Bài 5: Các phân tử sinh học

Một số chức năng của protein gồm có:

- Cấu trúc

- Xúc tác

- Bảo vệ

- Vận động

- Điều hoà

Với các chức năng trên, protein có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cơ thể người và các loài động vật. Đặc điểm cấu trúc giúp protein có chức năng rất đa dạng:

- protein được cấu tạo từ các đơn phân là amino acid.

- Có 20 loại amino acid tham gia cấu tạo nên các protein.

- Từ 20 loại amino có thể tạo ra vô số loại chuỗi polypeptide khác nhau về số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các amino acid. Trình tự các amino acid của một protein có tính đặc thù và quyết định chức năng của protein.

Chức năng của protein còn phụ thuộc vào các bậc cấu trúc của nó. protein có 4 bậc cấu trúc ở mỗi bậc quy định các chức năng sinh học khác nhau.

- Các liên kết yếu trong phân tử protein giúp duy trì hay phát triển cấu trúc của protein từ đó tác động đến chức năng sinh học của protein.

Nguồn nguyên liệu để xây dựng các loại protein trong cơ thể người được lấy từ các sản phẩm thịt, sữa của các loài động vật và từ hạt cũng như một số bộ phận khác của nhiều loài thực vật. Sử dụng đa dạng các nguồn thực phẩm giàu protein sẽ cung cấp đủ cho cơ thể nguồn amino acid dùng làm nguyên liệu để tổng hợp protein.

- Đặc điểm cấu trúc của ADN giúp chúng thực hiện chức năng mang thông tin di truyền là:

+ ADN là một đại phân tử hữu cơ, cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là nucleotide. Một phân tử ADN được cấu tạo bởi lượng lớn nucleotide. Mỗi loài khác nhau sẽ có phân tử ADN đặc trưng bởi số lượng và trình tự các nucleotide. Sự sắp xếp trình từ các nucleotide là thông tin di truyền quy định trình tự các protein quy định tính trạng của mỗi sinh vật.

+ Từ 4 loại nucleotide do cách sắp xếp khác nhau đã tạo nên tính đặc trưng và đa dạng của các phân tử ADN ở các loài sinh vật

- Đặc điểm cấu trúc của ADN giúp chúng thực hiện chức năng bảo quản thông tin di truyền.

+ Trên mỗi mạch đơn của phân tử ADN, các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị bền vững, đảm bảo sự ổn định của ADN (thông tin di truyền) qua các thế hệ.

+ Nhờ các cặp nucleotide thuộc hai mạch liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung đã tạo cho chiều rộng của ADN ổn định, các vòng xoắn của ADN dễ dàng liên kết với protein tạo cho cấu trúc ADN ổn định, thông tin di truyền được điều hòa và bảo quản.

- Đặc điểm cấu trúc của ADN giúp chúng thực hiện chức năng truyền đạt thông tin di truyền

+ Trên mạch kép các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen giữa nhóm nitrogenous base của các nucleotide theo nguyên tắc bổ sung. Tuy liên kết hydrogen không bền vững nhưng số lượng liên kết lại rất lớn nên đảm bảo cấu trúc không gian của ADN được ổn định và dễ dàng cắt đứt trong quá trình tự sao, phiên mã.

Số lượng các phân tử DNA trong tế bào cũng như trình tự sắp xếp các nucleotide trong mỗi phân tử DNA là đặc trưng cho từng loài.

DNA là phân tử sợi kép bao gồm một chuỗi dài các nucleotide. RNA thường là chuỗi xoắn đơn gồm những chuỗi nucleotide ngắn hơn. photphat xương sống: Adenin, cytosine, thymine, guanin. Ribose đường phosphat xương sống: Adenin, cytosine, bazơ uracil, guanin.

- 10 phân tử glucose liên kết với nhau tạo nên một phân tử đường phức thì phân tử này sẽ có công thức cấu tạo là: (C₆H₁₀O₅)₁₀

Giải thích:

- Đường phức được hình thành do các phân tử đường đơn liên kết với nhau (sau khi loại một phân tử nước) bằng một liên kết cộng hoá trị (được gọi là liên kết glycosidic).

Tuy có cùng công thức hóa học là C₆H₁₂O₆, nhưng glucose và fructose lại tồn tại các cấu trúc không gian, hình dạng cấu trúc vòng khác nhau (vị trí nhóm OH) điều này làm cho chúng có các đặc tính vật lí, hóa học khác nhau.

Tinh bột:

- Phân tử gồm nhiều gốc α-glucose liên kết với nhau.

- Các loại tinh bột có cấu trúc mạch ít phân nhánh.

Cellulose:

- Phân tử gồm nhiều gốc β-glucose liên kết với nhau tạo thành mạch thẳng, không phân nhánh. Nhiều phân tử cellulose liên kết với nhau tạo thành bó sợi dài nằm song song có cấu trúc vững chắc.