Cấu Trúc Và Chức Năng Của Protein

Cập nhật lúc: 14:07 07-10-2024 Mục tin: Sinh học lớp 10

Tại sao trâu và bò cùng ăn cỏ mà vị thịt của trâu bò lại khác thịt bò ?

Ngoài ADN và ARN thì prôtêin cũng là một đại phân tử sinh học được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, mà các đơn phân của prôtêin là các axit amin (aa). Prôtêin có cấu trúc và chức năng cụ thể như sau: 1. Cấu trúc prôtêin:

Hình 1: Cấu tạo của axit amin

– Các aa liên kết với nhau bằng liên kết peptit (nhóm amin của aa này liên kết với nhóm cacbôxin của aa tiếp theo và giải phóng 1 phân tử nước) tạo thành chuỗi pôlipeptit. Mỗi phân tử prôtêin gồm 1 hay nhiều chuỗi pôlipeptit.

Hình 2: Liên kết peptit trong phân tử protein

Prôtêin có 4 bậc cấu trúc cơ bản như sau: Cấu trúc bậc 1: là trình tự sắp xếp các aa trong chuỗi pôlipeptit. Cấu trúc bậc 2: là chuỗi pôlipeptit bậc 1 có câu trúc xoắn hình lò xo. Cấu trúc bậc 3: do cấu trúc bậc 2 uốn khúc đặc trưng cho mỗi loại prôtêin. Cấu trúc bậc 4: do nhiều cấu trúc bậc 3 kết hợp thành khối cầu.

Prôtêin chỉ thực hiện được chức năng ở cấu trúc không gian (cấu trúc bậc 3 hoặc bậc 4).

Hình 3: Cấu trúc hoá học của protein

Prôtêin có tính đa dạng và đặc thù: được quy định bởi số lượng + thành phần + trật tự sắp xếp của các aa trong chuỗi pôlipeptit.

Câu 1: Tại sao một số vi sinh vật sống được trong suối nước nóng có nhiệt độ cao ( 100 0 C) mà protein của chúng không bị hỏng

Do protein có cấu trúc đặc biệt

Câu 2 : Tại sao khi nấu canh cua, protein cua nổi thành từng mảng?

Trong môi trường nước, protein thường quay phần kị nước vào bên trong và phần ưa nước ra bên ngoài . Ở nhiệt độ cao các phân tử chuyển động hỗn loạn làm cho các phần kị nước ở bên trong chuyển ra bên ngoài . Nhưng do bản chất kị nước nên các phân tử kị nước của phân tử này ngay lập tức liên kết với phần kị nước của phân tử khác làm cho phân tử nọ liên kết với phân tử kia

Câu 3 : Tại sao có những người khi ăn nhộng tằm cua lại bị dị ứng?

Vì các protein khác nhau trong thức ăn sẽ được các en zyme tiêu hoá thành các aa được hấp thụ qua đường ruột vào máu. Nếu protein không được tiêu hoá sẽ xâm nhập và máu gây tác nhân lạ gây dị ứng

Câu 4: Tại sao trâu và bò cùng ăn cỏ mà vị thịt của trâu bò lại khác thịt bò ?

Vì protein vào trong hệ tiêu hoá được phân giải thành các aa , các aa là nguyên liệu tổng hợp nên protein của các loài , mà protein của các loại

Chức Năng Bảo Vệ Protein. Cấu Trúc Và Chức Năng Của Protein

Protein là cơ sở của tất cả các sinh vật sống. Đó là những chất này hoạt động như một thành phần của màng tế bào, cơ quan, sụn, gân và các chất dẫn xuất da sừng. Tuy nhiên, chức năng bảo vệ của protein là một trong những quan trọng nhất.

Protein: Các tính năng của cấu trúc

Cùng với chất béo, carbohydrate và axit nucleic, protein là các chất hữu cơ tạo nên cơ sở của sự sống. Tất cả đều là các biopolymer tự nhiên. Các chất này bao gồm lặp đi lặp lại các đơn vị cấu trúc. Chúng được gọi là các monome. Đối với protein, các đơn vị cấu trúc như vậy là các axit amin. Kết nối chuỗi, chúng tạo thành một đại phân tử lớn.

Mức độ tổ chức không gian của protein

Một chuỗi 20 axit amin có thể hình thành các cấu trúc khác nhau. Đây là các mức độ tổ chức không gian hoặc cấu tạo của protein. Cấu trúc chính được biểu diễn bằng một chuỗi axit amin. Khi nó quay thành xoắn ốc, một thứ phát sinh. Cấu trúc bậc ba xảy ra khi cấu trúc trước đó bị xoắn thành một mớ hỗn độn. Nhưng cấu trúc sau là phức tạp nhất – Đệ tứ. Nó bao gồm nhiều globules.

Tính chất của protein

Nếu cấu trúc bậc bốn bị phá hủy trước tiên, cụ thể là chuỗi axit amin, sau đó có một quá trình gọi là denaturation. Anh ta có thể đảo ngược được. Một chuỗi các axit amin lại có thể hình thành các cấu trúc phức tạp hơn. Nhưng khi có sự tàn phá, nghĩa là Tiêu hủy cấu trúc chính , không thể khôi phục được protein . Quá trình như vậy là không thể đảo ngược. Sự hủy hoại đã được tiến hành bởi mỗi người khi sản phẩm chế biến nhiệt bao gồm trứng gà đạm, cá, thịt.

Các chức năng protein: bảng

Phân tử protein rất đa dạng. Điều này gây ra một loạt các khả năng của họ, đó là do cấu trúc của axit amin. Các chức năng của protein (bảng chứa thông tin cần thiết) là điều kiện cần thiết cho sự tồn tại của các sinh vật sống.

Protein là vật liệu xây dựng cho tất cả các cấu trúc cơ thể: từ màng tế bào đến cơ và dây chằng.

Collagen, sợi xơ

Chức năng bảo vệ protein trong cơ thể

Như bạn thấy, các chức năng của protein rất đa dạng và quan trọng trong ý nghĩa của nó. Nhưng chúng tôi không đề cập đến một trong số họ nữa. Chức năng bảo vệ của protein trong cơ thể là để ngăn chặn sự xâm nhập của các chất lạ có thể gây ra thiệt hại đáng kể cho cơ thể. Nếu điều này xảy ra, các protein chuyên biệt có thể giải giáp chúng. Những chất bảo vệ này được gọi là kháng thể hoặc immunoglobulin.

Quá trình hình thành miễn dịch

Với mỗi tiếng thở dài, vi khuẩn gây bệnh và vi rút xâm nhập vào cơ thể chúng ta. Chúng rơi vào trong máu, nơi chúng bắt đầu nhân lên tích cực. Tuy nhiên, trên con đường của họ có một rào cản đáng kể. Đó là các protein huyết tương – globulin miễn dịch hoặc kháng thể. Chúng đặc biệt và được đặc trưng bởi khả năng nhận biết và trung hoà các chất và cấu trúc ngoài cơ thể. Họ được gọi là kháng nguyên. Đây là cách chức năng bảo vệ của protein thể hiện bản thân. Ví dụ về nó có thể được tiếp tục với thông tin về interferon. Protein này cũng là chuyên ngành và nhận dạng virus. Chất này thậm chí còn là cơ sở của nhiều thuốc kích thích miễn dịch.

Nhờ sự có mặt của các protein bảo vệ, cơ thể có thể chịu được các hạt gây bệnh, nghĩa là Ở đó, sự miễn dịch được hình thành. Anh ta có thể được bẩm sinh và có được. Tất cả các sinh vật đầu tiên đều được ban cho từ khi sinh ra, đó là lý do tại sao cuộc sống là có thể. Và thu được xuất hiện sau khi chuyển giao các bệnh truyền nhiễm khác nhau.

Bảo vệ cơ học

Protein thực hiện chức năng bảo vệ, trực tiếp bảo vệ các tế bào và toàn bộ cơ thể khỏi những ảnh hưởng cơ học. Ví dụ, bộ xương ngoài của loài giáp xác đóng vai trò của vỏ, tin cậy bảo vệ tất cả các nội dung. Xương, cơ và sụn tạo thành cơ sở của cơ thể, và không chỉ ngăn ngừa tổn thương mô mềm và các cơ quan mà còn đảm bảo sự chuyển động của nó trong không gian.

Sự hình thành băng huyết

Quá trình đông máu cũng là một chức năng bảo vệ của protein. Có thể do sự hiện diện của tế bào chuyên biệt – tiểu cầu. Nếu các mạch máu bị hư hỏng, chúng sẽ bị phá hủy. Kết quả là, fibrinogen protein huyết tương hòa tan được chuyển thành dạng không hòa tan – fibrin. Đây là một quá trình enzym phức tạp, do đó các sợi filibin rất thường xuyên liên kết và tạo thành một mạng lưới dày đặc ngăn cản sự lưu thông máu. Nói cách khác, một cục máu hoặc huyết khối được hình thành. Đây là phản ứng bảo vệ cơ thể. Trong cuộc sống bình thường, quá trình này kéo dài tối đa mười phút. Nhưng với chứng bệnh không chảy máu – bệnh hemophilia ảnh hưởng đến nam giới, một người có thể chết ngay cả với một vết thương nhỏ.

Tuy nhiên, nếu cục máu đông hình thành bên trong mạch máu, nó có thể rất nguy hiểm. Trong một số trường hợp thậm chí dẫn đến vi phạm tính toàn vẹn và xuất huyết nội. Trong trường hợp này, các loại thuốc được khuyến cáo, trái lại, máu làm mỏng.

Bảo vệ hóa học

Chức năng bảo vệ của protein cũng được biểu hiện trong việc kiểm soát hóa học các mầm bệnh. Và nó bắt đầu có trong khoang miệng. Bắt vào nó, thực phẩm gây ra một sự bốc mùi phản xạ. Cơ sở của chất này là nước, enzyme phá vỡ polysaccharides và lysozyme. Đó là chất thứ hai giải độc các phân tử có hại, bảo vệ cơ thể khỏi những ảnh hưởng tiếp theo của chúng. Nó được tìm thấy trong các màng niêm mạc của đường tiêu hóa, và trong nước mắt rửa mắt giác mạc của mắt. Với số lượng lớn, lysozyme được tìm thấy trong sữa mẹ, dịch nhầy hầu họng, và lòng trắng trứng.

Vì vậy, chức năng bảo vệ của protein được thể hiện chủ yếu trong việc trung hòa các hạt vi khuẩn và virut trong máu của cơ thể. Kết quả là, ông có khả năng chống lại các tác nhân gây bệnh. Nó được gọi là miễn dịch. Các protein tạo nên bộ xương ngoài và bên trong bảo vệ nội dung bên trong khỏi những tổn thương cơ học. Và các chất đạm có trong nước bọt và các chất khác, ngăn cản hoạt động của các chất hoá học trên cơ thể. Nói cách khác, chức năng bảo vệ protein là cung cấp các điều kiện cần thiết cho tất cả các quá trình sống.

Protein Màng Cấu Trúc – Chức Năng

 KHÁI NIỆM

 Protein trong màng sinh chất chiếm 25 – 75%. Tùy dạng tế bào mà hàm lượng và bản chất protein có thể khác nhau và thực hiện các chức năng rất đa dạng, phong phú: hoạt tính enzyme, vận chuyển các chất qua màng…

Tùy theo cách sắp xếp của protein trong màng mà chia làm 2 loại protein:

+ Protein xuyên màng

+ Protein rìa màng (bám ở phía ngoài của màng hoặc phía trong màng).

Protein xuyên màng:

– Các protein xuyên màng thường liên kết với hydratcacbon tạo nên các glicoproteit nằm ở phía ngoài màng.

– Những protein này nằm xuyên qua chiều dày của màng và liên kết rất chặt chẽ với lớp kép lipit qua chuỗi axit béo.

– Phần nằm trong màng là kỵ nước và liên kết với đuôi kỵ nước của lớp kép lipit.

– Các đầu của phân tử protein thò ra phía rìa ngoài và rìa trong là ưa nước và có thể là tận cùng nhóm amine hoặc carboxyl.

– Có loại protein xuyên màng 1 lần hoặc nhiều lần

PROTEIN RÌA MÀNG:

– Thường liên kết với lớp lipit kép bằng liên kết hóa trị với 1 phân tử photpholipit

– xếp ở rìa ngoài (rìa tiếp xúc với môi trường ngoại bào), hoặc rìa trong của màng (rìa tiếp xúc với tế bào chất).

– Các protein rìa ngoài thường liên kết với gluxit tạo nên các glycoproteit.

– Protein rìa trong thường liên kết với các protein tế bào chất như ankyrin và qua ankyrin liên hệ với bộ xương tế bào tạo nên hệ thống neo màng và điều chỉnh hình dạng tế bào.

    CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN MÀNG

    2.1. Chức năng vận chuyển

    2.1.1 Khuếch tán và thẩm thấu

    2.1.2. Vận chuyển nhờ protein chuyên chở

    Hình : Các sơ đồ mô tả hoạt động của các protein vận chuyển màng

    PROTEIN CHUYÊN CHỞ

    – Bơm protein (pumps):

    Các máy bơm ATP (hay đơn giản là bơm ) là các ATPase sử dụng năng lượng của quá trình thủy phân ATP để di chuyển các ion hoặc các phân tử nhỏ qua một màng chống lại gradient nồng độ hóa học hoặc điện thế gọi là vận chuyển tích cực

    Các máy bơm này duy trì nồng độ ion Ca2+và Na+ ở hầu như tất cả các tế bào động vật so với môi trường, và tạo ra độ pHthấp bên trong các tế bào động vật lysosomes, các tế bào thực vật và lumen của dạ dày.hành năng lượng.

    – Kênh protein (channels):

    Các protein kênh vận chuyển nước hoặc các loại ion cụ thể giảm nồng độ hoặc gradient điện tiềm năng, một phản ứng thuận lợi hăng hái

    Chúng tạo thành một đường dẫn protein dẫn qua màng nhờ đó nhiều phân tử nước hoặc ion di chuyển cùng một lúc, với tốc độ rất nhanh – lên đến 10 8/giây.

    – Protein mang (carriers)

    2.1.2 Cơ chế hoạt động của protein mang

    – Vận chuyển qua các protein mang không có tính chất Enzyme

    Hình thức vận chuyển: thụ động theo lối khuếch tán.

    Chất được vận chuyển: chất hữu cơ có kích thước lớn như glucose, acid amin.

    Cơ chế: chất được vận chuyển gắn vào protein mang làm cho proten mang thay đổi cấu hình và mở ra ở phía bên kia màng. Do lực liên kết giữa các chất được vận chuyển và protein mang yếu nên chuyển động nhiệt của chất được vận chuyển sẽ tách nó ra khỏi protein màng và giải phóng vào phía đối diện.

    VẬN CHUYỂN QUA  CÁC PROTEIN CÓ TÍNH CHẤT ENZYME

    Hình thức vận chuyển: chủ động theo lối sơ cấp

    Chất được vận chuyển: Na+, K+, Ca2+, H+, Cl-

    Cơ chế: protein mang vừa đóng vai trò là chất chuyên chở để chất được vận chuyển gắn vào vừa đóng vai trò là 1 Enzyme thủy phân ATP để lấy năng lượng. Năng lượng đó sẽ làm thay đổi cấu hình của protein mang giúp chúng bơm các chất được vận chuyển qua màng.

    Tốc độ vận chuyển: Khi nồng độ chất được vận chuyển thấp, tốc độ vận chuyển tỉ lệ thuận với nồng độ chất được vận chuyển qua màng. Ở nồng độ cao, sự vận chuyển đạt mức tối đa (Vmax) (bão hòa).

    PHỐI HỢP QUA CÁC PROTEIN CÓ VÀ KHÔNG CÓ TÍNH CHẤT ENZYME

    Hình thức: vận chuyển chủ động theo lối sơ cấp.

    Chất được vận chuyển: glucose, acid amin, và các ion.

    Vận tốc vận chuyển: tương tự vận chuyển chủ động sơ cấp.

    Cơ chế: protein mang thứ nhất có tính chất Enzyme hoạt động theo cơ chế vận chuyển chủ động sơ cấp tạo ra bậc thang của nồng độ ion. Năng lượng dược giải phóng từ bậc thang cho phép protein thứ 2 không có tính chất vận chuyển ion theo bậc thang nồng độ và các chất cùng vận chuyển khác ngược bậc thang nồng độ.

    2.2 Chức năng trao đổi thông tin

     2.2.1 Tiếp nhận thông tin qua màng

    – Trên màng tế bào có protein thụ quan tiếp nhận thông tin → điều chỉnh hoạt động sống

    -Thông tin dưới dạng những tín hiệu hóa học (nội tiết-hormone; cận tiết – tế bào phát thông tin và tế bào nhận thông tin cạnh nhau; tự tiết)

    -Thụ quan là những pro xuyên màng, có đầu ngoài khớp với các phân tử tín hiệu, đầu trong hướng vào môi trường nội bào

    -Cơ chế: phântử tín hiệu + đầu ngoài thụ quan, dẫn đến biến đổi đầu trong làm hoạt động của tế bào thay đổi

    -Ý nghĩa: Thực vật tạo ra tính hướng. Động vật tiếp nhận tín hiệu điều khiển, điều hòa của thần kinh, hormone, nhận biết được chất lạ để sản sinh ra kháng thể đặc hiệu… Các tế bào đứng gần nhau có thể trao đổi thông tin, nhận ra nhau trên cơ sở đó tạo thành mô và cơ quan

    2.2.2 Các chất hòa tan trong nước

    Chất gắn (VD hormone adrenarin) liên kết với thụ quan màng đặc trưng.

    Thông tin được truyền qua chất trung gian là protein G khu trú trong màng kèm với thụ quan (có tên gọi là G bởi vì protein này được hoạt hóa bởi GTP – guanozintriphotphat).

    Hoạt động thu nhận thông tin và truyền thông tin nhờ các thụ quan màng được tế bào điều chỉnh để thích nghi với trạng thái của tế bào cũng như với thay đổi của môi trường.

    2.2.3 Các chất hòa tan trong lipid

    Các chất mang thông tin là các chất hòa tan trong lipid (hormone steroid, vitamin D, retinoid…) sẽ được vận chuyển qua màng vào tế bào chất. Ở đây chúng sẽ liên kết với các thụ quan nội bào tạo thành phức hệ hormone – thụ quan nội bào.

    Phức hệ này sẽ đi vào nhân tế bào và có tác động hoạt hóa các gen.

    Share this:

    Twitter

    Facebook

    Like this:

    Số lượt thích

    Đang tải…

Protein Dạng Sợi Là Gì? Phân Loại, Tính Chất Và Cấu Trúc Của Protein

Dựa vào khái niệm, có thể thấy, cấu trúc protein là một hoặc nhiều chuỗi axit amin tạo thành. Đây chính là cấu trúc cơ bản của thành phần dinh dưỡng này. Các protein có cấu trúc tương đối mềm dẻo, vì thế có thể uốn, gấp mà không cần hỗ trợ. Đồng thời, cấu trúc của protein rất linh hoạt, chúng có thể thay đổi tùy thuộc vào chức năng sinh học mà chúng thực hiện.

Dựa vào cấu trúc của protein, người ta có thể chia chúng thành 4 loại:

Protein dạng sợi: thường có vai trò cấu trúc, thành phần chủ yếu là collagen và các protein có trong móng tay, tóc…

Protein dạng cầu: có thể hòa tan được, trong đó thành phần chủ yếu là các enzim.

Protein màng tích hợp: thường làm kênh dẫn cho cho các phân tử mang điện có thể vượt qua màng tế bào.

Protein mất trật tự nội tại: là loại protein có cấu trúc khác hoàn toàn với 3 loại trên,

Trong các loại protein, protein dạng sợi và protein dạng cầu là 2 loại phổ biến và được biết tới nhiều nhất.

Protein dạng cầu hay còn gọi là protein có cấu trúc hình cầu. Đây chính là các protein chức năng, trong đó bao gồm các Enzym và protein hormone.

Enzym: tất cả các Enzym đều là protein dạng cầu, đây là chất xúc tác một lượng lớn các phản ứng hóa học trong cơ thể.

Protein hormone: có trong tuyến nội tiết, có chức năng kích thích các cơ quan và kiểm soát các hoạt động quan trọng trong cơ thể, như kiểm soát lượng đường trong máu, kiểm soát hàm lượng canxi hay kích thích sự phát triển các mạch máu ở các mô…

Protein dạng sợi có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong cơ thể con người. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành xương, cơ, da, gân… Đồng thời, đây còn là các chất tạo thành lớp ngoài cùng của tóc, vẩy, da, hay móng và lông của các loài động vật. Đặc biệt, các protein dạng sợi còn có chức năng đông máu và giúp các cơ co bóp.

Như đã giải thích ở trên, cấu trúc của protein là một hoặc nhiều chuỗi axit amin, gọi tắt là aa. Mỗi aa gồm có: nhóm cacboxyl -COOH, nhóm amin -NH2 và gốc hữu cơ R (gồm 20 loại khác nhau).

Công thức tổng quát:

Các aa lại được liên kết với nhau bằng các peptit từ đó tạo thành chuỗi pôlipeptit. Mỗi phân tử protein sẽ bao gồm 1 hoặc nhiều chuỗi polipeptit tạo thành. Protein công thức hóa học là :

R1 R2

NHN – C – CO-NH – C – COOH + H20

NH2 NH2

Tính chất của protein sẽ phụ thuộc vào tính chất của các axit amin tạo thành. Chúng được quy định bởi số lượng, thành phần và cách sắp xếp các aa.

Ví dụ: Protein có tính kị nước khi các aa kị nước, hoặc protein sẽ ưa nước khi các aa ưa nước.

Protein có chức năng hình thành và duy trì các tế bào trong cơ thể. Do đó, nếu thiếu protein sẽ dẫn tới chậm lớn, còi xương và thậm chí là suy giảm các chức năng miễn dịch

Protein là nguồn năng lượng của cơ thể, giúp chuyển hóa các chất dinh dưỡng

Đặc biệt, protein giúp cân bằng sinh lý và hoạt động của cơ thể.

Dna Polymerase Các Loại, Chức Năng Và Cấu Trúc / Sinh Học

các DNA polymerase là một enzyme chịu trách nhiệm xúc tác cho quá trình trùng hợp của chuỗi DNA mới trong quá trình sao chép phân tử này. Chức năng chính của nó là kết hợp các triphosphate deoxyribonucleotide với các chuỗi của mẫu. Nó cũng tham gia sửa chữa DNA.

Enzim này cho phép kết hợp chính xác giữa các cơ sở DNA của chuỗi khuôn và chuỗi mới, theo sơ đồ của A, nó kết hợp với T và G với C.

Quá trình sao chép DNA phải có hiệu quả và phải được tiến hành nhanh chóng, vì vậy DNA polymerase hoạt động bằng cách thêm khoảng 700 nucleotide mỗi giây và chỉ gây ra lỗi sau mỗi 10 9 hoặc 10 10 nucleotide nhúng.

Có nhiều loại DNA polymerase khác nhau. Chúng khác nhau ở cả sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân sơ và mỗi loại có một vai trò cụ thể trong quá trình sao chép và sửa chữa DNA..

Có thể một trong những enzyme đầu tiên xuất hiện trong quá trình tiến hóa là polymerase, vì khả năng tái tạo bộ gen chính xác là một yêu cầu nội tại cho sự phát triển của sinh vật.

Việc phát hiện ra enzyme này được quy cho Arthur Kornberg và các đồng nghiệp của ông. Nhà nghiên cứu này đã xác định DNA polymerase I (Pol I) vào năm 1956, trong khi làm việc với Escherichia coli. Tương tự, chính Watson và Crick đã đề xuất rằng enzyme này có thể tạo ra các bản sao trung thực của phân tử DNA.

Chỉ số

1 loại

1.1 Prokaryote

1.2 Sinh vật nhân chuẩn

1.3 Cổng vòm

2 Chức năng: Sao chép và sửa chữa DNA

2.1 Sao chép DNA là gì?

2.2 Phản ứng

2.3 Tính chất của DNA polymerase

2.4 Mảnh vỡ của Okazaki

Sửa chữa DNA 2.5

3 cấu trúc

4 ứng dụng

4.1 PRC

4.2 Thuốc kháng sinh và thuốc chống ung thư

5 tài liệu tham khảo

Các loại Sinh vật nhân sơ

Các sinh vật nhân sơ (sinh vật không có nhân thực sự, được phân định bởi màng) có ba polymerase DNA chính, thường được viết tắt là pol I, II và III.

DNA polymerase I tham gia vào quá trình sao chép và sửa chữa DNA và sở hữu hoạt động exonuclease theo cả hai hướng. Nó được coi là vai trò của enzyme này trong sao chép là thứ yếu.

II tham gia sửa chữa DNA và hoạt động exonuclease của nó theo hướng 3′-5 ‘. III tham gia vào quá trình sao chép và chỉnh sửa DNA, và giống như enzyme trước đó, trình bày hoạt động exonuclease theo hướng 3’-5 ‘.

Sinh vật nhân chuẩn

Sinh vật nhân chuẩn (sinh vật có nhân thực sự, được phân định bởi màng) có năm polymerase DNA, được ký hiệu bằng các chữ cái trong bảng chữ cái Hy Lạp: α, β, γ, và.

Các thí nghiệm khác nhau đã có thể xác minh giả thuyết rằng chúng liên kết chủ yếu là polymerase α, và với sao chép DNA. Các loại γ, và γ thể hiện hoạt động exonuclease 3′-5 ‘.

Cổng vòm

Các phương pháp giải trình tự mới đã quản lý để xác định một loạt các họ DNA polymerase rất lớn. Cụ thể, trong archaea, chúng tôi đã xác định được một họ enzyme, được gọi là họ D, là duy nhất cho nhóm sinh vật này.

Chức năng: Sao chép và sửa chữa DNA Sao chép DNA là gì?

DNA là phân tử mang tất cả thông tin di truyền của một sinh vật. Nó bao gồm một loại đường, một cơ sở nitơ (adenine, guanine, cytosine và thymine) và một nhóm phosphate.

Trong quá trình phân chia tế bào, liên tục xảy ra, DNA phải được sao chép nhanh chóng và chính xác – cụ thể là trong pha S của chu kỳ tế bào. Quá trình này trong đó tế bào sao chép DNA được gọi là sao chép.

Về mặt cấu trúc, phân tử DNA được hình thành bởi hai sợi, tạo thành chuỗi xoắn. Trong quá trình sao chép, chúng được tách ra và mỗi cái hoạt động như một tính khí cho sự hình thành một phân tử mới. Do đó, các chuỗi mới truyền đến các tế bào con trong quá trình phân chia tế bào.

Vì mỗi sợi được tôi luyện, người ta nói rằng sự sao chép DNA là bán tự động – ở cuối quá trình, phân tử mới bao gồm một sợi mới và một sợi cũ. Quá trình này được mô tả vào năm 1958 bởi các nhà nghiên cứu Meselson và Stahl, sử dụng isophotos.

Sự sao chép DNA đòi hỏi một loạt các enzyme xúc tác cho quá trình này. Trong số các phân tử protein, DNA polymerase nổi bật.

Phản ứng

Để tổng hợp DNA xảy ra, các chất nền cần thiết cho quá trình này là bắt buộc: deoxyribonucleotide triphosphates (dNTP)

Pol III hoặc alpha tham gia đầu tiên (xem thuộc tính của polymerase) và bắt đầu thêm các nucleotide. Các epsilon kéo dài chuỗi lãnh đạo, và đồng bằng kéo dài chuỗi bị trì hoãn.

Tính chất của DNA polymerase

Đầu tiên, tất cả các polymerase tổng hợp chuỗi DNA theo hướng 5′-3 ‘, thêm dNTP vào nhóm hydroxyl của chuỗi đang phát triển.

Thứ hai, DNA polymerase không thể bắt đầu tổng hợp một chuỗi mới từ không có gì. Họ cần một nguyên tố bổ sung được gọi là mồi hoặc mồi, đó là một phân tử được hình thành bởi một vài nucleotide tạo ra một nhóm hydroxyl tự do, nơi polymerase có thể neo và bắt đầu hoạt động của nó.

Đây là một trong những khác biệt cơ bản giữa DNA và RNA polymerase, vì loại thứ hai có khả năng bắt đầu quá trình tổng hợp chuỗi de novo.

Những mảnh vỡ của Okazaki

Thuộc tính đầu tiên của DNA polymerase được đề cập trong phần trước là một biến chứng cho sự sao chép bán tự động. Khi hai chuỗi DNA chạy theo cách phản song song, một trong số chúng được tổng hợp theo cách không liên tục (cần phải được tổng hợp theo hướng 3′-5 ‘).

Trong chuỗi chậm, quá trình tổng hợp không liên tục xảy ra bằng hoạt động bình thường của polymerase, 5′-3 ‘và các đoạn kết quả – được biết đến trong tài liệu là các đoạn Okazaki – bị ràng buộc bởi một enzyme khác, ligase.

Sửa chữa DNA

DNA liên tục tiếp xúc với các yếu tố, cả nội sinh và ngoại sinh, có thể làm hỏng nó. Những thiệt hại này có thể ngăn chặn sự sao chép và tích lũy, do đó chúng ảnh hưởng đến sự biểu hiện của gen, tạo ra các vấn đề trong các quá trình tế bào đa dạng.

Ngoài vai trò của nó trong quá trình sao chép DNA, polymerase cũng là thành phần chính của cơ chế sửa chữa DNA. Chúng cũng có thể hoạt động như các cảm biến trong chu trình tế bào ngăn chặn sự xâm nhập vào giai đoạn phân chia nếu DNA bị hỏng.

Cấu trúc

Hiện nay, nhờ các nghiên cứu về tinh thể học, người ta đã có thể làm sáng tỏ các cấu trúc của các polymerase khác nhau. Dựa trên trình tự chính của chúng, polymerase được nhóm thành các họ: A, B, C, X và Y.

Chúng bao gồm hai vị trí hoạt động chính có các ion kim loại, với hai dư lượng aspartate và dư lượng thay đổi – có thể là aspartate hoặc glutamate, phối hợp các kim loại. Có một loạt dư lượng tích điện khác bao quanh trung tâm xúc tác và được bảo tồn trong các polymerase khác nhau.

Ở prokaryote, DNA polymerase I là một polypeptide 103 kd, II là một polypeptide 88 kd và III bao gồm mười tiểu đơn vị.

Ở sinh vật nhân chuẩn, các enzyme lớn hơn và phức tạp hơn: α được hình thành bởi năm đơn vị, và bởi một tiểu đơn vị, bởi hai tiểu đơn vị và ε 5..

Ứng dụng Trung Quốc

Phản ứng chuỗi polymerase (PRC) là một phương pháp được sử dụng trong tất cả các phòng thí nghiệm sinh học phân tử, nhờ vào tính tiện dụng và đơn giản của nó. Mục tiêu của phương pháp này là khuếch đại ồ ạt một phân tử DNA quan tâm.

Để đạt được điều này, các nhà sinh học sử dụng DNA polymerase không bị phá hủy bởi nhiệt (nhiệt độ cao là không thể thiếu cho quá trình này) để khuếch đại phân tử. Kết quả của quá trình này là một số lượng lớn các phân tử DNA có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau.

Một trong những tiện ích lâm sàng nổi bật nhất của kỹ thuật này là sử dụng nó trong chẩn đoán y khoa. PRC có thể được sử dụng để kiểm tra sự hiện diện của vi khuẩn và vi rút gây bệnh ở bệnh nhân.

Thuốc kháng sinh và thuốc chống ung thư

Một số lượng đáng kể các loại thuốc nhằm mục đích cắt ngắn các cơ chế sao chép DNA trong cơ thể gây bệnh, có thể là virus hoặc vi khuẩn.

Trong một số điều này, mục tiêu là sự ức chế hoạt động DNA polymerase. Ví dụ, thuốc hóa trị liệu cytarabine, còn được gọi là cytosine arabinoside, vô hiệu hóa DNA polymerase.

Tài liệu tham khảo

Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2024). Sinh học tế bào thiết yếu. Khoa học vòng hoa.

Cann, I. K., & Ishino, Y. (1999). Sao chép DNA Archaeal: xác định các mảnh để giải câu đố. Di truyền học, 152(4), 1249-67.

Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2004). Tế bào: Cách tiếp cận phân tử. Dược phẩm naklada.

Garcia-Diaz, M., & Bebenek, K. (2007). Nhiều chức năng của DNA polymerase. Đánh giá quan trọng trong khoa học thực vật, 26(2), 105-122.

Shcherbakova, P. V., Bebenek, K., & Kunkel, T. A. (2003). Chức năng của polymerase sinh vật nhân chuẩn. Khoa học SAGE KE, 2003(8), 3.

Steitz, T. A. (1999). DNA polymerase: đa dạng cấu trúc và cơ chế chung. Tạp chí hóa học sinh học, 274(25), 17395-17398.

Wu, S., Beard, W. A., Pedersen, L. G., & Wilson, S. H. (2013). So sánh cấu trúc của kiến ​​trúc DNA polymerase cho thấy một cổng nucleotide đến vị trí hoạt động polymerase. Đánh giá hóa học, 114(5), 2759-74.