Bài 5. Các phân tử sinh học

a) Khái niệm và phân loại

• Carbohydrate là hợp chất hữu cơ có công thức chung Cn(H₂O)n.
• Monosaccharide (đơn đường): Glucose, Fructose, Galactose (C₆H₁₂O₆)
• Disaccharide (đường đôi): Sucrose, Lactose, Maltose (C₁₂H₂₂O₁₁)
• Polysaccharide (đa đường): Tinh bột, Cellulose, Glycogen (C₆H₁₀O₅)n

b) Cấu trúc

• Monosaccharide có nhóm aldehyde (-CHO) hoặc ketone (-CO-).
• Các đơn đường liên kết bằng liên kết glycosidic.
• Polysaccharide có thể là mạch thẳng (cellulose) hoặc mạch phân nhánh (glycogen).

c) Chức năng

• Nguồn năng lượng chính: Glucose cung cấp năng lượng cho tế bào (1g carbohydrate = 4 kcal).
• Dự trữ năng lượng: Tinh bột (thực vật), Glycogen (động vật).
• Cấu trúc: Cellulose tạo thành thành tế bào thực vật.
• Thành phần nucleic acid: Ribose, Deoxyribose.

a) Khái niệm và phân loại

• Lipid là nhóm hợp chất hữu cơ không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ.
• Chất béo trung tính (Triglyceride): Glycerol + 3 acid béo.
• Phospholipid: Thành phần chính của màng tế bào.
• Steroid: Cholesterol, hormone steroid.
• Sáp: Lớp phủ bảo vệ trên lá, lông động vật.

b) Cấu trúc chất béo trung tính

• Glycerol (C₃H₈O₃) liên kết với 3 acid béo qua liên kết ester.
• Acid béo no (không có liên kết đôi) - chất béo rắn.
• Acid béo không no (có liên kết đôi) - chất béo lỏng.

c) Chức năng

• Dự trữ năng lượng: 1g lipid = 9 kcal, gấp 2 lần carbohydrate.
• Cấu trúc màng tế bào: Phospholipid tạo lớp kép màng.
• Bảo vệ và cách nhiệt: Lớp mỡ dưới da.
• Hoạt động như hormone: Steroid điều hòa nhiều chức năng.
• Vitamin tan trong chất béo: A, D, E, K.

a) Khái niệm và cấu trúc

• Protein là polymer được tạo bởi các amino acid liên kết bằng liên kết peptid.
• Có 20 loại amino acid tiêu chuẩn.
• Cấu trúc protein gồm 4 cấp độ:

b) Bốn cấp trúc của protein

• Cấu trúc bậc 1: Trình tự các amino acid trong chuỗi polypeptide.
• Cấu trúc bậc 2: Xoắn α hoặc gấp β, được giữ bằng liên kết hydro.
• Cấu trúc bậc 3: Xoắn gấp 3D của chuỗi polypeptide, được giữ bởi liên kết disulfide, tương tác kỵ nước.
• Cấu trúc bậc 4: Nhiều chuỗi polypeptide kết hợp với nhau.

c) Chức năng

• Xúc tác: Enzim (protein xúc tác phản ứng).
• Vận chuyển: Hemoglobin vận chuyển oxygen.
• Bảo vệ: Kháng thể (immunoglobulin).
• Cấu trúc: Collagen, keratin.
• Điều hòa: Hormone (insulin, growth hormone).
• Chuyển động: Actin, myosin trong cơ.

a) Khái niệm

• Acid nucleic là polymer được tạo bởi các nucleotide, mang thông tin di truyền.
• Có 2 loại: DNA (deoxyribonucleic acid) và RNA (ribonucleic acid).

b) Cấu trúc nucleotide

• Mỗi nucleotide gồm: Đường pentose + Nhóm phosphate + Bazơ nitơ.
• Đường: Deoxyribose (DNA), Ribose (RNA).
• Bazơ nitơ: Adenine (A), Guanine (G), Cytosine (C), Thymine (T) (DNA), Uracil (U) (RNA).
• Liên kết phosphodiester nối các nucleotide.

c) DNA

• Có cấu trúc xoắn kép (double helix) theo nguyên tắc bổ sung (A-T, G-C).
• Chức năng: Lưu trữ thông tin di truyền.
• Nhân đôi DNA trong kỳ S của chu kỳ tế bào.

d) RNA

• Có nhiều loại: mRNA, tRNA, rRNA, miRNA.
• mRNA: Truyền thông tin di truyền từ DNA đến ribosome.
• tRNA: Vận chuyển amino acid đến ribosome.
• rRNA: Thành phần cấu trúc của ribosome.

a) Cấu trúc

• ATP (Adenosine triphosphate) gồm: Adenine + Ribose + 3 nhóm phosphate.
• Có 2 liên kết phosphoanhydride giàu năng lượng.

b) Chức năng

• Năng lượng tức thời cho các hoạt động tế bào.
• Chuyển hóa năng lượng từ các phản ứng catabolisme đến các phản ứng anabolisme.
• Hoạt động như phân tử tín hiệu trong truyền tin tế bào.

c) Chu trình ATP

• ATP được tạo ra từ ADP + Pi trong quá trình hô hấp tế bào, quang hợp.
• ATP liên tục được tạo ra và phân hủy trong tế bào (chu trình ATP-ADP).