Chuyển hóa nucleotide Hoá Sinh

1. 1
CHUYEÅN HOAÙ ACID NUCLEIC

2. 2
 Taát caû caùc teá baøo cuûa cô theå soáng ñeàu coù khaû naêng toång
hôïp acid nucleic caàn thieát cho teá baøo do ñoù khoâng yeâu
caàu phaûi coù acid nucleic trong thöùc aên. Acid nucleic trong
thöùc aên khoâng coù yù nghóa ñaëc bieät ñoái vôùi cô theå.
 Trong teá baøo ARN luoân ñoåi môùi nhanh choùng, noù taêng
trong teá baøo cuøng vôùi söï toång hôïp protein.
 Söï ñoåi môùi ADN trong caùc moâ thì chaäm hôn nhieàu, söï ñoåi
môùi ADN xaûy ra trong caùc teá baøo ñang phaùt trieån, teá baøo
taùi sinh

3. 3
THOAÙI HOÙA
 Nuclease laø phosphodiesterase coù
trong dòch tuïy.
 Nucleotidase laø moät phosphatase
 nucleosidase laø moät phosphorylase,
caû hai enzym coù trong dòch ruoät.
Acid nucleic
(DNA, RNA)
Nucleotid Nucleosid
Nuclease Nucleotidase Nucleosidase
Base nitô Pentose
+
+ phosphat

4. 4
 Phosphat ñöôïc söû duïng trôû laïi cho quaù trình phosphoryl
hoùa hay ñöôïc thaûi ra trong nöôùc tieåu döôùi daïng phosphat
voâ cô.
 Pentose töø thöùc aên tham gia ñaùng keå vaøo quaù trình toång
hôïp acid nucleic cho cô theå.
 Base purin vaø pyrimidin ñöôïc phoùng thích trong quaù trình
tieâu hoùa cuûa acid nucleic phaàn lôùn ñöôïc thoaùi hoùa vaø ñaøo
thaûi, moät phaàn ñöôïc söû duïng laïi ñeå toång hôïp acid nucleic.

5. 5
Thoaùi hoùa caùc base Purin
 Ôû ngöôøi vaø ñoäng vaät
coù vuù thoaùi hoùa base
vôùi hai loaïi phaûn öùng
chöû yeáu laø khöû amin
thuûy phaân vaø oxy hoùa
 Ôû ngöôøi, linh tröôûng,
chim vaø moät soá boø saùt
saûn phaåm thoaùi hoùa
cuoái cuøng cuûa base
purin laø acid uric vaø
ñöôïc ñaøo thaûi ra nöôùc
tieåu.
GMP
AMP
Guanosin
Adenosin
Guanin
O
N
N
N
NH
H2N
Xanthin
N
N
N
N
OH
HO
Hypoxanthin
N
N
N
N
OH
Inosin
N
N
N
N
OH
Ribose
H2O
Pi
H2O
Pi
H2O
NH3
H2O
Ribose
H2O
Ribose
H2O O2 H2O2
H2O
NH3
H2O2
H2O O2
NUCLEOSIDASE
ADENOSIN
DEAMINASE
XANTHIN
OXIDASE
GUANIN
DEAMINASE
_NUCLEOTIDASE
5'
_NUCLEOTIDASE
5'
NUCLEOSIDASE
XANTHIN
OXIDASE
Acid Uric
N
N
N
N
OH
HO
OH

6. 6
 Noàng ñoä acid uric trong maùu ngöôøi bình thöôøng laø 3-
5mg/100ml.
 Löôïng acid uric trong nöôùc tieåu 0,3-0,8g/24h. Löôïng acid
uric trong nöôùc tieåu thay ñoåi theo cheá ñoä aên, ñaëc bieät taêng
vôùi cheá ñoä aên giaøu purin (gan, thaän, thòt, cua).
 Trong beänh Gout, beänh taêng baïch caàu acid uric trong
maùu coù theå taêng ñeán 7-8g/100ml.

7. 7
 Ôû moät soá ñoäng vaät coù xöông soáng khaùc, acid uric bò thoaùi hoùa tieáp
tuïc thaønh allantoin nhôø urat oxydase.
 Ôû caùc loaøi caù coù xöông saûn phaåm cuoái cuøng laø allantoat. Ôû loaøi caù
coù suïn vaø ñoäng vaät löôõng cö saûn phaåm cuoái cuøng laø ureâ. Nhöõng
ñoäng vaät bieån khoâng coù xöông soáng saûn phaåm cuoái cuøng laø NH4
N
N
N
N
OH
HO
OH
C
N
NH2
O
H
C
C
N
C
N
H
O
H
O
H
C
N
NH2
O
H
H O
H
C
N C
NH2
COO
_
O
H2N C NH2
2
NH4
+
4
Uricase Allantoinase
Allantoicase
Urease
Acid Uric Allantoin
Allantoat
Urea

8. 8
Thoaùi hoùa caùc base pyrimidin
 Söï thoaùi hoùa base
pyrimidin xaûy ra chuû
yeáu ôû gan
 Saûn phaåm thoaùi hoùa
cuoái cuøng cuûa
pyrimidin laø ureâ vaø –
alanin (töø uracil) vaø –
aminoisobutyrat (töø
thymin)
O
N
NH
NH2
Cytosin
H
O
O
NH
N
Dihydrouracil
N
NH
H
O
O
Uracyl
NH2 CO NH CH2CH2COOH
_Ureidopropionic
b
NH2 CO NH CH2CH2COOH
CH3
CH3
N
NH
H
O
O
Dihydrothymin
CH3
N
NH
H
O
O
Thymin
_Ureidoisobutyric
b
NH2CH2CH2COOH
b_Alanin
CH3
NH2CH2CH2COOH
b_Aminoisobutyric
NH3
Ure

9. 9
TOÅNG HÔÏP
TOÅNG HÔÏP NUCLEOTID
 Trong cô theå nucleotid ñöôïc toång hôïp theo nhu caàu phaùt
trieån cuûa teá baøo vaø moâ, ñaëc bieät khi teá baøo phaân chia.
 Coù hai con ñöôøng toång hôïp nucleotid laø: (1) con ñöôøng
toång hôïp môùi, (2) con ñöôøng “taän duïng laïi” baèng quaù
trình phosphoribosyl hoùa base hay nucleosid

10. 10
PRPP (5’-phosphoribosyl-1’-pyrophosphat)
laø chaát trung gian coù vai troø quan troïng trong toång hôïp nucleotid
 PRPP ñöôïc taïo thaønh töø ribose-5-phosphat vaø adenosin triphosphat
(ATP).
Ribose-5-phosphat + ATP  PRPP + AMP
 Nguoàn ribose-5-phosphat ñöôïc cung caáp töø quaù trình chuyeån hoùa
glucose hay töø quaù trình thoaùi hoùa nucleosid.
 PRPP ñöôïc söû duïng cho caû quaù trình toång hôïp môùi vaø quaù trình taän
duïng laïi.
 Noàng ñoä PRPP trong teá baøo luoân ñöôïc ñieàu hoøa vaø thöôøng ôû möùc
thaáp, quaù trình toång hôïp PRPP ñöôïc xuùc taùc bôûi PRPP synthetase vaø
caàn Pi. Bình thuôøng noàng ñoä Pi trong teá baøo ôû möùc thaáp neân hoaït
ñoäng PRPP synthetase thaáp, nhöng khi Pi taêng thì hoaït ñoäng enzym
taêng ñaùng keå. Ngöôïc laïi ADP öùc cheá hoaït ñoäng PRPP synthetase.

11. 11
Toång hôïp môùi nucleotid nhaân purin
 Nguoàn cacbon vaø nitô ñeå toång hôïp nhaân purin. Nguoàn naøy laø
glutamin, glycin, aspartat, cacbon dioxid, vaø cacbon cuûa folat.
 Nhaân purin ñöôïc toång hôïp treân moät phaân töû PRPP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
N
C
NH
C
N
C
N
Glycin
Aspartat
Amin cuûa glutamin
CO2 (töø heä hoâ haáp)
_Methenyl_
tetrahydrofolat
N ,N
5 10
_Formyl
tetrahydrofolat
N
10

12. 12
Toång hôïp inosin 5’-monophosphat (IMP). Qua 11 böôùc vaø söû duïng 6
lieân keát phosphat giaøu naêng löôïng. Ñaây laø quaù trình toán nhieàu naêng
löôïng.
PRPP GLUTAMYL
AMIDOTRANSFERASE
FORMYL
TRANSFERASE
VII SYNTHETASE
VII CARBOXYLASE
Glutamin Glutamat
H2O PPi
Glycin
O C
H2C
NH3
+
4
5
7
O
_
ATP ADP
Mg
2+
PRPP SYNTHASE
ATP AMP
Mg
2+
PRPP
o
O
OH
CH2
OH
O
O
P
OH
O
P O
P
O
OH OH
H
NH3
+
9
O
P
o
O CH2 O
o
OH OH
H
O
CH2 NH
C
H2C
NH3
+
4
5
7
O
P
H4 folat
Methyl H4 folat
N
5
,N
10
Formyl glycinamid
ribosyl _phosphat
5
O
Glycinamid ribosyl
_phosphat
5 (IV)
(II)
_phosphat
5
a_D_Ribose
o
O
OH
CH2
OH
O
P
(I) (III)
_phospho
5
_D_Ribosylamin

(V)
R_ O
P
C
C
NH
CH
N
O
H2
H
9
4
5
7
8
5
3 4
5
6
N
CH
N
C
H2N
O
O
_
R_ O
P
5
HC
C
N
CH
N
H2N
R_ O
P
5
HC
CH2
NH3
+
OOC
_
OOC
_
HC
CH2
OOC
_
OOC
_
3 4
5
6
N
CH
N
C
H2N
O
R_ O
P
5
N
H
1
3 4
5
6
N
CH
N
C
H2N
O
R_ O
P
5
H2N
O
3 4
5
6
N
CH
N
C
N
R_ O
P
5
H2N
C
O
H
H
O
H
P
N
CH
N
C
N
R_ O
5
HN
C
HN
3
C
C
NH
CH
N
O
H2
H
9
4
5
7
8
R_ O
P
5
VI SYNTHETASE
Glutamin
Glutamat
Mg
2+
ATP
H2O
CO2
H2O
Aspartat
IX
SYNTHETASE
ADENYLO
SUCCINASE
IMP
CYCLOHYDROLASE
FORMYL
TRANSFERASE
Formyl
H4 folat
N
10
H4 folat H2O
(VI)
Formyl glycinamidin
ribosyl _phosphat
5
Aminoimidazol
ribosyl
(VII)
_phosphat
5
_phosphat
5 (VIII)
Aminoimidazol carboxylat
ribosyl
_phosphat
5
(XI)
Formyl- amino-imidazol carboxamid
ribosyl
(X)
Aminoimidazol carboxamid
ribosyl _phosphat
5
_phosphat
5
(IX)
Aminoimidazol succinyl
carboxamid ribosyl
Fumarat
Inosin 5’
monophosphat (IMP)
(XII)
O
O
1 2
O 3
O
4
O
5
O
6
O
7
O
8
O
9
O 10
O 11
O
ATP Mg
2+

13. 13
 Toång hôïp AMP vaø GMP töø IMP. Töø IMP qua quaù trình gaén theâm
nhoùm amin cuûa aspartat cho AMP. Cuõng töø IMP qua quaù trình
oxy hoùa vaø gaén theâm nhoùm amin cuûa glutamin cho GMP.
 Veà maët naêng löôïng thì GTP ñöôïc söû duïng cho quaù trình
IMPAMP vaø ATP ñöôïc söû duïng cho quaù trình IMPGMP.
 Cô cheá naøy giuùp caân baèng löôïng adenin vaø guanin
OOC C C
H
COO
_
_ H
O
H
P
N
CH
N
C
N
R_ O
5
HN
C H
P
N
CH
N
C
N
R_ O
5
HN
C
NH
OOC C
H2
C
H
COO
_
_
H
P
N
CH
N
C
N
R_ O
5
C
NH2
N
O
P
N
CH
N
C
N
R_ O
5
HN
C
O
OOC C
H2
C
H
NH3
COO
+
_
_
O
P
N
CH
N
C
N
R_ O
5
HN
C
H2N
ATP
GTP
H2O
H2O
NAD
+
NADH H
+
Glutamin Glutamat
Aspartat
Mg2
+
(IMP)
Inosin monophosphat
(AMPS)
Adenylosuccinat
(AMP)
Adenosin monophosphat
(XMP)
Xanthosin monophosphat
(GMP)
Guanosin monophosphat
12
O
15
O
14
O
13
O
ADENYLOSUCCINAT
SYNTHASE
ADENYLOSUCCINASE
IMP DEHYDROGENASE
TRANSAMIDINASE

14. 14
Ñieàu hoøa quaù trình toång hôïp môùi nucleotid baèng cô cheá öùc
cheá ngöôïc (feedback).
 Hai enzym xuùc taùc cuûa hai
phaûn öùng ñaàu tieân trong quaù
trình toång hôïp IMP laø PRPP
synthetase vaø PRPP
amidotransferase bò öùc cheá
ngöôïc bôûi IMP, GMP vaø
AMP
 Giai ñoaïn toång hôïp
adenylosuccinat töø IMP bò öùc
cheá bôûi AMP vaø giai ñoaïn
toång hôïp XMP bò öùc cheá bôûi
GMP
AMP O
_ GMP
O
_
IMP
GMP
O
_
AMP
O
_
O
_
PRPP
5_Phosphoribosylamin
Ribose_ _phosphat
5
IMP
XMP
GMP
Adenylosuccinat
AMP
IMP
GMP
O
_
AMP
O
_
O
_
RIBOSE PHOSPHAT
PYROPHOSPHOKINASE
(PRPP SYNTHASE)
PRPP GLUTAMYL
AMIDOTRANSFERASE
ADENYLOSUCCINAT
SYNTHASE IMP DEHYDROGENASE
ADENYLOSUCCINASE TRANSAMIDINASE

15. 15
Con ñöôøng “taän duïng laïi” nguoàn nucleosid hay
base nitô ñeå toång hôïp nucleotid nhaân purin
Töø nguoàn base purin cuûa quaù
trình thoaùi hoùa nucleotid
 Coù hai enzym chuyeân bieät xuùc taùc quaù
trình vaän chuyeån ribose phosphat töø
PRPP sang base purin töï do.
 Hypoxanthin-guanin
phosphoribosyltransferase xuùc taùc
quaù trình taïo nucleotid töø base guanin
hay hypoxanthin, vaø enzym bò öùc cheá
bôûi IMP hay GMP.
 Adenin phosphoribosyl transferase
xuùc taùc giai ñoaïn taïo AMP töø adenin
Adenin
N
N
N
NH
NH2
O
N
N
N
NH
Hypoxanthin
Guanin
O
N
N
N
NH
H2N
AMP
O
O
OH
OH
N
N
N
N
NH2
H2C
P
O
O
N
N
N
N
O
O
OH
OH
H2C
P
O
IMP
O
O
OH
OH
H2C
P
O
O
N
N
N
N
H2N
GMP
PRPP PPi
PPi
PRPP
PPi
PRPP
ADENIN
PHOSPHORIBOSYL
TRANSFERASE
HYPOXANTIN_GUANIN
PHOSPHORIBOSYL
TRANSFERASE
HYPOXANTIN_GUANIN
PHOSPHORIBOSYL
TRANSFERASE

16. 16
Con đường “ tận dụng lại” nguồn nucleosid hay
base nitơ để tổng hợp nucleotid nhân purin
Töø nucleosid.
 Nucleosid ñöôïc phosphoryl hoùa bôûi nucleosid kinase thaønh
nucleosid 5’-monophosphat. Tuy nhieân con ñöôøng naøy khoâng
quan troïng ôû ñoäng vaät coù vuù. Nucleosid kinase ôû ñoäng vaät coù
vuù chæ coù adenosin kinase
Gan laø nôi toång hôïp vaø cung caáp chính base nhaân purin vaø
nucleosid nhaân purin cho quaù trình phosphoribosyl hoùa ôû caùc
toå chöùc khoâng coù khaû naêng toång hôïp môùi nucleotid. Ví duï nhö
naõo, hoàng caàu vaø baïch caàu ña nhaân söû duïng nguoàn base
purin ñeå taïo nucleotid purin chöù khoâng toång hôïp nhaân purin.

17. 17
Toång hôïp môùi nhaân pyrimidin
 Nguoàn cacbon vaø nitô söû duïng cho toång hôïp nhaân
pyrimidin goàm glutamin, aspartat vaø cacbon dioxid.
 Khaùc vôùi purin, nhaân pyrimidin khoâng ñöôïc toång hôïp töø
PRPP maø sau khi toång hôïp hoaøn chænh nhaân pyrimindin
môùi keát hôïp vôùi PRPP taïo nucleotid
Carbamyl
phosphat
Aspartat
N
N
1
2
3
4
5
6

18. 18
Tổng hợp mới nhân pyrimidin
 Toång hôïp uridin 5’-monophosphat (UMP). Giai ñoaïn ñaàu tieân laø toång
hôïp carbamoyl phosphat trong teá baøo chaát töø glutamin vaø cacbon
dioxid, ngoaøi ra carbamoyl phosphat coøn ñöôïc toång hôïp ôû ty theå teá baøo
gan (chaát trung gian cuûa quaù trình toång hôïp ure)
1
2
3 4 5
6
_
O
O
CH2
C
H
COO
C
_
N
H
C
O
H2N
HN
N
O
O COO
H
O
O
CH2
C
H
COO
C
H3N
_
_
+
H3N
C
O
O O
P
+
O
P
R 5
HN
N
O
O COO
CO2 + Glutamin + ATP
Carbamoylphosphat
synthase II
Aspartat
transcar
bamoylase
Dihydro
orotase
Dihydroorotat
dehydrogenase
Orotat
phosphoribosyl
transferase
Orotidylic acid
decarboxylase
O
CH2
C
H
COO
C
N
H
C
O
HN
O
P
R 5
HN
N
O
O
1
2
3
4
5
6
Carbamoyl
phosphat
(CAP)
Aspartic
acid
Carbamoyl
aspartic acid
(CAA)
Dihydroorotic
acid (DHOA)
Orotic acid
(OA)
OMP
UMP
Pi
PPi PRPP
CO2
NAD
+
NADH H
+
H2O
6
O 5
O
4
O
3
O
2
O
O
1

19. 19
Tổng hợp mới nhân pyrimidin
Töø UMP toång hôïp CTP vaø
dTMP
 Töø UMP ñeán CTP qua hai giai
ñoaïn: (1) chuyeån UMP thaønh
UTP nhôø phosphat kinase, (2)
nhoùm amino cuûa glutamin keát
hôïp UTP cho CTP (hình 9).
 Toång hôïp dTMP nhôø enzym
ribonucleotid reductase khöû
dUDP thaønh dUDP, tieáp theo
enzym thimidylat synthase xuùc
taùc chuyeån nhoùm methyl cuûa
N5,N10 methyltetrahydrofolat ñeå
taïo TMP
ATP
7
O
Ribonucleotid
reductase
Thymidylat
synthase
CTP
synthase
UDP
UTP
CTP
dUDP
dUMP
TMP
CH3
O
P
R 5
HN
N
O
O
R 5 O
P O
P O
P
NH2
N
N
O
Glutamin
NADPH H
+
NADP
+
H2O
Pi
ADP
ADP
ATP
ATP Methyl H4 folat
N
5
,N
10
H2 folat
11
O
10
O
9
O
8
O
12
O
UMP

20. 20
Tổng hợp mới nhân pyrimidin
Ñieàu hoøa sinh toång hôïp nucleotid pyrimidin
 Nucleotid pyrimidin öùc cheá ngöôïc enzym aspartat
transcarbamoylase vaø dihydro orotase

21. 21
Con ñöôøng “taän duïng laïi” nguoàn base nitô ñeå
toång hôïp nucleotid nhaân pyrimidin
Caùc base nitô nhaân pyrimidin töø quaù trình thoaùi hoùa nucleotid laø
uracil vaø thymin.
 Uracil coù theå ñöôïc chuyeån thaønh UMP qua 2 phaûn öùng:
uridin phosphorylase.
 Uracil + Ribose 1-phosphat  Uridin + Pi
uridin kinase
 Uridin + ATP  UMP + ADP
 Cytidin cuõng ñöôïc phosphoryl hoùa bôûi uridin kinase.
 Thymin ñöôïc chuyeån thaønh dTMP qua hai giai ñoaïn:
Thymin phosphorylase
 Thymin + deoxyribose 1-phosphat  thymidin + Pi
Thymidin kinase
 Thymidin + ATP  dTMP + ADP

22. 22
Toång hôïp deoxyrubonucleotid
 Deoxyribonucleotid ñöôïc taïo thaønh bôûi quaù trình khöû ribonucleotid.
 Caùc deoxyribonucleotid ñöôïc taïo thaønh do quaù trình khöû bôûi
ribonucleotid reductase laø dADP, dCDP, dGDP, dUDP.
 Rieâng dTMP ñöôïc taïo töø dUMP vôùi xuùc taùc cuûa thymidylat synthase

23. 23
TOÅNG HÔÏP ADN
Giai ñoaïn môû ñaàu
 Nhaän dieän ñieåm khôûi ñaàu (ori) :
keát hôïp cuûa protein nhaän dieän ñieåm
khôûi ñaàu vôùi moät ñoaïn ADN (ori).
 DNA ñöôïc thaùo xoaén döôùi taùc duïng
cuûa helicase. Treân caùc ñoaïn ADN
ñôn, nhieàu phaân töû SSB protein gaén
vaøo nhaèm giöõ caáu truùc sôïi ñôn
khoâng bò xoaén keùp trôû laïi.
 ADN primase xuùc taùc toång hôïp
nhöõng sôïi RNA moài ngaén khoaûng
10-200 nucleotid treân chuoåi chaäm.
Caùc maãu ARN moài naøy caàn cho söï
toång hôïp caùc ñoaïn okazaki.
Chuoãi nhanh
(Leading strand)
3'
5'
Polymerase
Helicase
Primase
Ligase
Chuoãi chaäm
(Lagging strand)
3'
5'
5' 3'
3'
5'

24. 24
Giai ñoaïn keùo daøi
 Sôïi nhanh (leading strand) ñöôïc
toång hôïp lieân tuïc döôùi taùc duïng
cuûa ADN polymerase.
 Treân sôïi chaäm (lagging strand)
ADN polymerase III xuùc taùc toång
hôïp nhöõng ñoaïn okazaki (1000-
2000 nucleotid) noái tieáp vôùi ARN
moài. Sau ñoù ARN moài ñöôïc taùch
ra vaø caùc ñoaïn okazaki naøy noái laïi
vôùi nhau nhôø enzym ADN ligase.
Giai ñoaïn keát thuùc
 Ngöôøi ta coøn bieát raát ít veà giai
ñoaïn naøy.
Chuoãi nhanh
(Leading strand)
3'
5'
Polymerase
Helicase
Primase
Ligase
Chuoãi chaäm
(Lagging strand)
3'
5'
5' 3'
3'
5'

25. 25
Caùc thöông toån coù theå xaûy ra treân ADN
 Söï sai laàm khi keïp ñoâi trong quaù trình taùi baûn coù theå
tích luûy taïo ñoät bieán, ôù E. Coli tyû leä sai laàm laø 10-9_ 10-10 .
Nhöng may maén laø phaàn lôùn caùc sai laàm xaûy ra treân ADN
khoâng maõ hoùa protein vaø theâm vaøo ñoù caùc sai laàm naøy coù
theå ñöôïc söûa chöõa.
 Sai laàm taïo ra do caùc taùc nhaân moâi tröôøng, do caùc yeáu toá
vaät lyù vaø hoùa hoïc. Caùc thöông toån naøy ñöôïc chia laøm 4
loaïi.

26. 26
 Bieán ñoåi treân moät base
- Khöû purin
- Khöû amin cuûa cytosin vaø uracil
- Khöû amin cuûa adenin vaø hypoxanthin
- Alkyl hoùa base
- Theâm vaøo hay maát ñi moät nucleotid
- Söû duïng thaønh phaàn coù caáu taïo töông töï base nitô ñeå toång hôïp nucleotid
 Bieán ñoåi treân hai base
- Tia UV taïo dime giöõa 2 thymin
 Maát ñoïan
- Do böùc xaï ion hoùa
- Do chaát phoùng xaï
- Do caùc goác oxy hoùa töï do
 Xuaát hieän caùc lieân keát
- Giöõa caùc base trong cuøng daây hay giöõa hai daây

27. 27
Caùc heä thoáng söûa chöõa thöông toån
Söûa chöõa söï keïp ñoâi khoâng
ñuùng trong quaù trình taùi baûn
 Ôû E. Coli coù 3 protein (Mut S,
Mut C va Mut H) tham gia xaùc
ñònh sai laàm treân chuoãi DNA.
 Tieáp theo caùc enzym ligase,
polymerase, SSB loaïi boû sai
laàm vaø taïo laïi chuoãi
3'
5'
5'
3'
3'
5'
5'
3'
5'
3'
3'
5'
3' 5'
5' 3'
x
3' 5'
5' 3'
x
GATC endonuclease
exonuclease
polymerase
ligase

28. 28
Heä thoáng söûa chöõa theo caùch caét nucleotid
 Heä thoáng naøy söûa chöõa caùc thöông toån caáu truùc moät ñoaïn treân
DNA. Caùc enzym tham gia nhö exonuclease, DNA polymerase
vaø DNA ligase
toång hôïp boå sung
vaø gaén laïi
Nhaän bieát sai laàm vaø thaùo xoaén
Caét ñoaïn oligonucleotid
5'
3'
3'
5'
XXXX
5'
3'
3'
5'
5'
3'
3'
5' XXXX

29. 29
Söûa chöõa theo caùch caét base
 Söûa chöõa caùc thöông toån nhö khöû
purin, caùc base khoâng bình
thöôøng, caùc base bò alkyl hoùa, söï
taïo dime….. caùc enzym tham gia
heä thoáng söûa chöûa naøy laø DNA
glycosylase, nuclease, DNA
polymerase vaø DNA ligase
DNA polymerase DNA ligase
+
A T C G G C T C A T C C G A T
T A G C C G A G T A G G C T A
3' 5'
3'
5'
A T C G G C T U A T C C G A T
T A G C C G A G T A G G C T A
3' 5'
3'
5'
A T C G G C T * A T C C G A T
T A G C C G A G T A G G C T A
3' 5'
3'
5'
A T C G G C T C A T C C G A T
T A G C C G A G T A G G C T A
3' 5'
3'
5'
A T C G G C T C C G A T
T A G C C G A G T A G G C T A
3'
5'
Nhieät ñoä
Uracil DNA glycosylase
Nuclease
U

30. 30
Heä thoáng söûa chöõa theo caùch
caét chuoãi ñoâi
 Hai protein caàn cho heä thoáng
söûa chöõa naøy laø Ku vaø DNA-
PK (DNA protein kinase) seõ
gaén vaøo hai ñaàu cuûa ñoaïn
DNA giuùp taùch rôøi hai ñaàu,
tieáp theo hai ñaàu naøy ñöôïc
thaùo xoaén. Caùc nucleotid sai seõ
ñöôïc caét boû bôûi exonuclease,
sau ñoù DNA ligase seõ gaén hai
ñoaïn laïi
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Keát hôïp hai protein
Ku vaø DNA PK
Thaùo xoaén
Gaén laïi
Taïo lieân keát
Ñöa hai ñoaïn gaàn nhau

31. 31
TOÅNG HÔÏP RNA (Transcription)
 RNA polymerase phuï thuoäc RNA laø enzym phuï traùch toång hôïp RNA, khoâng
caàn moài ñeå baét ñaàu toång hôïp, noù gaén vaøo moät vò trí khôûi ñaàu ñaëc bieät treân
chuoãi DNA khuoân goïi laø promoter vaø söï toång hôïp ñöôïc khôûi ñaàu.
 Ñôn vò sao cheùp ñöôïc ñònh nghóa laø moät vuøng treân ñoaïn DNA khuoân coù chöùa
caùc vò trí daáu hieäu cho söï khôûi ñaàu, keùo daøi vaø daáu hieäu keát thuùc.
 RNA ñöôïc toång hôïp coù chieàu töø 5’-3’.
TGTTGACA TATAAT
Daáu hieäu
Keát thuùc
PPP
Promoter
Ñoaïn ñöôïc
sao cheùp
Moät ñôn vò sao cheùp
5'
3'
3'
5'
3' 5' DNA
RNA
35 10

32. 32
Giai ñoaïn khôûi ñaàu
 RNA lieân keát vôùi promoter DNA taïi vò trí –35 taïo thaønh phöùc hôïp ñoùng. Sau ñoù
RNA polymerase di chuyeån ñeán vò trí –10 taïo thaønh phöùc hôïp môû. Moät vuøng cuûa
chuoåi xoaén keùp ñöôïc thaùo xoaén. RNA polymerase tieán haønh toång hôïp RNA
5'
3'
T
T
T
TT T
T
T
AAAAAAAA
3'
5'
TTTTTTTT
AAAAAAAA
3'
5' 3'
5'
GCGGGCT
CGCCCGA
AGCCCGC
TCGGGCG
DNA
DNA
_
G
C
C
C
C
G
UUUUUU
U
U
U
C
G
G
G
G
C
A
5'
3'
RNA

33. 33
Giai ñoaïn keùo daøi
 RNA di chuyeån daàn doïc chieàu daøi cuûa ñoaïn DNA theo chieàu 3’-5’,ø RNA ñöôïc
toång hôïp coù chieàu 5’-3’. Giai ñoaïn keùo daøi chuoãi ñöôïc tieáp tuïc ñeán khi
polymerase gaëp ñoaïn keát thuùc
5'
3'
T
T
T
TT T
T
T
AAAAAAAA
3'
5'
TTTTTTTT
AAAAAAAA
3'
5' 3'
5'
GCGGGCT
CGCCCGA
AGCCCGC
TCGGGCG
DNA
DNA
_
G
C
C
C
C
G
UUUUUU
U
U
U
C
G
G
G
G
C
A
5'
3'
RNA

34. 34
Giai ñoaïn keát thuùc
 Daáu hieäu keát thuùc laø moät ñoaïn caùc nucleotid A vaø ñoaïn coù chöùa caùc
nucleotid coù tính chaát boå sung taïo thaønh keïp ñoâi xoaén keùp treân DNA
khuoân. Sau khi RNA toång hôïp moät loaït caùc U, ñoaïn RNA tröôùc ñoù coù theå
töï boå sung thaønh ñoaïn keïp ñoâi gaáp khuùc thì RNA ngöøng toång hôïp vaø ñöôï
giaûi phoùng khoûi DNA
5'
3'
T
T
T
TT T
T
T
AAAAAAAA
3'
5'
TTTTTTTT
AAAAAAAA
3'
5' 3'
5'
GCGGGCT
CGCCCGA
AGCCCGC
TCGGGCG
DNA
DNA
_
G
C
C
C
C
G
UUUUUU
U
U
U
C
G
G
G
G
C
A
5'
3'
RNA

35. 35
Söï hoaøn thieän caùc RNA sau quaù trình sao cheùp
Söï hoaøn thieän RNA thoâng tin (RNAm)
- Caét caùc ñoaïn itron (ñoaïn khoâng maõ hoùa)
- Taïo muõ 7-methylguanosin ôû ñaàu 5’.
- Gaén theâm ñuoâi poly A
Exon 1 2
Exon
G
_
G
Muõ
G
_
G
Muõ
OH
_
G
Muõ
OH
_
G
Muõ
G
A _ An
G
A _ An
G
A _ An
_G An
G
Muõ An
G
_
Intron
.
G
.A
G
.A
G
5' 3'

36. 36
Söï hoaøn thieän RNA vaän chuyeån (RNAt)
- Caét boû caùc ñoaïn itron noái lieàn exon.
- Caét caùc nucleotid ôû ñaàu 5’vaø 3’.
- Gaén theâm CCA ôû ñaàu 3’.
- Thay ñoåi moät soá base.

37. 37
Söï hoaøn thieän RNA ribosom (RNAr)
5'
3'
18S
18S 5.8 S 28S
28S
5.8 S
Tieàn RNAr 45 S

38. 38
BEÄNH LIEÂN QUAN ÑEÁN ROÁI LOAÏN CHUYEÅN HOÙA NUCLEOTID
ROÁI LOAÏN THOAÙI HOAÙ NUCLEOTID PURIN
Gout
Acid uric maùu coù theå taêng 7-8g/100ml daãn ñeán söï keát tinh vaø laéng ñoïng
urat trong caùc toå chöùc suïn, bao gaân, tuùi nhaày cuûa caùc khôùp, thaän, da vaø
cô
Nguyeân nhaân acid uric taêng
 Ôû vaøi beänh nhaân, PRPP synthase khoâng ñaùp öùng vôùi cô cheá öùc cheá
ngöôïc (feedback) cuûa purin nucleosid diphosphat.
 Do thieáu huït moät phaàn HGPRT (hypoxanthin-guanin phosphoribosyl
transferase) neân daãn tôùi taêng löôïng PRPP trong teá baøo vaø daãn theo söï gia
taêng toång hôïp môùi nhaân purin. Söï thieáu huït moät phaàn khoâng gaây trieäu
chöùng thaàn kinh nhö hoäi chöùng Lesch-Nyhan.

39. 39
Gout
Ñieàu trò
Allopurinol laø döôïc phaåm quan troïng ñieàu trò Gout: noù öùc cheá quaù
trình saûn xuaát acid uric.
°allopurinol bò oxy hoùa bôûi xanthin oxidase cho oxy purinol.
°Oxy purinol keát hôïp chaët vôùi xanthin oxydase neân öùc cheá
khaû naêng oxy hoùa cuûa enzym naøy.
°Allopurinol phaûn öùng vôùi PRPP vôùi xuùc taùc cuûa HGPRT
giuùp laøm giaûm PRPP vaø do ñoù laøm giaûm quaù trình toång hôïp
môùi purin.
.
Colchichin laø döôïc phaåm coù tính khaùng vieâm duøng cho Gout, noù
giuùp ngaên söï taäp trung baïch caàu ôû caùc toå chöùc vieâm

40. 40
Hoäi chöùng Lesch-Nyhan
Hoäi chöùng di truyeàn do gen treân nhieãm saéc theå X.
– Do suy giaûm hoaøn toaøn hoaït ñoäng cuûa HGPRT neân gaây ra taêng quaù
trình toång hôïp purin. Vì ôû beänh nhaân HGPRT haàu nhö khoâng hoaït ñoäng
neân con ñöôøng “taän duïng laïi” hypoxanthin vaø guanin khoâng hoaït ñoäng
keùo theo vieäc taêng PRPP ñoàng thôøi IMP vaø GMP giaûm. Ñieàu naøy daãn
ñeán taêng toång hôïp môùi purin.
– Trieäu chöùng bao goàm: taêng uric maùu, taïo soûi uric vaø ñaëc bieät laø trieäu
chöùng thaàn kinh nhö chaäm phaùt trieån trí naõo. Trieäu chöùng thaàn kinh coù
theå vì naõo laø toå chöùc söû duïng con ñöôøng toång hôïp nucleotid chính laø con
ñöôøng “taän duïng laïi”.
– Ñieàu trò: allopurinol laøm giaûm söï taïo acid uric nhöng khoâng coù taùc duïng
giaûm trieäu chöùng thaàn kinh. Vaø khoâng coù hoaït tính cuûa HGPRT neân
PRPP khoâng theå phaûn öùng vôùi allopurinol do ñoù khoâng laøm giaûm quaù
trình toång hôïp môùi purin.

41. 41
Beänh Von Gierke
Do thieåu naêng hoaït tính cuûa glucose 6-phosphatase daãn ñeán söï taêng
ribose phosphat. Taêng ribose phosphat daãn ñeán taêng PRPP, PRPP
gaây taêng quaù trình toång hôïp môùi purin
Beänh giaûm uric maùu
Giaûm uric maùu ñoàng thôøi vôùi taêng ñaøo thaûi hypoxanthin vaø xanthin
do suy giaûm xanthin oxydase nguyeân nhaân töø toån thöông gan hay
khieám khuyeát treân gen. Trieäu chöùng laø taêng xanthin trong nöôùc tieåu
vaø soûi xanthin.

42. 42
Roái loaïn gaây suy giaûm mieãn dòch
Do suy giaûm adenosin deaminase (ADA)
Löôïng deoxyadenosin vaø adenosin seõ cao do khoâng ñöôïc tieáp tuïc
thoaùi hoùa chuyeån thaønh deoxyinosin vaø inosin.
Noàng ñoä cao dATP (do giaûm thoaùi hoùa) seõ öùc cheá ribonucleotid
reductase vaø do ñoù öùc cheá toång hôïp DNA. Caùc teá baøo baïch caàu ñaëc
bieät laø teá baøo B vaø teá baøo T seõ giaûm do khoâng taêng sinh bình thöôøng
gaây suy giaûm mieãn dòch.
Trieäu chöùng suy giaûm mieãn dòch xuaát hieän khi beänh nhaân ñöôïc 6
thaùng tuoåi laø nhieãm khuaån maõn tính vaø chaäm phaùt trieån. Vaø beänh
nhaân thöôøng cheát sau 18 tuoåi.
Ñieàu trò: gheùp tuûy xöông.

43. 43
Roái loaïn gaây suy giaûm mieãn dòch
Do suy giaûm purin nucleosid phosphorylase.
Vôùi suy giaûm enzym naøy gaây tích luûy dGTP. Gioáng nhö dATP, dGTP
öùc cheá ribonucleotid reductase nhöng ôû möùc ñoä khaùc nhau.
Trong tröôøng hôïp naøy chæ coù teá baøo T bò giaûm, coøn teá baøo B khoâng bò
aûnh höôûng (chöa roû nguyeân nhaân) . Trieäu chöùng laø nhieãm khuaån maõn
tính.
Chöa coù phöông phaùp ñieàu trò. Beänh nhaân ñöôïc nuoâi trong moâi tröôøng
ít nhieãm khuaån.

44. 44
ROÁI LOAÏN THOAÙI HOÙA NUCLEOTID PYRIMIDIN
° Khoâng gioáng nhö saûn phaåm thoaùi hoùa cuûa purin, saûn phaåm thoaùi
hoùa cuûa pyrimidin deå tan trong nöôùc hôn neân ít gaây caùc trieäu chöùng
hôn trong tröôøng hôïp roái loaïn thoaùi hoùa.
° Saûn phaåm thoaùi hoùa cuûa primidin taêng nöôùc tieåu trong tröôøng hôïp
ung thö baïch caàu, khi chuïp tia X do coù söï phaù huûy DNA.
Beänh taêng acid Orotic trong nöôùc tieåu
Do khieám khuyeát orotat phosphoribosyltransferase vaø orotidin 5’-
phosphat decarboxylase neân orotidin 5’-phosphat khoâng ñöôïc
chuyeån thaønh UMP vaø vì theá tích luûy. Khi UMP giaûm seõ giaûm toång
hôïp DNA vaø RNA gaây trieäu chöùng laø thieáu maùu vaø chaäm phaùt trieån.