Có thể người đều tự tổng hợp được tất cả các amino axit đúng hay sai vì sao

Các gen bao gồm DNA. Chiều dài của gen quyết định chiều dài của protein được tổng hợp từ mã gen. DNA là một chuỗi xoắn kép, trong đó các nucleotide (các bazơ) liên kết với nhau:

• Adenine (A) liên kết với thymine (T)

• Guanine (G) liên kết với cytosine (C)

DNA được phiên mã trong quá trình tổng hợp protein, trong đó một sợi ADN được dùng làm khuôn mẫu tổng hợp RNA thông tin (mRNA). RNA có các base như DNA, ngoại trừ uracil (U) thay thế thymine (T). Các phần của mRNA đi từ nhân đến tế bào chất và sau đó đến ribosome, nơi tổng hợp protein xảy ra. RNA vận chuyển (tRNA) mang các axit amin đến ribosome, và gắn axit amin vào chuỗi polypeptide đang phát triển theo một trình tự xác định bởi mRNA. Khi một chuỗi axit amin được lắp ráp, nó tự gấp nếp cuộn xoắn để tạo ra một cấu trúc protein ba chiều phức tạp dưới ảnh hưởng của các phân tử đi kèm lân cận.

DNA được mã hóa bằng mã bộ ba, chứa 3 trong số 4 nucleotides A, T, G, C. Các axit amin cụ thể được mã hóa bởi các bộ ba cụ thể gọi là codon. Vì có 4 nucleotide, nên số lượng mã bộ ba có thể có là 43 (64). Tuy nhiên chỉ có 20 axit amin, nên có một số mã bộ ba dư thừa. Bởi vậy, một số mã bộ ba cùng mã hóa một axit amin. Các bộ ba khác có thể mã hóa các yếu tố mở đầu hoặc kết thúc quá trình tổng hợp protein và sắp xếp, lắp ráp các axit amin.

Gen bao gồm exon và intron. Exons mã hóa cho các axit amin cấu thành protein. Còn introns chứa các thông tin chi phối việc kiểm soát và tốc độ sản xuất protein. Exons và intron cùng được sao chép vào mRNA, nhưng các đoạn được sao chép từ intron được loại bỏ sau đó. Nhiều yếu tố điều hòa việc phiên mã, bao gồm RNA antisense, được tổng hợp từ chuỗi DNA không được mã hoá thành mRNA. Ngoài DNA, các nhiễm sắc thể chứa histon và các protein khác cũng ảnh hưởng đến sự biểu hiện gen (protein và số lượng protein được tổng hợp từ một gen nhất định).

Kiểu gen cho biết thành phần và trình tự di truyền cụ thể; nó quy định những protein nào được mã hóa để sản xuất.

Ngược lại, bộ gen nói đến toàn bộ thành phần tất cả của các nhiễm sắc thể đơn bội, bao gồm các gen mà chúng chứa.

Kiểu hình hướng tới biểu hiện cơ thể, sinh hóa và sinh lý của một người - nghĩa là, làm thế nào các tế bào (hay cơ thể) thực hiện chức năng. Kiểu hình được xác định bởi loại và số lượng protein tổng hợp, tức là, sự biểu hiện của các gen ra môi trường như thế nào. Kiểu gen cụ thể có thể có hoặc không tương quan tốt với kiểu hình.

Các yếu tố ảnh hưởng đến biểu hiện gen mà không thay đổi trình tự bộ gen được gọi là các yếu tố biểu sinh.

Sự hiểu biết về nhiều cơ chế sinh hóa điều chỉnh sự biểu hiện gen ngày càng rõ ràng. Một cơ chế là sự thay đổi việc nối exon (còn gọi là quá trình trưởng thành mRNA). Bởi vì các intron được nối ra, các exon cũng có thể được nối ra, và sau đó các exon có thể được lắp ráp theo nhiều tổ hợp, dẫn đến nhiều mRNA khác nhau có khả năng mã hóa cho các protein tương tự nhưng khác nhau. Số lượng protein được tổng hợp trong cơ thể con người có thể lên đến > 100.000 mặc dù hệ gen của con người chỉ có khoảng 20.000 gen.

Các cơ chế trung gian biểu hiện gen khác bao gồm các phản ứng methyl hóa DNA và phản ứng của histone như methyl hóa và acetyl hóa. DNA methyl hóa có xu hướng làm bất hoạt một gen. Chuỗi DNA cuộn xoắn quanh quả cầu histone. Sự methyl hóa histone có thể làm tăng hoặc giảm số lượng protein được tổng hợp từ một gen cụ thể. Sự acetyl hóa histone liên quan đến việc giảm biểu hiện gen ra bên ngoài. Sợi DNA không được phiên mã để hình thành mRNA cũng có thể được sử dụng như một khuôn mẫu để tổng hợp RNA, kiểm soát quá trình phiên mã của sợi đối diện.

Một cơ chế quan trọng khác liên quan đến microRNAs (miRNAs). MiRNA ngắn, hình dạng như chiếc kẹp tóc (các trình tự RNA khi liên kết với nhau) RNA này ức chế sự biểu hiện gen sau khi phiên mã. MiRNA có thể tham gia vào việc điều chỉnh đến 60% protein đã phiên mã.

I. Khái niệm

Amino axit là loại hợp chất hữu cơ tạp chức, phân tử chứa đồng thời nhóm amino (NH2) và nhóm cacboxyl (COOH).

Tên gọi của các amino axit xuất phát từ tên axit cacboxylic tương ứng (tên hệ thống, tên thường) có thêm tiếp đầu ngữ amino và số (1, 2, 3,...) là tên thay thế hoặc chữ cái Hi-Lạp (α, β, ...) chỉ vị trí của nhóm NH2 trong mạch là tên bán hệ thống. Ngoài ra, các α-amino axit có trong thiên nhiên thường được gọi bằng tên riêng (tên thường).

II. Cấu tạo phân tử và tính chất hóa học

1. Cấu tạo phân tử

Phân tử amino axit có nhóm cacboxyl (COOH) thể hiện tính axit và nhóm amino (NH2) thể hiện tính bazơ nên thường tương tác với nhau tạo ra ion lưỡng cực:

Các amino axit là những hợp chất có cấu tạo ion lưỡng cực nên chúng là chất rắn kết tinh, tương đối dễ tan trong nước và có nhiệt độ nóng chảy cao (phân hủy khi nóng chảy).

2. Tính chất hóa học

Các amino axit biểu hiện tính chất lưỡng tính, tính chất riêng của mỗi nhóm chức và có phản ứng trùng ngưng.

- Tính chất lưỡng tính

Glyxin phản ứng với axit vô cơ mạnh sinh ra muối (tính chất của nhóm NH2) đồng thời cũng phản ứng với bazơ mạnh sinh ra muối và nước (do có nhóm COOH trong phân tử).

$HOOC - C{H_2}N{H_2} + HCl \to HOOC - C{H_2} - \mathop {N{H_3}}\limits^ +  C{l^ - }$

${H_2}N - C{H_2}COOH + NaOH \to {H_2}N - C{H_2} - COONa + {H_2}O$

- Tính axit - bazơ của dung dịch amino axit

Glyxin có cân bằng:

${H_2}N - C{H_2} - COOH \rightleftarrows {H_3}\mathop N\limits^ +   - C{H_2} - CO{O^ - }$

Axit glutamic có cân bằng:

Lysin có cân bằng:

- Phản ứng riêng của nhóm COOH: phản ứng este hóa

Amino axit phản ứng với ancol khi có mặt axit vô cơ mạnh sinh ra este.

${H_2}N - C{H_2} - COOH + {C_2}{H_5}OH\overset {HCl\ khí} \leftrightarrows {H_2}N - C{H_2} - COO{C_2}{H_5} + {H_2}O$        

- Phản ứng trùng ngưng

Khi đun nóng, các Ɛ- hoặc ω-amino axit tham gia phản ứng trùng ngưng tạo ra polime thuộc loại poliamit. Trong phản ứng này, OH của nhóm COOH ở phân tử amino axit này kết hợp với H của nhóm NH2 ở phân tử amino axit kia thành nước và sinh ra polime do các gốc amino axit kết hợp với nhau. Thí dụ với axit Ɛ-aminocaproic:

III. Ứng dụng

- Các amino axit thiên nhiên (hầu hết là α-amino axit) là những hợp chất cơ sở để kiến tạo nên các loại protein của cơ thể sống.

- Một số amino axit được dùng phổ biến trong đời sống như muối mononatri của axit glutamic dùng làm gia vị thức ăn (gọi là mì chính hay bột ngọt), axit glutamic là thuốc hỗ trợ thần kinh, methionin là thuốc bổ gan.

---

Page 2

SureLRN

Amino axit là gì? Chúng là một axit thiết yếu có vai trò  đặc biệt quan trọng đối với cơ thể, là thành phần cấu tạo nên protein, tham gia hỗ trợ quá trình chuyển hóa, cải thiện tâm trạng và rèn luyện sức khỏe, sự phát triển của cơ bắp. Cùng theo dõi những thông tin về chúng qua bài viết dưới đây. 

Amino axit là gì?

1. Amino axit là gì?

Amino axit là một loại hợp chất hữu cơ tạp chức mà trong phân tử có chứa đồng thời nhóm amino (-NH2) và nhóm cacbonxyl (-COOH) tương tác với nhau tạo ion lưỡng cực và có công thức tổng quát là R(NH2)x(COOH)y hoặc C2H 2n+2-2k-x-y(NH2)x(COOH)y.

2. Cách đọc tên thay thế của một amino axit

Axit + vị trí + amino + tên axit cacboxylic tương ứng:

Ví dụ: H2N-CH2-COOH: Axit Aminoetanoic.

Axit + vị trí chữ cái Hi Lạp (α, β, γ, δ, ε, ω) + amino + tên thông thường của axit cacboxylic tương ứng:

Ví dụ: CH3-CH(NH2)-COOH : Axit α-amino propionic.

Axit + Số chỉ vị trí nhóm –NH2 + amino + tên hidrocacbon no tương ứng ở mạch chính + oic:

Ví dụ: Axit 2-aminopropanoic.

Cấu trúc phân tử của amino axit

>>>XEM THÊM:

Gelatin là gì? Vai trò và một số ứng dụng của bột Gelatin

Tên thường của amino axit thiên nhiên (α-amino axit): 

>>>XEM THÊM:

Gelatin là gì? Vai trò và một số ứng dụng của bột Gelatin

3. Các dạng đồng phân của amino axit

Đa phần các amino axit đều có 2 dạng đồng phân lập thể, bao gồm D và L.

• Dạng L: Amino axit có vai trò quan trọng có trong các protein.
• Dạng D: Amino axit trong các protein có trong các sinh vật sống dưới nước. Đồng phân dạng D của aspartic axit có trong một số protein là kết quả của quá trình biến đổi sau dịch mã tự phát kết hợp với sự hóa già protein hoặc giống như một sản phẩm phụ của quá trình biến đổi enzyme được xúc tác bởi protein L-isoaspartyl methyltransferase.

4. Các tính chất đặc trưng của amino axit

4.1 Tính chất vật lý của amino axit

• Amino axit là chất rắn, tồn tại ở dạng tinh thể không có màu và vị hơi ngọt.
• Do tồn tại ở dạng ion lưỡng cực nên amino axit dễ tan trong nước
• Nóng chảy ở nhiệt độ cao do amino axit là hợp chất ion

4.2 Tính chất hóa học của amino axit

Khả năng làm đổi màu quỳ tím của amino axit phụ thuộc vào mối quan hệ của nhóm amino và nhóm cacbonxyl  R(NH2)x(COOH)y. 

Nếu x = y: Quỳ tím không đổi màu.

Nếu x < y: Quỳ tím chuyển sang màu đỏ

Khi x > y: Quỳ tím chuyển sang màu xanh

• Amino axit phân ly trong dung dịch

H2N-CH2-COOH ↔ H3N+-CH­2-COO–

• Amino axit có tính lưỡng tính

Tác dụng với axit mạnh tạo ra muối:

NH2-CH2-COOH + HCl → ClNH3-CH2-COOH

Tác dụng với bazơ mạnh tạo ra muối và nước:

NH2-CH2-COOH + KOH → NH2-CH2-COOK + H2O

• Amino axit tham gia phản ứng trùng ngưng

nNH2-CH2-COOH → (- NH-CH2-CO-)n + nH2O (H+)

Khi trùng ngưng  6-amino hexanoic hoặc 7-amino heptanoic có sự tham gia của chất xúc tác, sản phẩm thu được là polime thuộc loại poliamit.

Từ n amino axit  khác nhau ta có thể tạo ra n! polipeptit có chứa n gốc amino axit khác nhau; nn polipeptit có chứa n gốc amino axit.

• Amino axit phản ứng với HNO2

HOOC-R-NH2 + HNO2 → HOOC-R-OH + N2 + H2O

5. Điều chế amino axit như thế nào? 

Điều chế amino axit bằng cách nào?

Amoni axit được điều chế bằng cách cho thủy phân protit

(-NH-CH2-CO-)n + nH2O → nNH2-CH2-COOH 

6. Vai trò của amino axit đối với sức khỏe con người

• Amino axit thiên nhiên, chủ yếu là α-amino axit được sử dụng để tổng hợp protein.
• Glycine, glutamate là chất dẫn truyền thần kinh.
• Tryptophan là tiền chất của chất truyền thần kinh serotonin.
• Glycine là một trong những chất tham gia quá trình tổng hợp porphyrins.
• Arginine được dùng để tổng hợp hormone nitric oxit.
• Axit 6-amino hexanoic và 7-amino heptanoic tham gia sản xuất tơ nilon – 6 và 7.

Các amino axit có vai trò quan trọng với cơ thể

7. Vai trò của các amino axit thiết yếu

• Phenylalanine: Tiền chất của các chất dẫn truyền thần kinh như tyrosine, dopamine, epinephrine và norepinephrine, là chất không thể thiếu trong cấu trúc, chức năng của protein, enzyme và quá trình sản xuất ra các axit amin khác.
• Valine: Kích thích tăng trưởng, tái tạo cơ bắp và tham gia quá trình tạo ra năng lượng cho cơ thể.
• Threonine: Thành phần chính tạo nên các protein là cấu trúc quan trọng của da (collagen) và mô liên kết (elastin), đồng thời, tham gia vào quá trình chuyển hóa chất béo và  chức năng miễn dịch.
• Tryptophan: Duy trì cân bằng nitơ trong cơ thể, là tiền chất của chất dẫn truyền thần kinh serotonin, giúp điều chỉnh cảm giác thèm ăn, buồn ngủ và cảm xúc.
• Methionine: Có vai trò thiết yếu trong quá trình trao đổi chất và giải độc cho cơ thể. Đặc biệt, nó rất cần thiết cho sự phát triển của mô, quá trình hấp thụ kẽm, selen và các khoáng chất thiết yếu cho cơ thể.
• Leucine: Có vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp protein và sửa chữa chức năng cơ bắp, giúp điều chỉnh lượng đường trong máu, kích thích chữa lành các vết thương và sản xuất hormone tăng trưởng.
• Isoleucine: Có vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch, sản xuất huyết sắc tố và điều chỉnh, phân bổ năng lượng.
• Lysine: Giữ chức năng chính trong quá trình tổng hợp protein, sản xuất hormone, enzyme, hấp thu canxi. Đồng thời, tham gia vào quá trình tạo ra năng lượng, thực hiện chức năng miễn dịch, tổng hợp collagen và elastin.
• Histidine: Được dùng để tạo ra chất dẫn truyền thần kinh histamine, có vai trò quan trọng trong phản ứng miễn dịch, chức năng hệ tiêu hóa, hệ sinh dục và chu kỳ giấc ngủ.

Có thể khẳng định rằng, các amino axit giữ vai trò cốt lõi trong các quá trình sinh hóa của cơ thể, đặc biệt là những người làm việc với cường độ cao và thời gian kéo dài. Việc bổ sung các amino axit thiết yếu hàng ngày là vô cùng quan trọng. Xây dựng khẩu phần ăn hợp lý, khoa học là điều vô cùng quan trọng để đảm bảo cho cơ thể một sức khỏe tốt.

Xem thêm: