Sự sống (the life thing)

Sự sống gồm 4 đại phân tử sinh học:

• Protein: biểu hiện của vật chất sống. Protein thực hiện một khối lượng lớn các công việc mà 1 tế bào cần phải làm, chẳng hạn như tạo nên cơ bắp, móng tay, tiêu hóa thức ăn, di trì tính toàn vẹn của cấu trúc tế bào, vận chuyển tế bào, làm xúc tác, dẫn truyền tín hiệu, tham gia hệ thống miễn dịch, …

• Nucleic acid: lưu trữ thông tin di truyền

• Polysaccharide: tham gia cấu tạo tế bào, là nguồn dữ trữ năng lượng chính

• lipid: thành phần của màng tế bào, được cấu tạo từ các acidbeso, là nhân tố chính để hình thành các màng sinh học

Protein đa dạng về cấu trúc và chức năng

Các Nucleic acid, lipid, và polysaccharide có cấu trúc và tính chất hóa lý tương đối đồng nhất

• 
  

• Protein là biểu diện của vật chất sống

• Một protein gồm nhiều trình tự peptide. Liên kết peptide là liên kết được tạo thành giữa 2 amino acid liên tiếp bằng cách liên kết nhóm carboxyl (COOH) của amino acid đứng trước với nhóm amino (NH2) của amino acid đứng sau loại ỏ đi 1 phân tử nước.

• Một trình tự peptide gồm nhiều amino acid

• Mỗi amino acid là 1 trình tự của 3 trong 4 bazo A, C, G, và T

Tế bào (Cell)

• Nền tảng của sinh học là tế bào (cell). Tất cả vật thể sống đều được tạo thành từ các tế nào. Con người có khoảng 100 ngàn tỷ tế bào

  • Tế bào gồm nhân (nucleus) LƯU TRỮ TẤT CẢ CÁC CHỈ THỊ DI TRUYỀN (genetic instruction) hay còn gọi là thông tin di truyền (genetic information) - ngoại trừ hồng huyết cầu trưởng thành.

    • Các chỉ thị này là chức năng của tế bào, dùng để phân biệt cá thể này với cá thể khác

      • Ở người, mỗi tế bào có 46 nhiễm sắc thể được tổ chức thành 23 cặp

        • Mỗi nhiễm sắc thể được cấu thành bởi một phân tử DNA (trình tự DNA)

          • Những trình tự DNA được cấu tạo bởi 4 bazo: A, C , G, và T

            • Các bazo bắt cặp và xếp chồng với nhau tạo thành 1 dạng thang xoắn gấp hoặc một dạng xoắn kép

            • Có khoảng 3 tỉ cặp bazo cho một phân tử DNA

            • Một gene là 1 đoạn của DNA với trình tự bazo đặc trưng (mã di truyền - genetic code) để xác định chức năng của tế bào

            • Mỗi nhiễm sắc thể có khoảng 30000 gene

• DNA chứa các gene mã hóa RNA mà nó sed sinh ra các protein, để từ đó điều chỉnh tất cả các quá trình phát triển của một sinh vật

• => Mỗi TẾ BÀO gồm nhiều NHIỄM SẮC THỂ, mỗi NHIỄM SẮC THỂ là một trình tự DNA. Mã di truyền nằm trong trình tự DNA.

Nhiễm sắc thể

• Nhiễm sắc thể là cấu trúc chứa DNA, DNA chứa gene

• Mỗi loài có một số lượng CỐ ĐỊNH nhiễm sắc thể trong tế bào, được tổ chức thành các cặp (1 bản sao từ mẹ và 1 bản sao từ cha)

• Các nhiễm sắc thể chứa CÁC KHU VỰC DNA khác nhau, có cả các khu vực không mã hóa (như DNA rác)

Nucleic acid

• Nucleic acid là vật chất mang thông tin di truyền của cơ thể sống, được hình thành từ các phân tử nucleotide

Mỗi nucleotide gồm 1 phân tử ĐƯỜNG, 1 phân tử phosphate, và 1 trong 4 loại bazo hữu cơ khác nhau:A, C, G, và T

• Phân tử nucleic acid gồm 2 loại đa phân tử giống nhau:

  • DNA: DeoxyriboNucleic Acid

  • RNA: ReboNucleic Acid

DeoxyriboNucleic Acid (DNA)

• DNA (DeoxyriboNucleic Acid) là một phân tử được tạo thành từ 2 chuỗi phân tử dài được gọi là nucleotide.

  • Mỗi chuỗi nucleotide gồm 1 phân tử ĐƯỜNG, 1 phân tử phosphate, và 1 trong 4 loại bazo khác nhau:A, C, G, và T

  • Các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị (liên kết được hình thành giữa ĐƯỜNG của nucleotide này với phosphate của nucleotide tiếp theo)

  • 2 chuỗi nucleotide liên kết với bằng bằng liên kết hydro hình thành gữa các bazo (là tương tác tĩnh điện yếu giữa phần tử hydro mang điện tích dương với phần tử mang điện tích âm): G liên kết với C, A liên kết với T

• DNA chứa vật liệu di truyền và gene

• Một bộ DNA hoàn chỉnh chứa 3 tỷ bazo, 20000 gene và 23 cặp nhiễm sắc thể

• Cấu trúc của DNA có dạng 2 chuỗi xoắn kép được gắn liền với nhau thông qua các cặp nucleotide (A gắn tới T, và C gắn với G)

ReboNucleic Acid (RNA)

• RNA là phân tử tương tự như DNA nhưng có 3 điểm khác biệt

  • RNA là chuỗi xoắn đơn, trong khi DNA là chuỗi xoắn kép

  • Đường Pentose là Ribose

  • T được thay bởi U

• Trong tế bào có 3 loại RNA chính tham gia vào quá trình dịch mã sang protetin:

  • mRNA (messenger RNA): Đây là bản sao của các trình tự trên DNA, nhằm chuyển thông tin mã hóa trên DNA đến bộ máy giải mã protein tương ứng

  • tRNA (transfer RNA): Đóng vai trò vận chuyển các amino acid đến bộ máy giải mã để tổng hợp protein từ mRNA tương ứng

  • rRNA (ribosomal RNA): Là các RNA của risbosome, nó chiếm phần lớn tổng số RNA của tế bào. Ribosome là một thành phần trong  bộ máy dịch mã của tế bào, được hình thành bằng cách kết hợp rRNA với protein

Amino acid

• Amino acid được cấu thành từ các bazo trên trình tự DNA

• Có 20 amino acid chính

• Một amino acid bao gồm:

  • 1 nguyên tử carbon ở trung tâm, nguyên tử carbon này được gắn với nguyên tử Hydro và được gọi là nguyên tử C-alpha

  • Nguyên tử C-alpha liên kết với 3 thành phần khác là nhóm Amino (NH2), Carboxylic (COOH) và gốc amino acid (R)

• Trình tự các bazo trên DNA quyết định trình tự amino acid trên protein tương ứng

• Mỗi amino acid có 3 bazo (3 trong 4 bazo của DNA)

• Có 4 nhóm amino acid

  • Không phân cực (kỵ nước)

  • Phân cực nhưng không tích điện

  • Có tính acid (tích điện âm)

  • Có tính bazo (tích điện dương)

• Mỗi amino acid khác nhau có các thành phần nguyên tử khác nhau nên có tính chất hóa học khác nhau, từ đó có đặc trưng khác nhau.

Quy trình tổng hợp protein

1. Phiên mã thông tin di truyền mã hóa cho phân tử protein nằm trên DNA để tổng hợp phân tử mRNA

2. Phân tử mRNA trở thành sợi khuôn cho quá trình dịch mã trên ribosom để tổng hợp nên phân tử protein ương ứng

3. Các phân tử amino acid được hoạt hóa và liên kết với các phân tử tRNA

4. Các phân tử tRNA vận chuyển các phân tử amino acid tới đúng vị trí liên kết được quy định trên trình tự cấu trúc chuỗi mRNA