Bài giảng Hóa sinh đại cương - Chương 4: Acid nucleic

Chương 4: ACID NUCLEIC - NA có ở bất cứ TB hoặc cấu trúc sống nào, dù đ/giản nhất như virus. Trong TB, các AN có thể ở dạng tự do hoặc ở dạng lk với protein (nucleoprotein). - Chỉ từ những năm 50 của TK 20, khi các ph/ph h/học và v/lý h.đại được s/dụng thì c.tạo h.học, t.chất lý – hóa và c/n s.học của NA mới sáng tỏ. G/đ này là th/gian ra đời của SHPT h/đại. - F. Meischer (1869) ph/tích th/ph h/học của mủ vết thương (xác bạch cầu chết) – ph/hiện ra h/chất có tính acid trong nhân BC, gọi là “nuclein”. Chất này có trong nhân và có tính acid (do chứa phosphoric acid), nên còn được gọi là NA hay acid nhân (nucleus = nhân) - Về sinh học, NA = vật chất mang thông tin DT (mã DT) và th/gia th/hiện sự truyền đạt th/tin DT (biểu hiện gen hay STH protein). - Về hóa học, NA = biopolymer hợp thành từ những đ/vị c/tạo là các mononucleotide. Mỗi p.tử NA được coi là 1 polynucleotide với số lượng đ/vị c/tạo khác nhau. Dựa vào loại đường pentose, NA chia thành 2 loại: - Ribonucleic acid (RNA) chứa -D-ribose - Deoxyribonucleic acid (DNA) chứa -D-deoxyribose. TB sống chứa cả DNA và RNA (VD: TB gan có DNA t/trung chủ yếu trong NSTcủa nhân, RNA ở hạt nhân và bào tương). Virus chỉ chứa 1 trong 2 loại NA: hoặc DNA (virus bệnh đậu mùa, giả dại) hoặc RNA (virus bại liệt, LMLM, cúm,...). Chính các p.tử NA là nhân tố bệnh lý ở virus. 4.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NUCLEIC ACID 4.1.1. Các base nitơ 4.1.2. Đường pentose 4.1.3. Nucleoside 4.1.4. Nucleotide 4.2. CẤU TẠO CỦA NUCLEIC ACID 4.2.1. Cấu tạo của DNA 4.2.2. Cấu tạo của RNA 4.3. SINH TỔNG HỢP NUCLEIC ACID 4.3.1. Sinh tổng hợp các nucleotide dạng purine 4.3.2. Sinh tổng hợp các nucleotide dạng pyrimidine 4.3.3. Sinh tổng hợp các nucleotide thymidine 4.3.4. Sinh tổng hợp các deoxyribonucleotide 4.3.5. Sinh tổng hợp DNA (Tái bản DNA – Replication) 4.3.6. Sinh tổng hợp RNA (Phiên mã – Transcription) 4.4. PHÂN GiẢI CÁC NUCLEIC ACID 4.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NUCLEIC ACID Nucleic acid (DNA, RNA) Mononucleotide Deoxyribonuclease Ribonuclease Nucleotidase H3PO4 Nucleoside Nucleosidase Base nitơ Pentose Pyrimidine Purine Deoxyribose (ở DNA) Ribose (ở RNA) - Adenine - Guanine - Cytosine - Uracil - Thymine H ìn h 4 .1 . S ơ đ ồ p h â n g iả i n u c le ic a c id Từ một NST, q/trình th/phân diễn ra lần lượt như sau: NUCLEOPROTEIN Histone, Protamin Nucleic acid (DNA) Nucleotide H3PO4 Nucleoside Deoxyribose Các base nitơ Adenine Guanine Cytosine Thymine (Protein) M o n o u c le o ti d e ( N u c le o ti d e ) - Đơn vị cấu tạo cơ bản của NA - Chứa 3 thành phần: Base nitơ Pentose Phosphate • Base nitơ • Pentose • Phosphate (H3PO4) - Ba th/phần trên nối với nhau theo tr/tự như sau RNA và DNA thường có 4 loại base nitơ là dx của purine và pyrimidine: Lấy chữ cái đầu làm k/hiệu cho các base nitơ (hoặc cho mononucleotide có base nitơ t/ứng). RNA DNA RNA, DNA 4.1.1. Các gốc base nitơ 4.1.2. Đường pentose - Để ph/biệt C của base và đường, đánh dấu phẩy cho số C của đường pentose. - Dựa vào loại pentose chia NA thành loại: RNA (chứa ribose và DNA (chứa deoxyribose) Trong NA có hai loại pentose dạng vòng Có trong RNA Có trong DNA 4.1.3. Nucleoside Hợp thành từ 1 base và 1 pentose nhờ lk glycoside: C1' của pentose - N9 trong base purine C1‟ của pentose - N1 trong base pyrimidine Ribose k/hợp với base nitơ tạo ra các nucleoside: adenosine, guanosine, uridine và cytidine. Deoxyribose k/hợp với base nitơ tạo các nucleoside: deoxyadenosine, deoxyguanosine, deoxythymidine và deoxycytidine 4.1.4. Nucleotide Nucleotide là este phosphoric của nucleoside Nếu trong nucleotide có 2‟- deoxyribose thì lk este tạo thành với phosphate ở C3' và 5„; khi có ribose thì ở C2', C3' và C5'. Các nucleotide tự do trong TB thường có phosphate ở C5'. Ribonucleotide = nucleotide có ribose trong phân tử Deoxyribonucleotide = nucleotide có deoxyribose (AMP) (dAMP) (GMP) (dGMP) (CMP) (dCMP) (UMP) TÊN CÁC BASE, NUCLEOSIDE VÀ NUCLEOTIDE Trong NA, các nucleotide có 1 phosphate (mononucleotide), các nucleotide tự do trong TB có thể có 1, 2 hoặc 3 phosphate Nucleoside monophosphate Nucleoside diphosphate Nucleoside triphosphate - Ng/liệu tạo AN - Th/gia dự trữ và v/c NL s/học (ATP, GTP) - UDP v/c glucose trong STH glycogen, CDP v/c aminoalcol (choline) trong STH phospholipid - AMP là thành phần c/tạo NAD+, FAD, CoA.SH, - Hai nucleotide vòng AMPc và GMPc là chất th/tin viên thứ hai V/trò các nucleotide tự do: 4.2. CẤU TẠO CỦA NUCLEIC ACID 4.2.1. Cấu tạo của DNA - Ph/tử DNA được tạo thành từ 2 mạch polynucleotide. Mỗi mạch có hàng trăm - hàng nghìn gốc deoxymononucleotide (dAMP, dGMP, dCMP và dTMP). - Trong deoxymononucleotide (đvct của DNA) có lk glycoside nối base nitơ với đường pentose, lk este nối pentose với phosphate - Các nucleotide nối với nhau bằng lk phosphodieste hay dieste phosphoric (giữa 3‟-OH của nucleotide trước với 5'-phosphate của nucleotide sau. Đường pentose là -D-deoxyribose Chứa Thymine Ctb 1 của NA là sự lk của các nucleotide, tạo ra chuỗi polynucleotide Trong ctb1, các nucleotide nối với nhau bằng l/k phosphodiester 3', 5‘ (2 nucleotide gắn thông qua gốc phosphate nối giữa C3' của nucleotide trước với C5' của nucleotide sau). a. Cấu trúc bậc nhất (chuỗi polynucleotide) - Chuỗi được tạo ra bởi sự nối lần lượt phosphate - đường - phosphate - đường -, . - Các gốc base gắn với đường, nằm ra bên cạnh. - Nucleotide ở đầu chuỗi mang nhóm 5'-phosphate tự do, nucleotide cuối có nhóm 3'-OH tự do  - Theo qui ước, chuỗi polynucleotide có đầu 5'-P và có đuôi 3'-OH. Trong ctb1 của AN, có 2 yếu tố được lưu ý đ/biệt: - Số lượng nucleotide - Trình tự sắp xếp nucleotide Số lượng: d/động rộng, từ vài chục (ở RNA nhỏ trong nhân hoặc các primer mồi để t/hợp AN) đến hàng trăm (ở tRNA) và đến hàng vạn – hàng triệu nucleotide. MW t/bình của một nucleotide là 330 → đem nhân với các con số nói trên → MW của AN rất lớn. Có thể dùng đ/vị tính là bp = base pair = cặp base, đôi gốc kiềm; kb = kilobase Trình tự s/xếp các base trong chuỗi: là nền tảng cho vai trò th/tin di truyền của DNA và RNA (nền tảng của mã di truyền). Bằng cách nào với 4 gốc base (A, G, C, U (hoặc T) mà AN lại mã được cho 20aa trong qt STH protein? Làm sao cắt nghĩa được c/sở của qt di tryền là “một gen – một chuỗi peptide” ? Các n/c của Crick, Nirenberg, Mathaei đầu thập kỷ 1960, đã tìm ra bí mật của mã dt (genetic code): Codon, đ/vị mã dt, là những bộ ba nucleotide (triplet), xếp liên tiếp dọc chuỗi polynucleotide. Với 4 loại nucleotide xếp theo bộ ba, được 64 bộ (64 codon), thừa để mã cho 20 loại aa. Không có phg/án xếp từng đôi, vì 42 = 16 bộ, không đủ để mã. Mã dt (các gien) gồm những codon nằm liên tiếp nhau, không cách quãng bởi 1 nucleotide không th/gia vào codon nào (bản mã dt là l/tục). Mỗi nucleotide chỉ th/gia vào 1 bộ ba mà không có h/tượng trùng lặp. Q/t “đọc” các mã x/phát từ 1 điểm kh/đầu, thường từ codon AUG trên m.RNA trong qt STH protein. b. Cấu trúc bậc hai của nucleic acid CẤU TRÚC BẬC HAI CỦA DNA: CHUỖI XOẮN KÉP Đầu 1950s, việc tìm hiểu c/trúc DNA được q/tâm đ/biệt, đã có những k/q n/c q/trọng về DNA: Các qui luật Chargaff: Chargaff dùng ph/ph sắc ký n/c th/phần, tỷ lệ các loại base trong AN của các giống loài khác nhau,  nhận xét: • Trong DNA, A = T, G = C ( base purine =  base pyrimidine: A + G =C + T). • Tỷ lệ (A + T)/(G + C) thay đổi theo loài (có loài DNA chứa nhiều A + T hơn, có loài G + C nhiều hơn). • Trong 1 giống loài, th/phần các base của DNA ổn định, không bị ả/hưởng từ nguồn lấy mẫu TB (các mô như nhau); không th/đổi do tuổi, mức độ d/dưỡng, mt sống, • Các cơ thể có q/hệ huyết thống có các base giống nhau - Trong những khảo sát tinh thể bằng tia X trên DNA, Wilkins và Franklin (1952) nhận thấy hình ảnh khúc xạ có tính chu kỳ, tức là có khả năng phân tử ở dạng chuỗi xoắn (helical structure). - Đầu những năm 1950s có những nc đầy đủ hơn về c/trúc p/tử của các base purine và pyrimidine, đ/biệt về tr/thái hỗ biến đồng phân của chúng. Dựa vào các dữ kiện trên, Jame Watson và Francis Crick đề ra mô hình xoắn kép của DNA (đáp ứng được các số liệu n/c đã tích luỹ được). - Hai chuỗi xoắn ngược chiều và s/song qua một trục chính. – r của p/tử bằng 10A°, một ch/kỳ xoắn dài 34A°, với 10 cặp base, mỗi cặp dày 3,4A°, xếp vuông góc với trục chính. - Vành xoắn tạo bởi các p/tử deoxyribose và phosphate xếp xen kẽ liên tiếp nhau. Các base A-T, G-C ph/bố thành cặp trong lòng trụ xoắn kép, gắn bởi các l/k hydro. - Hai chuỗi quấn vào nhau và tạo ở mặt ngoài p/tử DNA hai rãnh: rãnh lớn và rãnh nhỏ. Mô hình xoắn kép DNA (Watson và Crick, 1953): - P/tử DNA gồm 2 chuỗi polynucleotide quấn vào nhau tạo thành x/kép với chiều quấn tay phải. Vành xoắn kép là 2 chuỗi deoxyribose – phosphate xếp x/kẽ l/tục, s/song và ngược chiều nhau: một chuỗi hướng 5‟→3‟, chuỗi kia ngược lại. Lực quấn làm cho 2 chuỗi không rời nhau, trừ khi nhả xoắn. - Các base purine và pyrimidine xếp thành đôi trong lòng x/kép. Mỗi cặp gắn với nhau bằng những l/k H và tạo thành m/phẳng  với trục p/tử DNA. Có mấy điểm ràng buộc: (a) các cặp base x/phát từ 2 chuỗi nằm gọn trong kh/khổ qui định bởi đ/kính khoảng 20A° của xoắn kép; (b) giữa cặp base có lực ổn định qua l/k H, để l/k này h/thành cần có những đk nhất định. Từ những ràng buộc trên → hệ quả: - Trong xoắn kép DNA chỉ có 2 cặp base th/mãn đ/đủ các đ/kiện: cặp Adenine - Thymine (A = T) và Guanine – Cytosine (G  C). Hai base purine (A, G) không thể kết đôi vì quá to, ngược lại 2 base pyrimidine (C, T) lại quá bé, l/k hydro khó hình thành. → Cặp A với T (hoặc U ở RNA) và cặp G với C là những base “bổ sung” nhau (complementary base pair). 2 Lk hydro 1 2 9 6 8 1 3 4 5 Giữa A và T có hai l/kết H (N1- N3, C6- C4) Liên kết hydro 6 1 2 9 1 2 3 4 7 4 Giữa G và C có 3 l/kết H (N1-N3, C2-C2 và C6-C4) Chỉ những cặp này mới có được tr/thái hỗ biến th/hợp và kh/cách 2,8 – 3 A° cho l/kết H bền vững. Thông qua ng/tắc b/sung gốc base, những q/luật Chargaff được sáng tỏ. Hệ quả q/trọng: trình tự các base trên chuỗi này sẽ tự động qui định trình tự các base chuỗi kia. Ng/tắc b/s gốc kiềm chi phối và đ/khiển ch/chẽ những q/t then chốt trong giới SV: - Nhân đôi DNA, - Sao chép mã dt, - Phiên dịch mã dt. K/thuật d/truyền, c/nghệ gen, vv đều dựa trên nguyên tắc nền tảng này. Mô hình DNA xoắn kép đã giới thiệu là dạng tồn tại tự nhiên của DNA trong tế bào (dạng B); được khảo sát trên DNA ở đầu tinh trùng. Ở các g/đoạn ph/triển, tr/thái s/lý và đ/kiện m/trường khác nhau, DNA có thể biến chuyển qua một vài dạng khác, tuy ít gặp hơn (thường ở VSV nha bào). Bảng trên nêu th/số khác nhau của dạng phổ biến (dạng B) và của dạng A với p.tử dãn rộng, tạo xoang rỗng trong lòng cấu trúc. Dạng đảo ngược chiều xoắn, theo bàn tay trái (dạng Z) chưa rõ có v/trò s/học gì đối với th/vật và đ/vật. Riêng ở thực khuẩn X 174 (Sinsheimer ph/hiện 1959) có DNA dạng chuỗi đơn, vòng nhẫn, có khoảng 5500 nucleotide với MW 1,7 triệu dalton. Tuy nhiên, khi nhiễm vào TB vi khuẩn, sẽ chuyển sang dạng xoắn kép để tiếp tục sinh sôi ở đây. c. Có hai loại DNA - Xoắn kép mở, như một sợi dây thừng, có 2 đầu mút, dạng phổ biến của DNA ở Eucaryotes, ví dụ các NST. - Xoắn kép vòng, ph/tử không có đầu và cuối, vòng tròn khép kín; (DNA ở: VSV; trong chất nền ty thể, lạp thể ở đ/vật và th/vật bậc cao). DNA xoắn kép vòng thường không kết hợp với protein. VD: E. coli chứa một ph/tử DNA x/kép vòng, không gắn histon, bản thân vòng lại xoắn nhiều tầng vào nhau thành siêu xoắn rất chắc gọn, ph/bố tại vùng nhân của bào tương. 4.2.2. Cấu tạo của RNA Trong cơ thể SV tồn tại 4 loại RNA: - RNA thông tin (mRNA): 2-4%, - RNA vận chuyển (tRNA): khoảng 15%, - RNA ribosome (rRNA): khoảng 80% và - RNA nhân, không đồng nhất (hnRNA). Phần lớn các loại RNA có một mạch polynucleotide (trừ RNA của một số VSV), mạch dài ngắn khác nhau tùy vai trò sinh học. - Đường pentose là -D-ribose - Chứa U (T chỉ gặp trong tRNA với s/lượng rất ít). - Cấu trúc bậc nhất của RNA = số lượng và trình tự s.xếp của các mononucleotide trong mạch polynucleotide. - Khi chuỗi RNA cuộn gấp, nếu có những gốc kiềm b/sung A với U, G với C tiến đến gần nhau, giữa chúng cũng x/hiện lk hydro và nếu đoạn đủ dài sẽ có những xoắn kép (cấu trúc bậc 2) x/hiện dọc pt/ử. (Chú ý: Đây là loại lk trong nội bộ 1 chuỗi, không có q/luật như ở DNA. Ví dụ, các tRNA có mạch polynucleotide cấu tạo từ 75-90 gốc nucleotide tự xoắn trong không gian tạo nên hình lá chẽ 3 (cấu trúc bậc hai), nhờ đó mà ph/tử tRNA th/hiện được c/n của mình. a. RNA thông tin (mRNA = messenger RNA) - Là k.quả của q/trình s/chép gien DNA, chính là bản sao của mã DT, được dùng tr/tiếp trong STH protein ở ribosome. - Nhờ xt của các polymerase, qtrình s/chép t/hợp mRNA được t/hiện dựa trên khuôn mẫu trình tự các base của một sợi trong xoắn kép DNA, ứng với gien mã cho protein mà TB cần t/hợp. Ở VSV, mRNA được s/chép ra ứng với nhiều gien (nhiều protein khác nhau có thể được ph/dịch ra từ mRNA này) → mRNA ở VSV là mRNA polycistron (đa gien). Ở Eucaryotes, mỗi mRNA chỉ mã cho 1 protein (hoặc 1 chuỗi polypetide). Ở VSV, bán kỳ phân rã của mRNA rất ngắn (1-3 phút kể từ lúc được t/hợp) vì sự ph/dịch mã sang tr/tự aa trong protein được tiến hành ngay sau q/trình schép ra mRNA. Ở sv có nhân, mRNA tồn tại lâu hơn (tính bằng giờ), và trong một số tr/hợp đ/biệt như ở hạt giống th/vật, TB noãn đ/vật, nhờ những c/chế đ/biệt, nhiều mRNA ở dạng “dự trữ” trong nhiều ngày hoặc tháng. Về c/tạo, kích thước, các mRNA rất khác nhau, tuỳ thuộc vào loại protein cần mã. Do đó, ở nhân TB chúng có tên là nhóm RNA không đồng nhất (hnRNA: heterogeneous nuclear RNA). mRNA được schép ở nhân, song được dùng vào STH protein ở b/tương. Từ g/đ schép trên mẫu DNA đến khi thành mRNA hoạt động gắn với ribosome, các mRNA trải qua nhiều bước cải biến cấu trúc p/tử (posttranscriptional processing) diễn ra trong nhân TB. b. RNA ribosome (rRNA: ribosomal RNA) Ribosome là những cấu tử có ở bào tương, nhân và ty thể với vai trò là cỗ máy STH mọi loại protein. Ribosome có 2 tiểu phần gắn với nhau một cách linh hoạt: Khi th/hiện các pứ t/hợp protein, hai phần này tổ hợp lại thành ribosome hoàn chỉnh. Khi chuỗi peptide đã hoàn tất, chúng lại tách rời nhau. Kích thước của ribosome biến động, tuỳ loại TB: - Ở prokaryotes - ribosome 70S (gồm 2 tiểu phần 30S và 50S) với MW khoảng 2,5.106 D. - Ở eukaryotes - ribosome 80S (gồm 2 tiểu phần 40S và 60S), với MW từ 3,9 – 4,5.106 D. Về th/phần h/học, ribosome là những hạt ribonucleoprotein, có tỷ lệ giữa RNA và protein tương ứng là 65% và 35% (ở ribosome 70S) hoặc gần 50 và 50% (ở ribosome 80S). c. RNA vận chuyển (tRNA) - Các tRNA thường chứa khoảng 75-90 nucleotide, có ctb2 dạng cỏ ba lá (cloverleaf structure) vì một số gốc base b/sung nhau tạo lk hydro. - Mỗi AA (trong 20 loại AA có trong protein) có 1 hoặc nhiều tRNA tương ứng. - Đã tìm thấy khoảng 60 tRNA tồn tại ở dạng tự do hay dạng "gắn" với AA đặc hiệu. - Đặc trưng của tRNA là có nhiều base hiếm (khoảng 10% trong tổng các base nitơ). - Các tRNA đều chứa 3 gốc guanylic acid ở đầu 5‟-phosphate và bộ ba C-C-A ở đầu 3‟-OH. Nhóm 3'-OH của adenylic acid cuối cùng là nơi gắn AA đặc hiệu mà tRNA vận chuyển. Nhánh gắn aa: tạo bởi xoắn kép với 7 cặp base b/sung từ đoạn đầu 5‟ và đuôi 3‟ của ph/tử. Nucleotide 5‟ thường là G, đuôi 3‟ bao giờ cũng là C-C- A. Aminoacyl được gắn vào vị trí 3‟.OH của A. Nhánh D: ở phần vòng không xoắn kép có chứa dihydrouridine, phần xoắn kép do 3 hoặc 4 cặp kiềm b/sung cho nhau tạo nên. Nhánh anticodon: phần vòng mang bộ ba nucleotide đối mã (giúp việc gắn đặc hiệu lên codon ở m.RNA), phần xoắn kép do 5 cặp kiềm bổ sung tạo nên. Nhánh T (hoặc TΨC): chứa mấy nucleotide bất thường (pseudouridine (Ψ) và thymine), phần xoắn kép do 5 cặp base b/sung tạo nên. 4.3. SINH TỔNG HỢP NUCLEIC ACID 4.3.1. Sinh tổng hợp nucleotide dạng purine - Phosphoribosyl pyrophosphate (PRPP) quan trọng trong cả hai, và trong quá trình này cấu trúc của đường ribose được giữ lại trong các nucleotide sản phẩm, trái ngược với số phận của chúng trong sinh tổng hợp tryptophan và histidine đã thảo luận trước đó. - Acid amin là một tiền chất quan trọng trong từng đường hướng: glycine cho purin và aspartate cho pyrimidine. Glutamine lại là nguồn quan trọng nhất của các nhóm amin trong năm bước khác nhau trong con đường tổng hợp mới (de novo). Aspartate cũng được sử dụng làm nguồn cung cấp một nhóm amin trong tổng hợp purine, trong hai bước. N amide của glutamine Hai purine nucleotide khởi đầu của nucleic acid là AMP (adenylate) và GMP (guanylate), chứa base purine là adenine và guanine. Hình dưới đây cho thấy nguồn gốc của các ng/tử C và N của vòng purine (John Buchanan, using isotopic tracer experiments in birds). + STH nucleotide dạng purine bắt đầu từ  - D - Ribose-5- phosphate (Rib – 5 – P) – là SP của vòng pentose phosphate. + Rib – 5 – P bị phosphoryl hoá nhờ pyrophosphate transferase, khi có ATP,  -5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate (PRPP) + T/hợp base purine xảy ra bằng cách gắn lần lượt các gốc acid khác nhau vào C1 của ribose và dẫn đến các ribonucleotide một cách tr/tiếp. SPTG tạo thành là inosinate (IMP), từ đây tạo ra các nucleotide khác nhau. Chi tiết về STH purine được J. Buchanan và G. Robert Greenberg làm sáng tỏ vào những năm 1950s Bước 2: thêm ng/tử từ Gly. Một ATP được s/dụng để h/ hóa nhóm carboxyl của Gly (dưới dạng acylphosphate) để th.gia p.ư ngưng tụ Bước 1: PRPP biến thành -5-phosphoribosylamine (PRA). Glutamine là chất cho nhóm NH2. Có sự thay đổi cấu hình: lk -glycoside thành -glycoside Bước 3: Nhóm amine của Gly được formyl hóa bởi N10-FTHF Bước 4: N được gắn thêm nhờ glutamine Bước (5): loại nước, tạo vòng imidazole của nhân purine, hình thành 5-aminoimidazole ribonucleotide (AIR) Đã có 3 trong 6 ng/tử trong vòng thứ 2 của nhân purine. Tiếp theo, 1 nhóm carboxyl được gắn thêm (6). Sự carboxyl hóa này không cần biotin, mà s/dụng bicarbonate trong dd nước. Sau đó nhóm carboxylate chuyển từ nhóm amine tới vị trí thứ 4 của vòng imidazole (7). Bước (6) và (7) chỉ có ở vi khuẩn và nấm. Ở eukaryote (kể cả người), 5- aminoimidazole ribonucleotide là SP của bước (5) được carboxyl hóa tr/tiếp (1 bước) thành carboxylaminoimidazole nucleotide (6a), nhờ AIR carboxylase xt. Asp cho nhóm amine qua 2 bước (8) và (9): hình thành 1 lk amide. Bộ khung C của Asp g/ph dưới dạng fumarate (9). Carbon cuối cùng được N10-FTHF c/cấp (10). Khép kín, tạo vòng thứ 2 của nhânpurine (11). SPTG tạo thành là IMP (Inosinate) Guanylic acid (GMP) được tạo thành từ IMP qua 2 giai đoạn. Bằng sự oxy hoá IMP để tạo thành xanthine monophosphate, sau đó nhờ thay thế oxy của C = O bởi nhóm NH2 (glutamine là chất cho NH2 khi có mặt ATP) sẽ tạo thành guanilyc acid (GMP). Adenylic acid (AMP) được hình thành từ inosinic acid (IMP) bằng cách thay thế oxy trong C = O nhờ nhóm NH2 (chất cho là Asp). SPTG là adenylosuccinate. Sinh tổng hợp AMP và GMP từ IMP Oxy hoá IMP thành xanthylate (XMP) Thay thế oxy của C = O bởi nhóm NH2 (glutamine là chất cho NH2 khi có mặt ATP. Thay thế O trong C = O nhờ nhóm -NH2 (từ aspartate). SPTG là adenylosuccinate GMP được tạo thành từ IMP qua 2 giai đoạn: - Oxy hoá IMP thành xanthylate (XMP)