purin:
#
2.2. Toång hôïp Pyrimidin vaø Pyrimidin nucleotid2 giai ñoaïn:
#
dUMP
dTMP
#
#d
1
2
Megaloblastic anemia: do thiếu CTP, TMP, UTP → giảm sản xuất HCĐiều trị bằng Uridin
#
ĐIỀU HÒA TỔNG HỢP
PYRIMIDIN NUCLEOTID1
2
CTP ức chế ngược enzym aspartate transcarbam
oylase.
CTP ức chế aspartate transcarbamoylase (hình bên)UMP ức chế CAP synthaseTTP không có vai trò trong ức chế ngược trên sự tổng hợp pyrimidin
#
Nhiều thuốc dùng trong điều trị (hoá trị K…) tác dụng lên enzym của quá trình tổng hợp nucleotid
#
Nguoàn goác caùc phaân töû treân Pyrimidin:
#
#
1
3
4
6
#
2.3. Toång hôïp caùc deoxyribonucleotidkhöû oxy ôû C2’
Ribonucleotid Deoxyribonucleotid Quaù trình khaùc nhau ôû caùc loaøi:*E.coli:
NDP dNDP
*Lactobacillus:NTP dNTP
*Toång hôïp caùc dNTP töø dNDP:dNDP dNTP
ATP ADP
#
KHỬ RIBONUCLEOTID THÀNH DEOXYRIBONUCLEOTID
• Khử nhóm 2’-hydroxyl của ribonucleotid diP
• Phức hợp enzym ribonucleotid reductase
#
Söï taïo thaønh caùc Nucleosid di vaø triphosphat:Bằng pư phosphoryl hóa
#
2.4. Toång hôïp ADN2.4.1.Söï nhaân ñoâi baùn baûo toàn- Moâ hình: caáu truùc xoaén ñoâi- Watson vaø Crick: giaû thuyeát veà cô cheá baùn
baûo toàn cuûa söï toång hôïp ADN.
#
#
2.4.2.Caáu truùc chaïc ba cuûa ADN (replication fork)
#
#
2.4.3.Quaù trình nhaân ñoâi ADNÍt nhaát 20 enzym vaø yeáu toá Protein tham gia
heä thoáng Replicase (Replisom) hoaït ñoäng vôùi toác ñoä raát nhanh vaø raát chính xaùc:
Tieàn chaát: 4 loaïi dNTP
“Boä maùy nhaân ñoâi “
#
Quaù trình nhaân ñoâi ADN, 5 giai ñoaïn:1. Nhaän bieát ñieåm môû ñaàu vaø thaùo xoaén taùch
bieät 2 sôïi ADN meï (heä thoáng Replicase)
2 loaïi protein chính tham gia quaù trình naøy:
ADN helicase, taùch rôøi hai sôïi
Protein gaén ADN sôïi ñôn (single strand DNA –binding protein hay SSB protein), giöõ cho 2 sôïi ADN ñôn ôû traïng thaùi rôøi nhau vaø oån ñònh
#
#
#
2. Taïo ARN moài nhôø primasePrimase keát hôïp ADN helicase taïo primosom
3.Toång hôïp hai sôïi ADN môùi nhôø ADN polymerase (ADN Polymerase III)-sôïi daãn,
-sôïi sau ñoaïn Okazaki
4. Loaïi ARN moài nhôø ADN polymerase I. Sau ñoù caùc ñoaïn ADN môùi tieáp tuïc ñöôïc keùo daøi.
5. Noái nhöõng ñoaïn ADN môùi nhôø ADN ligase
#
#
#
2.4.4. Söûa chöõa ADN :E.coli, tæ leä sai soùt 1/109 – 1010 nucleotid.Nhôø ADN polymerase I vaø III coù theå luøi laïi
taùch vaø loaïi boû nucleotid sai, gaén nucleotid ñuùng.
ARN polymerase khoâng coù taùc duïng töï söûa chöõa.
Söï nhaân ñoâi ADN ôû tb nhaân thaät vaø tb nhaân sô ñeàu töông töï nhö nhau.
#
#
2.5.Toång hôïp ARN (Söï chuyeån maõ)
CCCACAGCCGCCAGTTCCGCTGCGCATTTT
ADN-sợi mã hóa
GGGTGTCGGCGGTCAAGGCGACGCGTAAAA
ADN-sợi khuôn
CCCACAGCCGCCAGUUCCGCUGCGCAUUUU
ARN m
#
2.5.1. ÔÛ tb nhaân sôa. Giai ñoaïn khôûi ñaàu:ARN polymerase: Holoenzym: 2’.Enzym loõi (core enzyme): 2’
Tieåu ñôn vò seõ tìm moät ñieåm coù gen khôûi ñoäng
#
#
Söï toång hôïp ARN khoâng caàn moät ñoaïn moài. Ñaàu 5’ cuûa nhöõng chuoãi ARN môùi ñeàu baét ñaàu baèng
pppG hoaëc pppA.Söï toång hôïp ARN xaûy ra theo chieàu 5’ 3’, gioáng söï
toång hôïp ADN.
b. Giai ñoaïn keùo daøi:
#
ARN Polymerase khoâng coù hoaït tính nuclease. Möùc ñoä sai soùt cuûa söï toång hôïp ARN laø 1/104 hoaëc 1/105
c. Giai ñoaïn keát thuùc
#
Ñieàu chænh ARN:• ARNm ñöôïc ñieàu chænh raát ít hoaëc khoâng caàn ñieàu
chænh sau khi ARN ñöôïc toång hôïp. Moät soá ARN ñöôïc giaûi maõ ngay trong quaù trình chuyeån maõ.
• tieàn ARNt vaø tieàn ARNr:- bò caét ñoaïn bôûi nuclease vaø ñöôïc ñieàu chænh thaønh
nhöõng sôïi ARN môùi. - theâm moät soá nucleotid vaøo ñaàu ARN.Ví duï, CCA
ñöôïc theâm vaøo ñaàu 3’ cuûa moät soá phaân töû ARNt naøo chöa coù saün trình töï chuoãi naøy ôû ñaàu.
- thay ñoåi veà base vaø ribose cuûa ARNr. moät soá base ñöôïc methyl hoùa ;
- taïo base hieám ôû ARNt
#
#
2.5.2.ÔÛ teá baøo nhaân thaät:a. Söï chuyeån maõ vaø giaûi maõ phaân caùch nhau veà khoâng
gian vaøthôøi gian• Xaûy ra trong nhaân.
• Taïo ra raát nhieàu ARN sau naøy seõ thaønh ARNm.
• Nhöõng baûn sao tieân phaùt caàn coù moät caùi choùp ôû ñaàu 5’ vaø moät ñuoâi polyA ôû ñaàu 3’.
• Haàu heát caùc tieàn ARNm ôû teá baøo coù nhaân thaät baäc cao ñeàu ñöôïc qua moät quaù trình caét noái (splicing).
#
#
#
#
#
b. ARN ôû teá baøo coù nhaân thöïc ñöôïc toång hôïp bôûi 3 loaïi ARN polymerase
Loaïi Vò trí Baûn sao I Haïch nhaân ARNr 18S, 5.8S vaø28S
II Nhaân chaát tieàn ARNm vaø ARN hn
III Nhaân chaát ARNt vaø ARNr 5S
#
c. Nhöõng gen khôûi ñoäng ôû teá baøo nhaân thöïc coù chöùa moät hoäp TATA vaø coù theâm nhöõng trình töï chuoãi ngöôïc doøng
-----------5’ TATAAAA 3’---------+1---------25
Hoäp TATA
d. Coù nhöõng protein ñaëc hieäu ñöôïc goïi laø nhöõng yeáu toá chuyeån maõ (transcription factors) töông taùc vôùi nhöõng gen khôûi ñoäng ôû teá baøo coù nhaân thöïc
#
e. Nhöõng chuoãi taêng cöôøng (enhancer sequences) coù theå kích thích söï chuyeån maõ caùch ñieåm khôûi ñaàu haøng nghìn base
f. Tieàn ARNm ñöôïc gaén choùp ôû ñaàu 5’ trong quaù trình chuyeån maõ• Tieàn ARNm:
- choùp 7-methylguanosin ôû ñaàu 5’ - ñuoâi polyadenylat, daøi khoaûng 250 goác A, ôû ñaàu 3’.- khi bò maát ñuoâi polyA, noù ñöôïc chuyeån ra khoûi nhaân vaø ñöôïc duøng laøm khuoân cho söï toång hôïp protein.
• ARNt vaø ARNr : khoâng coù choùp.
#
g. Nhöõng ñieåm caét noái cuûa tieàn ARNm thì ñöôïc xaùc ñònh ñaëchieäu bôûi nhöõng trình töï chuoãi ôû cuoái intron
• Caét loaïi chính xaùc intron khoûi tieàn ARNm. • Trình töï chuoãi cuûa moät intron:
GU ………………………AG.
• Thalassemia: - do moät söï caét noái sai gaây neân. - haäu quaû: ARNm ñöôïc taïo ra seõ chöùa moät loaït nhöõng maõmaø bình thöôøng thì khoâng thaáy hieän dieän.
Ñaàu 3’ bình thöôøng cuûa intron
Bình thöôøng5’CCTATTGGTCTATTTTCCACCCTTAGGCTGCTG 3’
-thalassemia
5’CCTATTAGTCTATTTTCCACCCTTAGGCTGCTG 3’