Top 15 # Cấu Trúc Hóa Học Của Nước Trong Tế Bào / 2023 Xem Nhiều Nhất, Mới Nhất 12/2022 # Top Trend | 3mienmoloctrungvang.com

Thành Phần Hóa Học Của Tế Bào / 2023

Các hợp chất hữu cơ

Carbohydrate

Bao gồm cả các đường và polymer của chúng: monosaccharide, disaccharide và polysaccharide.

Carbohydrate là nguyên liệu cấu trúc và nhiên liệu của tế bào.

Monosaccharide

Monosaccharide là những đường có 3 ≤ n ≤ 7

Tiêu chí phân loại: Phân loại dựa vào:

Vị trí gốc carbonyl (C=O): đường có thể là aldose (aldehyde) hay ketose (ketone).

Số lượng nguyên tử carbon (hình 2.1 a).

Vị trí của nhóm OH gắn vào C1 trong cấu trúc vòng: α-glucose hay β-glucose (hình 2.1 b).

Sự sắp xếp trong không gian của 4 loại nhóm thế quanh carbon bất đối xứng (chiral carbon): đường dạng D hay L (đồng phân quang học).

Trong dung dịch, glucose và hầu hết các monosacchride khác hình thành dạng vòng. Để thuận tiện người ta đánh số carbon trong vòng bắt đầu từ carbon (C1) liên kết với oxygen gắn với carbon. (hình 2.2)

Tất cả đường đơn là đường khử (C5).

Disaccharide

Một disaccharide được cấu thành từ hai monosaccharide nhờ liên kết glycoside – một liên kết cộng hóa trị bởi phản ứng dehydrate hóa giữa hai monosaccharide (hình 2.3).

Các đơn phân của sucrose và maltose được xếp như những đồng tiền ngửa.

Các đơn phân của lactose (β-1,4 glycoside) được xếp như những đồng tiền ngửa-sấp.

Polysaccharide

Polysaccharide là những polymer của monosaccharide.

Cấu trúc và chức năng của polysaccharide phụ thuộc vào các monomer của nó và vị trí của liên kết glycoside.

Tinh bột (starch)

Tinh bột là chất dự trữ ở thực vật, được tìm thấy trong lục lạp (chloroplast), củ (khoai tây…), mầm.

Đơn phân cấu trúc của tinh bột là alpha-glucose liên kết với nhau bởi liên kết alpha-1,4 hay 1,6 glycoside.

Một phân tử tinh bột có khoảng 280-300 phân tử glucose.

Tinh bột có hai dạng: amylose và amylopectin.

Amylose

Mạch thẳng.

Trong amylose các phân tử glucose liên kiết với nhau bằng kiên kết alpha-1,4 glycoside.

Amylopectin

Mạch phân nhánh.

Cấu trúc tương tự như amylose. Tuy nhiên, bắt đầu của mỗi nhánh là liên kết alpha-1,6 glycoside.

Cứ 24-30 đơn phân glucose lại có một nhánh.

Glycogen

Glycogen là chất dự trữ ở động vật, được tìm thấy ở gan, cơ.

Đơn phân của glycogen là alpha-glucose.

Cấu trúc của glycogen tương tự như amylopectin nhưng phân nhánh sau 8-12 phân đơn phân glucose

Cellulose

Cellulose là nguyên liệu chính của vách tế bào thực vật, có đơn phân cấu trúc là β-glucose.

Các monomer liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4 glycoside.

Sự khác nhau trong liên kết của các monomer trong cellulose, tinh bột dẫn đến sự khác nhau trong cấu trúc không gian 3 chiều (3D) của chúng:

Tinh bột có cấu trúc xoắn, mỗi bước xoắn có 6 đơn vị glucose được được ổn định nhờ liên kết hydrogen giữa các vòng xoắn kề nhau.

Cellulose mạch thẳng. Các phân tử cellulose xếp song song nhau, liên kết với nhau bằng các liên kết hydrogen giữa các gốc OH tự do làm thành các vi sợi (microfibrill) rất chắc, là nguyên liệu cho xây dựng tế bào.

Chitin:

Chitin là polysaccharide, có cấu trúc tương tự như cellulose nhưng gốc OH của C 2 được thay thế bởi -NH – CO-CH 3 (acetyl-glucosamine)

Chitin là nguyên liệu xây dựng vỏ của chân khớp, vách tế bào nấm.

Lipid

Lipid là những đại phân tử sinh học nhưng không phải là một polymer. Các lipid có chung một tính chất là không hoăc ít có ái lưc với nước bởi vì chúng chứa phần lớn gốc hydrocarbon và chỉ một một vài liên kết phân cực với oxygen. Lipid không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ.

Lipid giữ vai trò quan trọng trong tế bào: phospholid là thành phần quan trọng của tế bào; là chất dự trữ năng lượng , là chất cách nhiệt; là dung môi hòa tan các chất như vitamin (A,D, E,K)

Dầu mỡ và sáp

Dầu mỡ được cấu thành từ glycerol và các acid béo (fatty acid).

Acid béo có một đầu -COOH và một đuôi hydrocarbon no (saturated) hay không no (unsaturated). Số nguyên tử carbon của acid béo vào khoảng 16-18.

Mỡ động vật, triacylglycerol chứa acid béo no dễ đông ở nhiệt độ phòng. Ngược lại, dầu cá và dầu thực vật thường chứa các acid béo không no nên đông đặc ở nhiệt độ thấp hơn.

Dầu và mỡ có thể là tri, di hay mono-acylglycerol.

Các acid béo trong dầu và mỡ có thể giống hay khác nhau.

Sáp: một lượng nhỏ acid béo liên kết với rượu mạch dài thay vì glycerol.

Dầu mỡ chứa nhiều năng lượng.

Ví dụ: Một gram dầu mỡ chứa năng lượng gấp đôi một gram carbohydrate.

Hai gốc -OH trên glycerol liên kết với acid béo và gốc -OH thứ ba liên kết với acid phosphoric.

Gốc phosphate có thể liên kết với những gốc phân cực khác tạo nên sự da dạng của phospholipid.

Phospholipid có một đầu phân cực (-) ưa nước (hydropholic) và một đuôi không phân cực kỵ nước (hydrophobic).

Trong môi trường nước, phospholipid hình thành cấu trúc -hạt micelle với đầu ưa nước quay ra ngoài và đầu kỵ nước quay vào trong. Ở bề mặt màng tế bào, phospholipid hình thành lớp đôi với đầu ưa nước quay ra ngoài và đầu kỵ nước quay vào nhau.

Phospholypid là thành phần chính của màng tế bào.

Steroid

Steroid là những lipid được xác định bởi một sườn carbon có bốn vòng liên kết. Các steroid khác nhau do sự khác nhau ở các nhóm thế.

Cholesterol là một steroid tham gia thành phần cấu trúc màng tế bào động vật và là tiền chất của các steroid khác. Tuy nhiên nồng độ cholesteron trong máu cao gây vữa xơ động mạch (atherosclerosis).

Protein

Protein là một polymer được cấu thành từ 20 loại amino acid. Một protein có thể được hình thành từ một hay nhiều polypeptide cuộn thành các cấu hình đặc trưng.

Polypeptide là polymer của các amino acid. Các amino acid liên kết với amino acid kế tiếp bằng liên kết peptide. Một đầu của polypetide là -NH 2 (N-terminus), đầu kia tận cùng bằng -COOH (C-terminus). Polypeptide đặc trưng bởi trình tự amino acid.

Các amino acid khác nhau chủ yếu ở nhánh bên R và trong sinh vật chỉ tồn tại các L-amino acid.

Bốn mức độ cấu trúc của protein

Chức năng của protein phụ thuộc vào cấu hình đặc trưng của nó (conformation).

Trình tự của polypeptide có thể xác định cấu hình không gian ba chiều (3D) của protein.

Cấu trúc bậc một (primary structure)

Cấu trúc bậc một của protein là trình tự amino xác định của nó. Trình tự amino acid được xác định bởi thông tin di truyền. Sự thay đổi trong cấu trúc bậc một có thể ảnh hưởng đến cấu hình và chức năng của protein.

Cấu trúc bậc hai

Chuỗi polypeptide có thể gấp lại thành một số cấu trúc đều đặn trong không gian. Cấu trúc bậc hai được biết đến nhiều nhất là xoắn α (α-helix). Sườn polypeptide hình thành một cấu trúc xoắn phải với 3,6 acid amin trên một vòng xoắn; như vậy nhóm N-H trong liên kết peptid thứ n đã tạo liên kết hydro với nhóm C=O trong liên kết peptide thứ (n+3) của chuỗi. Những phần có cấu trúc xoắn α thường tìm thấy trong các protein hình cầu và một số protein hình sợi.

Cấu trúc tấm gấp nếp β (β-pleated sheet), thường gọi là gấp β, được ổn định bởi các liên kết hydro hình thành giữa các nhóm N-H và C=O của các phần khác nhau trong chuỗi polypeptide. Một vài đoạn của chuỗi polypeptide có thể được xếp cạnh nhau tạo nên cấu trúc tấm, trong đó các nhánh bên R có thể hướng lên phía trên hoặc phía dưới tấm. Nếu các đoạn nói trên chạy cùng chiều (ví dụ từ đầu tận cùng N đến C), ta có tấm song song ( parallel), nếu chúng xếp khác chiều (N đến C và C đến N) ta có tấm đốisong song ( antiparallel). Các tấm β rắn chắc, đóng vai trò quan trọng trong các protein cấu trúc, ví dụ như trong sợi fibroin.

Protein collagen trong mô liên kết còn có cấu trúc xoắn ba (triple helix), trong đó ba chuỗi polypeptide được bện vào nhau khiến cho nó rất chắc.

Cấu trúc bậc ba

Cấu trúc bậc ba là cách thức mà chuỗi polypeptide với những đoạn có cấu trúc xoắn α, gấp β hay các cấu trúc bậc hai khác cùng với các vòng nối (connecting loop) gấp lại trong không gian ba chiều.

Bản chất của cấu trúc bậc ba vốn đã được định hình sẵn từ cấu trúc bậc một. Khi đặt vào điều kiện thích hợp, hầu hết các chuỗi polypeptide tự động gấp lại thành một cấu trúc bậc ba đúng bởi vì cấu trúc này có năng lượng thấp nhất có nghĩa là bền nhất. Trong cấu trúc bậc ba, các đoạn cấu trúc bậc hai và các đoạn nối gấp lại sao cho hầu hết các acid amin ưa nước thì quay ra bề mặt còn các acid amin kị nước thì nằm ở bên trong protein. Điều này mang lại sự ổn định cho toàn bộ cấu trúc.

Các yếu tố giúp ổn định cấu trúc bậc ba gồm có các liên kết yếu như lực van der Waals, liên kết hydro, liên kết ion, tương tác kị nước xảy ra giữa các nhánh bên trong chuỗi polypeptide. Đôi khi cũng có sự tham gia của một dạng liên kết cộng hóa trị: liên kết disulfide hình thành giữa hai cysteine.

Cấu trúc bậc bốn

Cấu trúc bậc bốn là sự tổ chức nhiều chuỗi polypeptide giống hoặc khác nhau thành một phân tử protein. Ví dụ như phân tử hemoglobin có hai chuỗi globin α và hai chuỗi globin β. Những lực liên kết giúp ổn định cấu trúc bậc ba kể trên cũng là lực giúp cho các chuỗi polypeptide này gắn lại với nhau.

Chức năng của protein

Các chất xúc tác: các enzyme ribonuclease, cytochrome, trypsine (thủy giải peptide)

Protein cấu trúc: glycoprotein, keratin

Protein vận chuyển: hemoglobin

Protein vận động: myosin, actin

Protein bảo vệ: kháng thể

Các chất có hoạt tính sinh học: insulin, hormone

Nucleic acid

Nucleic chứa và truyền thông tin thông tin di truyền

Có hai loại nucleic acid: DNA và RNA, đây là những đại phân tử giúp sinh vật tạo nên những thành phần phức tạp của sinh vật từ thế hệ này đến thế hệ kế tiếp. DNA điều khiển quá trình tái bản của nó, tổng hợp RNA và qua RNA điều hòa tổng hợp protein.

DNA là vật chất di truyền của sinh vật được nhận từ bố mẹ. Khi tế bào phân chia, DNA được sao chép và truyền từ thế hệ tế bào đến thế hệ tế bào kế tiếp.

Thông tin di truyền mã hóa trong DNA chương trình hóa hoạt động của tế bào. Tuy nhiên, không phải DNA mà là protein điều khiển trực tiếp hoạt động của tế bào chúng, là công cụ cho hầu hết chức năng sinh học.

Mỗi gene điều khiển tổng hợp một mRNA, sau đó tương tác với bộ máy tổng hợp protein điều khiển tổng hợp một polypeptide. Nơi tổng hợp protein thực sự là ribosome. Như vậy, thông tin di truyền được chuyển từ nhân ra tế bào chất.

Nucleotide – đơn phân của acid nucleic

Nitrogenous (amine) base

Các base của ADN và ARN có cấu trúc dị vòng (heterocyclic) thơm. Các purine có cấu trúc hai vòng, gồm adenine (A) và guanine (G). Các pyrimidine có cấu trúc một vòng, gồm cytosine (C), thymine (T) và uracil (U).

A, G. C tìm thấy trong cả hai loại nucleic acid, thymine tìm thấy trong DNA và uracil được tìm thấy trong ARN. Thymine khác với uracil ở chỗ có thêm một nhóm methyl ở vị trí số 5, vì vậy thymine chính là 5-methyluracil.

Nucleoside

Trong các acid nucleic, mỗi base liên kết hóa trị với vị trí số 1 (C-1) của một đường pentose để tạo nên một nucleoside. Vị trí của liên kết này trên base là vị trí 9 (N-9) đối với các purine và vị trí 1 (N-1) đối với các pyrimidine.

Ở ARN, đường pentose đó là ribose. Còn ở ADN, đó là 2′-deoxyribose, trong đó nhóm hydroxyl ở vị trí số 2 bị thay bởi một nguyên tử hydro.

Liên kết giữa base và đường được gọi là liên kếtglycoside. Ở ARN, các nucleoside gồm adenosine, guanosine, cytidine và uridine. Đối với ADN, tên các nucleoside gồm deoxyadenosine, deoxyguanosine, deoxycytidine và deoxythymidine (hay thymidine).

Nucleotide

Một nucleotide gồm một nucleoside cùng với một hay nhiều nhóm phosphate nối hóa trị tại vị trí 3′, 5′ hoặc 2′ của đường pentose (vị trí 2′ chỉ có ở đường ribose). Nếu là đường ribose, người ta gọi hợp chất đó là ribosenucleotide; còn nếu là đường deoxyribose thì gọi là deoxynucleotide. Về mặt hóa học, các hợp chất này là những phosphate ester.

Trong trường hợp có từ một đến ba nhóm phosphate gắn vào vị trí 5′, ta được các hợp chất 5′-monophosphate, -diphosphate và -triphosphate tương ứng; ví dụ như AMP (adenosine 5′-monophosphate), dGDP (deoxyguanosine 5′-diphosphate), dCTP (deoxycytidine 5′-triphosphate), TTP (thymidine 5′-triphosphate) hay ATP (adenosine 5′-triphosphate)…

Các nucleoside 5′-triphosphate ( NTPs) hay các deoxynucleoside 5′-triphosphate ( dNTP s) là vật liệu cấu thành nên phân tử acid nucleic đa phân. Trong quá trình tổng hợp ARN hay ADN, hai phosphate được tách ra, chỉ để lại một nhóm phosphtate cho mỗi đơn phân tham gia vào chuỗi nucleotide. Nucleotide chính là đơn phân của acid nucleic.

Liên kết phosphodiester

Trong một chuỗi nucleotide của ADN hoặc ARN, mỗi phosphate liên kết hóa trị với một pentose ở vị trí 5′ và một pentose kế tiếp ở vị trí 3′ tạo thành một liên kết 3′, 5′-phosphodiester. Có thể hình dung mỗi chuỗi nucleotide bao gồm một sườn chính gồm các đường pentose xen kẽ với các phosphat; trong đó, cứ mỗi đường lại có một base gắn vào vị trí 1′.

Ở pH trung tính, mỗi phosphate đều chứa điện tích âm vì vậy các acid nucleic là những polymer mang điện tích âm.

Trình tự ADN/ARN

Mỗi chuỗi nucleotide (trừ chuỗi nucleotide dạng vòng) đều có một đầu 5′ tự do có thể gắn hoặc không gắn với các nhóm phosphate và một đầu 3′ tự do có một nhóm hydroxyl. Định hướng của mỗi chuỗi nucleotide là 5’→3′ và theo quy ước viết trình tự thì đầu 5′ nằm phía bên trái. Ví dụ không được viết trình tự một đoạn ADN một mạch là ATACGTA, mà phải viết là 5′-ATACGTA-3′. Một trình tự ARN có thể viết là 5′-AUGCUUGA-3′. Điều này có nghĩa là hướng của chuỗi là xác định, AUGCUUGA khác hẳn với AGUUCGUA.

Chuỗi xoắn kép ADN

Cấu trúc chuỗi xoắn kép

Cấu trúc phổ biến nhất của ADN là cấu trúc chuỗi xoắn kép (double helix). Các đặc tính cơ bản của cấu trúc này đã được James Watson và François Crick đề xuất vào năm 1953.

Phân tử ADN là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch đơn xoắn đều quanh một trục, mỗi mạch đơn là một chuỗi nucleotide. Mỗi chuỗi có định hướng 5’→3′; hướng của hai mạch trong chuỗi xoắn kép là ngược chiều nhau nên người ta gọi chúng là hai mạch đối song song. Mỗi chu kỳ xoắn của ADN gồm 10 bp (base pair – cặp base) dài khoảng 3,4nm, đường kính vòng xoắn khoảng 2nm.

Sườn phosphate-đường của mỗi mạch đơn hướng ra ngoài, còn các base của chuỗi xoắn kép hướng vào trong. Hai mạch đơn kết hợp với nhau nhờ các liên kết hydro hình thành giữa các cặp base bổ sung nằm trên hai mạch. A liên kết với T bằng hai liên kết hydro và giữa G và C là ba liên kết hydro.

Dạng B thường tồn tại trong điều kiện sinh lý bình thường, còn các dạng khác tồn tại trong những điều kiện độ ẩm và ion khác nhau. Đặc biệt, dạng Z có chiều xoắn ngược về phía bên trái và theo hình zigzac.

Bảng 1.1: Một số dạng cấu trúc của ADN

Từ các dữ kiện về cấu trúc chuỗi xoắn kép của ADN cho ta hai khái niệm cơ bản:

Mỗi mạch đơn là một trình tự base khác nhau. Như vậy mỗi mạch đơn mang thông tin khác với mạch kia.

Hai mạch đơn liên kết với nhau bởi một quan hệ bổ sung. Chính quan hệ này giúp giải thích được cấu trúc chặt chẽ của phân tử ADN, đặc biệt là phương cách tự tái bản để tạo ra hai phân tử con giống hệt nhau từ một phân tử mẹban đầu.

Ý nghĩa của cấu trúc chuỗi xoắn kép

Phân tử ADN thường có cấu trúc chuỗi xoắn kép. Cấu trúc này là một cấu trúc ổn định:

Trong chuỗi xoắn kép, các đường pentose và các nhóm phosphate xoay ra ngoài, hình thành liên kết hydro với nước đảm bảo tính ổn định cho phân tử.

Chuỗi xoắn kép cho phép các base purine và pyrimidine có cấu trúc phẳng xếp chồng khít lên nhau bên trong phân tử ADN, hạn chế sự tiếp xúc của chúng với nước. Nếu hai đơn tách rời nhau, các base kị nước sẽ phải tiếp xúc với nước, điều này sẽ đặt chúng vào một tình thế bất lợi, không ổn định.

Hai mạch đơn bắt cặp với nhau nhờ các liên kết bổ sung giữa một bên là purine (A và G cùng kích thước lớn) và bên kia là pyrimidine (T và C cùng kích thước bé hơn). Điều này đảm bảo cho hai mạch đơn luôn đi song song.

Mỗi phân tử ADN có một số lượng liên kết hydro rất lớn nên dù chuyển động nhiệt có làm phá vỡ các liên kết nằm hai đầu phân tử thì hai mạch đơn vẫn được gắn với nhau bởi các liên kết ở vùng giữa. Chỉ trong những điều kiện rất khắc nghiệt, ví dụ nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sinh lý nhiều lần, thì mới có sự phá vỡ đồng thời quá nhiều liên kết hydro khiến phân tử bị biến tính, không còn giữ được cấu hình ban đầu.

Cấu Trúc Của Tế Bào / 2023

Mỗi cơ thể có khoảng một tỷ tỷ tế bào, mỗi tế bào có bào tương và nhân. Tế bào được cấu tạo chủ yếu từ năm chất là: nước, các chất điện giải, protein, lipit (lipid) và cacbohydrat (carbohydrate) .

Nước: là thành phần của dịch tế bào, nó chiếm khoảng từ 70 – 85 % .

Các chất điện giải: các chất điện giải quan trọng nhất trong tế bào là kali (potas- sium), magnê (magnesium), photphat (phos- phate), sulfat (sulfate), bicacbonat (bicarbon- ate), và một số lượng nhỏ các chất natri (so- dium), clo (chloride) và canxi (calcium) .

Protein: chiếm từ 10 – 20 % khôi tế bào, chia làm hai loại, protein câu trúc và protein chức năng, mà chủ yếu là các enzym (en-zyme) .

Lipit: quan trọng nhất là phospholipit (phospholipid) và cholesterol, chiếm khoảng 2% của khôi tế bào. Ngoài ra còn cổ triglycerìt (triglyceride), trong các tế bào mỡ, nó chiếm tới 95 % .

-Cacbohydrat (carbohydrate): nó chỉ đóng một vai trò nhỏ về chức năng cấu trúc, nhưng có vai trò chính trong dinh dưỡng tế bào, cung cấp năng lượng cho tế bào. Nó chiếm 1% khối tế bào, nhưng tăng lên đến 3% trong tế bào cơ, và 6% trong tế’ bào gan .

Màng tế bào là một cấu trúc đàn hồi, mỏng, bề dày chỉ chiếm khoảng từ 7,5 – 10 nanomet. Thành phần hóa học của màng chủ yếu gồm protein và lipìt, phân phối như sau:

Protein: 55 phần trăm

Phospholipit: 25 phần trăm

Cholesterol: 13 phần trăm

Các lipit khác: 04 phần trăm

Cacbohydrat : 03 phần trăm

2.1.Hàng rào lipit của màng ngăn cản sự thấm nước

Cấu trúc cơ bản của màng là lớp lipitkép, xen kẽ giữa các lớp lipit này là các phân tử protein dưới dạng cầu. Cấu trúc cơ bản của lớp lipit kép là các phân tử phospholipit. Một phần của mỗi phân tử phospholipit thì hòa tan trong nước, đó là phần phosphat ưa nước, còn phần kia chỉ hòa tan trong lipit, đó là phần axít béo kỵ nước .

Phần kỵ nước của phân tử phospholipit của lớp lipit kép có hai đầu hướng vào nhau, ở phần trung tâm của màng. Còn phần phosphat ưa nước, nó phủ hai mặt: mặt ngoài tiếp xúc với dịch kẽ, còn mặt trong tiếp xúc với bào tương .

Lớp lipit kép của màng là một hàng rào, nó không thâm đôi với các chât hòa tan trong nước, như là các ion, glucoz (glucose), và urê (urea). Mặt khác các chất hòa tan trong lipit, như là oxy (oxygen), C0 2, và rượu, có thể thấm qua phần này một cách dễ dàng .

Các phân tử cholesterol của màng về bản chất cũng là lipit (lipid), vì nhân steroit (steroid) của chúng thì hòa tan cao trong lipit .

2.2.Protein của màng tế bào

Các protein màng phần lớn là glycoprotein, có hai loại protein: protein toàn bộ, xuyên suốt qua bề dày của màng, và lồi ra ngoài một đoạn; và protein ngoại biên, nó chỉ gắn với bề mặt của màng và không xuyên suốt .

Nhiều protein toàn bộ cung cấp các kênh cấu trúc (hay lỗ), qua đó, các chất hòa tan trong nước, đặc biệt là các ion, có thể khuếch tán qua giữa dịch ngoài và trong tế bào. Các kênh protein này cũng có tính thấm chọn lọc, gây ra sự khuếch tán của những chất này nhiều hơn những chất kia. Có những loại protein toàn bộ khác, hoạt động như những protein mang, chúng vận chuyển các chất mà không thể thấm qua lớp lipit kép, hay vận chuyển các chất theo chiều ngược lại vđi chiều khuếch tán tự nhiên, gọi là vận chuyển tích cực. Một số protein toàn hộ khác hoạt động như những enzym (en- zyme) .

Các protein ngoại biên thường nằm hoàn toàn hay hầu như hoàn toàn ở phía trong của màng, và chúng thường gắn với một trong những protein toàn bộ. Những protein ngoại biên này thường hoạt động như các enzym, hoặc là những chất kiểm tra sự vận chuyển các chất qua màng tế bào .

2.3.Cacbohydrat màng – Glycocalyx của

tế bào Cacbohydrat màng thường, kết hợp với protein hay lipit, ở dạng glycopfotein hay glycolipit (glycolipid). Sự thực, loại protein toàn bộ là glycoprotein, và khoảng một phần mười của các phân tử lipit màng là glycolipit .

Phần “glyco” của các phân tử này thường lồi ra phía ngoài từ bề mặt tế bào .

Nhiều hợp chmt cacbohydrat khác, được gọi là proteoglycan, chủ yếu là phân tử cacbohydrat gắn với lõi protein nhỏ, chúng thường gắn một cách lỏng lẻo với một lớp cacbohydrat, cái đó gọi ỉà glycocaỉyx .

Cacbohydrat gắn ở mặt ngoài tế bào có nhiều chức năng quan trọng. (1) Một số’ tích điện âm, làm cho phần lớn tế bào tích điện âm trên bề mặt, chúng đẩy các vật tích điện âm khác. (2) Glycocalyx của tế bào này gắn vđi glycocalyx của tế bào kia, làm cho chúng gấn vđi nhau tạo thành mô. (3) Nhiều cacbohydrat hoạt động như các thụ thể (re- ceptor) để gắn với các hormon (hormone) .(4) Một số tham gia các phản ứng miễn dịch .

Phần dịch trong của bào tương, trong đó chứa các tiểu phân, được gọi là dịch tế bào .

Dịch đó chứa chủ yếu là các protein hòa tan, các chất điện giải, glucoz, và một lượng nhỏ các hỢp chất lipit. Dịch có độ nhớt không đồng đều. Lớp gần màng có độ nhớt cao hơn, được gọi là lớp bào tương ngoài (ectoplasm) hay lớp vỏ (cortex), giữ cho tế bào có một hình dạng nhất định. Lớp phía trong, gần màng nhân, thì lỏng hơn, được gọi là lớp bào tương trong (endoplasm) .

Phân tán trong bào tương là mỡ trung hòa, những hạt glycogen, ribosom (ribosome), các tdi bài tiết, và bốn bào quan quan trọng là: lưới nội bào (endoplasmic reticulum), bộ Golgi, ty thể, và lysosom (lysosome) .

3.1.Lưới nội bào

Trong bào tương có một mạng lưới cấu trúc hình ống và hình túi dẹt, gọi là lưới nội bào. Cái ống và túi này đều có liên hệ với nhau. Vách của chúng cũng được cấu trúc bằng màng lipit kép, có chứa một số lớn pro- tein, tương tự như màng tế bào. Diện tích bề mặt toàn bộ của cấu trúc ở một số tế bào, như tế bào gan, có thể nhiều gấp từ 30 đến 40 lần so với diện tích màng tế bào, Khoảng trong của các ống và túi có chứa đầy chất dịch gọi là dịch khuôn, nó khác với dịch bên ngoài của lưới nội bào. Khoảng bên trong lưới nội bào có liên hệ với khoảng giữa hai màng của màng nhân kép .

Các chất được tạo thành ở một số phần của tế bào đi vào trong khoang của lưới nội bào, và rồi được dẫn tới các phần khác của tế bào. Lưới nội bào tương được chia làm hai loại .

3.1.1.Ribosom và lưới nội bào hạt

Gắn với bề mặt ngoài của lưới nội bào là một số lớn các hạt nhỏ gọi là ribosom, khi đó mạng này được gọi là lưđi nội bào hạt .

Thành phần của ribosom bao gồm một hỗn hợp của axít ribonucleic (ribonucleic acid) và protein, và chúng làm nhiệm vụ tổng hợp protein trong tế bào .

3.1.2.Lưới nội bào không hạt

Lưới nội bào mà không có gắn các hạt ribosom, được gọi là lưới nội bào không hạt, hay lưới nội bào trơn. Mạng không có hạt có nhiệm vụ chủ yếu là tổng hợp các chất lipit .

Những túi vận chuyển nhỏ, sản phẩm của lưới nội bào, chúng tách khỏi mạng và rồi hòa màng với bộ Golgi. Bằng cách này, các chất ở trong túi được vận chuyển từ lưới nội bào tới bộ Golgi. Rồi các chất vận chuyển được chế biến trong bộ Golgi để tạo thành Bộ Gojg] Túi vận chuyển Mạng lưới nộl bào lysosom, các túi bài tiết và các thành phần khác của bào tương .

Lysosom là những bào quan dạng túi, được tạo thành bởi bộ Golgi, rồi phân tán trong khắp bào tương. Lysosom là một hệ thống tiêu hóa trong tế bào, nó giúp tế bào tiêu hóa các chất trong tế bào, các cấu trúc tế bào đã bị phá hủy, các tiểu phân thức ăn đã được đưa vào tế bào, và các vi khuẩn .

Lysosom thì khác nhau trong từng tế bào, nhưng nó thường có đường kính từ 250 đến 750 nanomet. Nó được bao bởi một màng lipit kép, và chứa đầy các hạt nhỏ, đường kính từ 5-8 nanomet, đó là các men thủy phân. Men thủy phân có khả năng phân hủy một hợp chất hữu cơ thành hai hay nhiều phần, bằng sự kết hợp hydro (hydrogen.) từ một phân tử nước với một phần của hợp cha’t, và bằng sự kết hợp phần hydroxyl của phân tử nước vổi phần khác của hựp chất. Thí dụ protein bị thủy phân thành axít amin, glycogen bi thủy phân cho glucoz và lipit được thủy phân cho axít béo vầ glycerol. Khoảng 40 men hydrolaz axít (acid hydrolase) đã được tìm thấy trong lysosom, và những chất chính mà chúng có thể tiêu là protein, cacbohydrat, lipit v.v.. .

Bình thường, màng lysosom ngăn men thủy phân không cho nó tiếp xúc với các chất khác trong tế bào, đề phòng tác dụng tiêu .

Tuy nhiên, trong những điều kiện nhất định màng của một số lysosom có thể bị vỡ, thí dụ trường hợp mô bị viêm nhiễm, các men được giải phóng, chúng sẽ tiêu các chất hữu cơ của tế bào .

Ty thể là nhà máy sản xuất năng lượng của tế bào, ty thể ở trong bào tương, sô” lượng thay đổi từ dưới một trăm tới hàng ngàn, phụ thuộc vào số năng lừợng mà mỗi tế bào cần 15

dùng. Chúng cũng thay đổi về kích thước và hình dáng. Một sô” đường kính chi khoảng vài trăm nanomet và có hình cầu; trong khi một số khác đường kính đến một micromet, và dài đến 7 micromet .

Cấu trúc cơ bản của ty thể gồm hai màng protein – lipit kép, một màng ngoài và một màng trong. Nhiều nếp gâ’p của màng trong tạo nên những giá đỡ (gai), trên đó gắn các men oxýt hóa. Bên trong ty thể là chất khuôn, nó chứa một lượng lớn các men hòa tan, cần thiết cho việc rút năng lượng từ các chất dinh dưỡng. Các men này kết hợp với các men oxýt hóa trên các gai ở màng trong, để gây oxýt hóa các chất dinh dưỡng, từ đó tạo thành C0 2 và nước và giải phóng năng lượng. Năng lượng được giải phóng dùng để tổng hợp các châ’t năng lượng cao, gọi là adenozin triphosphat (adenosine triphosphate: ATP), rồi ATP được vận chuyển ra ngoài ty thể, và khuếch tán khắp tế bào, để giải phóng năng lượng khi cần cho việc thực hiện các chức năng của tế bào .

Ty thể tự sinh sản bằng cách-một ty thể cộ thể tạo thành một ty thể thứ hai, thứ ba, vân vân… khi có nhu cầu trong tế bào cần Màng trong Chất khuôn) tăng lượng ATP. Sự thực ty thể có chứa axít deoxyribonucleic (DNA) tương tự như chất thây trong nhân. ADN là chất cơ bản của nhân, nó chịu trách nhiệm trong sự sinh sản của tế bào .

Nhân tế bào là bào quan lớn nhất của tế bào. Nhân chiếm từ 10 đến 18% tế bào như tế bào gan, nhưng chiếm hơn 60% ở tế bào lymphô (lymphocyte) của máu. Nhân là trung tâm kiểm tra của tế bào, nhân chứa một lượng lớn ADN, gọi là gen (gene), Gen quyết định đặc điểm protein của tế bào, bao gồm cả các enzym của bào tương. Gen cũng kiểm soát sự sinh sản của tế bào: đầu tiên, gen tạo ra hai bộ gen đồng nhất, sau đó, tế bào phân chia bằng một quá trình đặc biệt, gọi là giẩn phân, để tạo ra hai tế bào con, mỗi tế bào nhận một trong hai bộ gen của tế bào mẹ về cấu trúc nhân có màng nhân, bên trong là nhân tương, trong đó có hạt nhân và nhiều nhiễm sắc thể .

4.1.Màng nhân

Màng nhân gồm có hai màng riêng biệt, màng ngoài thì nối liên tục với màng của lưới nổì bào, và khoẳng giữa của hai màng nhân cũng thông với dịch bên trong lựới nội bào .

Cả hai lớp của màng nhân đều có hàng ngàn lỗ, các lỗ này có đường kính rộng khoảng 100 nanomet. Tuy nhiên những phân tử protein lớn thường gắn vào chung quanh bờ của lỗ, làm cho vùng trung tâm của lỗ chỉ còn khoảng 9 nanomet đường kính. Ngay cá với kích thước này cũng đủ rộng để cho một số phân tử với trọng lượng phân tử lên tới 44.000 có thể qua được, còn với trọng lượng phân tử nhỏ hơn 15.000 thì qua cực kỳ nhanh.

4.2.Hạt nhân và sự tạo thành ribosom

Nhân của phần lớn tế bào chứa một hay nhiều cấu trúc gọi là hạt nhân. Hạt nhân không có màng bao bọc như các bào quan khác, nó chỉ đơn giản là một cấu trúc hình cầu, chứa một lượng lớn ARN và protein như thây ở ribosom. Hạt nhân trở nên lớn hơn nhiều khi tế bào đang tổng hợp protein tích cực. Gen DNA đặc hiệu của năm đôi nhiễm sắc thể riêng biệt tổng hợp ribosom của ARN, và dự trữ trong hạt nhân, sau đó đông đặc lại để tạo thành hai bán đơn vị có hạt của ribosom. Rồi những thứ đó được vận chuyển qua lỗ của màng nhân vào trong bào tương, ở đó chúng tập hợp lại để tạo thành 1’ibosom “chín”, đóng vai trò chính trong tổng hợp pro- tein. Hạt nhân xuất hiện khi tế bào đã phân chia xong, và biến đổi khi tế bào bắt đầu phân chia. Hai bán đơn vị của ri bosom có chỉ số nổi (flotation index) là 60 s và 40 s (S là chỉ số nổi của một chất trong một dịch cổ tỷ trọng là 1,21 ở nhiệt độ 26°C). Hai bán đơn vị ấy kết lại với nhau thành hạt ribosom có đường kính từ 15 đến 25 nanomet. Trong tế bào bình thường có hàng vạn đến hàng triệu ribosom, đặc biệt ở các tế bào tổng hợp protein tích cực .

Ngoài ARN ribosom (rRNA: ribosomal ribonucleic acid), nhân cũng tổng hợp hai ARN khác là ARN truyền tin (messenger RNA: mRNA) và RNA vận chuyển (trans- port RNA: tRNA). Hai loại này cũng được đưa từ nhân tương ra bào tương và cùng tác động qua lại với rRNA trong quá trình tổng hợp protein. Khi bản tin của mRNA vào bào tương, thì lập tức các ribosom đọc bản tin ấy, và ribosom gắn bán đơn vị 40 s của mình lên mRNA. Nhiều ribosom kết vào mRNA hợp thành polysom (polysome). Sau đó các phân tử tRNA mang axít amin gắn lên bán đơn vị 60 s của ribosom, mỗi tRNA chỉ mang một axít amin đặc hiệu với tRNA đó. Các tRNA lần lượt gắn axít amin lên ribosom theo thứ tự của mật mã di truyền của mRNA. Khi protein được tổng hợp xong, tức là khi các axít amin được kết lại với nhau bằng nối peptit (peptide bond) đầy đủ theo đúng m3 di truyền của mRNA thì phân tử protein tách khỏi ribosom, đi vào trong chất dịch khuôn của ống lưới nội bào .

4.3.Nhiễm sắc thể

Hầu hết ADN (deoxyribonucleic acid: DNA) của tế bào đều tập trung ở nhân tương, chỉ có một phần rất nhỏ nằm trong ty thể .

Lúc tế bào chưa phân chia, ADN tạo thành một mạng lưới rộng khắp nhân tương, gồm những sợi và những cuộn tròn bắt màu Feul- gen (thuốc nhuộm Feulgen gồm fuchsine và axít sulfuric (sulphuric acid), là thuốc nhuộm đặc hiệu của ADN). Đó là chất nhiễm sắc, chromatin. Khi tế bào chuẩn bị phân chia, chất nhiễm sắc đông đặc lại, xoắn chặt lại thành những thể nhiễm sắc hay nhiễm sắc thể (chromosome). Mỗi nhiễm sắc thể là một phân tử ADN mang toàn bộ các gen của cơ thể. Trong nhiễm sắc thể, phân tử ADN kết hợp với histon và một số protein khác làm thành những nhiễm sắc thể có hình chữ X và chữ Y, đó là các nhiễm sắc thể giới tính .

Các tế bào trưởng thành trong cơ thể đều có một lượng ADN như nhau. Trong tế bào của người, lượng ADN là 6,5 X 10′ 12 gram, tế bào sinh dục (trứng và tinh trùng) chỉ có một nửa số lượng ấy .

Người ta gọi tế bào có 1C và ln là tế bào đơn bội, tế bào có 2C và 2n là tế bào lưỡng bội. Có những tế bào thực vật được lai giống có nhiều c và nhiều n, đó là tế bào đa bội .

4.4.Tế bào không nhân

– Hồng cầu

Là một loại tế bào của máu không có nhân, nên không có khả năng sinh sản bằng gián phân. Hồng cầu được sản xuất trong tủy xương, các giai đoạn chưa trưởng thành trong tủy xương là có nhân, khi trưởng thành được đưa ra máu ngoại biên thì nhân bị tiêu đi .Đời sống của hồng cầu là khoảng 120 ngày .Trên màng hồng cầu có các kháng nguyên A, B, AB và nhiều kháng nguyên khác quyết định nhóm máu .

Bào tương của hồng cầu chứa huyết cầu tố hemoglobin, là một protein, có chức năng kết hợp lỏng lẻo với 0 2 và C0 2, giữa phổi và các mô của cơ thể .

– Tế bào không nhân ngoài cơ thể

Tế bào không nhân ngoài cơ thể có tác đụng gây bệnh, gồm có vi khuẩn và tế bào nấm .

Đặc điểm của tế bào không nhân là chỉ có một nhỉễm sắc thể, gồm có ADN không liên kết với protein. Sự ngăn chia trong tế bào không rõ rệt .

Tế bào không nhân có khả năng sản xuất enzym, cho nên chúng có thể là công cụ nghiên cứu sinh học, và công cụ sản xuất những sản phẩm sinh học trong công nghệ sinh học .

Siêu vi (virus) là những sinh vật rất nhỏ, đường kính độ vài trăm nanomet, gồm một vỏ ngoài, một vỏ trong, gọi là capside, và trong ruột là một axít nucleic (ARN hoặc ADN). Virus không có khả năng sinh sống độc lập và không có khả năng sinh sản. Virus phải dựa vào tế bào nguyên vẹn cda động vật để sống và sinh sản.

Cấu Tạo Tế Bào Prokaryote, Thành Phần Và Cấu Trúc Tế Bào Prokaryote / 2023

Cấu tạo tế bào prokaryote gồm 3 thành phần chính: màng sinh chất, tế bào chất và vùng nhân. Ngoài ra, nhiều loại tế bào prokaryote còn có thành tế bào, vỏ nhầy, roi và lông.

Thành tế bào, màng sinh chất, lông và roi.

Trình bày khái niệm cấu trúc chức năng thành tế bào prokaryota?- Phần lớn các cấu tạo tế bào prokaryote đều có thành tế bào. Các loài vi khuẩn là peptiđôglican được cấu tạo từ các chuỗi cacbohiđrat liên kết với nhau bằng các đoạn pôlipeptit ngắn là thành phần quan trọng trong cấu tạo của thành tế bào.

Dựa vào thành phần hóa học và của thành tế bào cấu trúc thành tế bào prokaryote, vi khuẩn được chia làm 2 loại: gram âm và gram dương. Khi áp dụng phương pháp nhuộm gram, vi khuẩn gram âm có màu đỏ còn vi khuẩn gram dương có màu tím. Màng sinh chất nằm dưới thành tế bào, được cấu tạo từ 2 lớp phôtpholipit và prôtêin.

Một số loài vi khuẩn có roi và lông mao. Roi (tiên mao) có chức năng giúp vi khuẩn di chuyển. Ở một số loài vi khuẩn gây bệnh ở người, lông có chức năng giúp vi khuẩn bám được vào bề mặt tế bào.

Vị trí của tế bào chất là nằm giữa màng sinh chất và vùng nhân. Trong cấu tạo tế bào prokaryote, tế bào chất gồm 2 thành phần chính là bào tương và ribôxôm cùng một số cấu trúc khác.

Bào tương là một dạng chất keo bán lỏng chứa nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ khác nhau. Ribôxôm là bào quan được cấu tạo từ prôtêin và rARN, không có màng bọc và là nơi tổng hợp nên các loại prôtêin của tế bào.

Trong cấu tạo tế bào prokaryota, vùng nhân chỉ chứa một phân tử AND dạng vòng và không có các lớp màng bao bọc như tế bào nhân thực. Ngoài AND ở vùng nhân, một số vi khuẩn có có nhiều phân tử AND dạng vòng nhỏ khác (plasmit). Tuy nhiên, plasmit vẫn là tế bào sinh trưởng bình thường không phải là vật chất tối cần thiết đối với tế bào prokaryota.

Cấu trúc tế bào Prokaryote và Eukaryote

Phát Hiện Cấu Trúc Gene Mới Trong Tế Bào Người / 2023

Theo trang Science Alert, phát hiện mới về cấu trúc gene được mô tả như một “nút xoắn” của DNA trong các tế bào sống đã khẳng định thêm sự thật là bảng mã gene phức tạp của chúng ta không chỉ gồm chuỗi xoắn kép quen thuộc lâu nay mà còn gồm một cấu trúc khác có tính đối xứng phức tạp hơn nữa.

Các biến thể phân tử này có thể có những ảnh hưởng nhất định tới các chức năng sinh học của cơ thể.

Ông Daniel Christ – nhà nghiên cứu điều trị kháng thể của Viện Nghiên cứu Y khoa Garvan ở Australia, chủ trì nghiên cứu về cấu trúc mới của DNA, cho biết: “Giống như phần lớn chúng ta thường nghĩ về DNA, chúng tôi cũng chỉ nghĩ về chuỗi xoắn kép. Tuy nhiên nghiên cứu mới này nhắc nhở chúng tôi rằng có những cấu trúc DNA khác cũng đang tồn tại và có thể rất quan trọng với các tế bào của chúng ta”.

Thành phần mới trong DNA do nhóm nghiên cứu tìm ra được gọi là cấu trúc motif xen giữa (“intercalated motif” hay “i-motif”) vốn lần đầu được phát hiện vào những năm 1990. Tuy nhiên cho tới nay người ta mới chỉ thấy xuất hiện cấu trúc này trong các tế bào ở điều kiện nghiên cứu ống nghiệm mà không phải trong các tế bào sống.

Tuy nhiên nhờ công trình nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học do ông Christ chủ trì, người ta đã thấy cấu trúc i-motif này xuất hiện một cách tự nhiên trong tế bào người, điều này cho thấy tầm quan trọng nhất định của cấu trúc này.

Như vậy, với việc khẳng định chắc chắn về sự tồn tại của một dạng cấu trúc DNA mới trong các tế bào, các nhà khoa học đã có căn cứ xác thực để tiếp tục tìm hiểu chức năng thực sự của những cấu trúc này với cơ thể chúng ta.

Kết quả nghiên cứu này vừa được đăng tải trên tạp chí khoa học Nature Chemistry.