Gen, genomics và NST p2

CHƯƠNG II: GEN, GENOMICS VÀ NHIỄM SẮC THỂ MINI-TEST Một dịng tế bào gốc cảm ứng để biệt hóa thành tế bào Nhân tế bào tách chiết từ dòng tế bào gốc sau 0, 1, ngày cảm ứng Nhân tách chiết xử lý với DNAse Tiến hành tách chiết ADN xử lý cắt với enzyme giới hạn có vị trí cắt đầu ngồi gen X gen Y Phân tích sản phẩm cắt phương pháp Southern blot sử dụng mồi đánh dấu đặc hiệu cho gen X gen Y Kết Southern blot hình bên trái Lặp lại thí nghiệm khơng xử lý DNAse Kết Southern blot hình Tiến hành tách chiết ARN mẫu cảm ứng sau 0, 1, ngày, tiến hành phương pháp Northern blot sử dụng mồi đánh dấu đặc hiệu cho gen X gen Y Kết Northern blot hình bên phải a Giải thích khác kết Southern blot hình bên trái giữa? b Giải thích kết Northern blot hình bên phải? c Hãy cho biết liệu gen X hay gen Y mã hóa cho protein đặc hiệu cho tế bào cơ? d Hãy cho biết liệu gen X hay gen Y house-keeping gene không? e Nếu enzyme histon acetylase bị bất hoạt liệu kết thu hình có thay đổi khơng? NỘI DUNG CHƯƠNG II (tiếp theo) Các yếu tố di truyền chuyển vị - Yếu tố di truyền chuyển vị hệ gen tế bào nhân sơ - Yếu tố di truyền chuyển vị hệ gen tế bào nhân thực Các ADN quan tử - ADN ty thể - ADN lục lạp Hệ gen học (genomics) - Hệ gen học cấu trúc (Structural genomics) - Hệ gen học chức (Functional genomics) - Hệ gen học so sánh (Comperative genomics) YẾU TỐ DI TRUYỀN CHUYỂN VỊ - Là ADN lặp lại nằm rải rác hệ gen, có khả di chuyển sang vùng khác hệ gen (có dạng tự di chuyển được, có dạng không tự di chuyển mà cần thêm yếu tố bổ trợ) - Kích thước dao động từ vài trăm bp đến vài nghìn bp - Chia dạng: dựa cách thức nhân lên chèn vào hệ gen, bao gồm • ADN transposon • retrotransposon (thơng qua ARN) YẾU TỐ DI TRUYỀN CHUYỂN VỊ - Ở sinh vật nhân sơ: chủ yếu ADN transposon - Ở sinh vật nhân thực: chủ yếu retrotransposon, nhiên có ADN transposon YẾU TỐ DI TRUYỀN CHUYỂN VỊ Ở PROKARYOTE - Có dạng chính: đơn giản IS element (Insertion sequence) Transposon Tn IS element có cấu trúc bao gồm: gen mã hóa cho transposase giúp cho việc chuyển vị, đoạn trình tự lặp lại đảo chiều Trình tự đích ngồi trình tự lặp chiều - Ngoài IS element, vi khuẩn cịn có đoạn ADN có khả di chuyển với kích thước dài hơn, kí hiệu transposon Tn Các Tn thường giới hạn hai đầu loại IS - Các Tn thường mang thơng tin di truyền mã hóa cho protein kháng kháng sinh - Ví dụ: transposon Tn3, transposon Tn9, transposon Tn10 Cấu trúc transposon Tn9 Vai trò ý nghĩa yếu tố di truyền chuyển vị: - Đóng vai trị tác nhân gây đột biến Ví dụ: SINEs (Alu sequences) LINEs gây tỉ lệ đột biến nhỏ người, nguyên nhân gây nên số bệnh : bệnh máu khó đơng Hemophilia A (Factor VIII gene) Hemophilia B (Factor IX gene), suy giảm miễn dịch cấp liên kết NST X (SCID) [gene for part of the IL-2 receptor]… - Có vai trị tiến hóa: • nhân đúp gen, nhân đúp exon/xáo trộn exon tượng trao đổi chéo khơng tương đồng vị trí transposon • Sự chèn transposon vào vùng điều hòa hoạt động gen tạo tổ hợp trình tự điều hịa enhancer, qua ảnh hưởng đến biểu gen Trao đổi tréo không tương đồng gây nhân đúp gen Trao đổi tréo không tương đồng gây xáo trộn exon ADN TY THỂ (mtDNA) VÀ LỤC LẠP (cpDNA) - ADN có cấu trúc dạng vịng, kích thước mtDNA người 16 569 bp, nấm men ≈ 78 kb, dưa hấu ≈ 330 kb; kích thước cpDNA khoảng từ 120kb-160 kb - Mang gen mã hóa cho sản phẩm cần thiết cho bào quan Ví dụ: rARNs, tARNs, tiểu đơn vị phức hợp vận chuyển điện tử - ADN không tuân theo quy luật di truyền Mendel, mà tuân theo quy luật di truyền theo dòng mẹ - Mã di truyền ty thể có sai khác với mã di truyền nhân Ví dụ: UGA stop condon, ty thể người UGA mã hóa cho tryptophan AGA, AGG mã hóa cho arginine, ty thể động vật có vú chúng lại stop codon, ty thể ruồi giấm chúng mã hóa cho serine - Số lượng ADN ty thể ADN lục lạp đạt đến hàng nghìn tế bào Ty thể lục lạp kết trình nội cộng sinh Đột biến xảy ADN ty thể gây bệnh hiểm nghèo người - Hơn 200 đột biến ADN ty thể gây bệnh xác định, bao gồm bệnh liệt (myopathy), liệt não (encephalomyopathy), hội chứng dày ruột (gastrointestinal syndromes), bệnh liệt tim (cardiomyopathy), đái đường, mù, điếc, bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson bệnh ung thư -Đặc điểm quan trọng đặc thù di truyền ty thể tượng không đồng (heteroplasmy) đồng (homoplasmy) ADN ty thể • ADN ty thể coi đồng tất genome ty thể • ADN ty thể coi khơng đồng có hai nhiều genotype ty thể Đột biến xảy ADN ty thể gây bệnh hiểm nghèo người - Trong trường hợp không đồng ADN ty thể, mức ngưỡng đột biến có giá trị quan trọng biểu lâm sàng biểu hóa sinh bệnh Vì vậy, xác định mức độ không đồng đột biến ADN ty thể có ý nghĩa cao chẩn đốn bệnh ty thể Phương pháp chuyển gen vào lục lạp -Ưu điểm: gen lục lạp di truyền theo dòng mẹ nên tránh phát tán gen, số lượng hệ gen lục lạp lớn nên giúp gen nghiên cứu biểu mức độ cao - Thành công: tạo kháng sâu, kháng thuốc diệt cỏ, sản xuất dược liệu vaccine thực vật HỆ GEN HỌC (GENOMICS) - Hệ gen học cấu trúc (Structural genomics) - Hệ gen học chức (Functional genomics) - Hệ gen học so sánh (Comperative genomics) HỆ GEN HỌC (GENOMICS) -Ngân hàng gen: The GenBank, National Institute of Health, Maryland The EMBL Sequence Data Base, European Molecular Biology Laboratory, Germany - Làm để biết chức gen? -BLAST (basic local alignment search tool) DNA MICROARRAY - Phương pháp cho phép phân tích biểu hàng nghìn gen lúc CLUSTER ANALYSIS: - Phương pháp cho phép xác định gen điều hòa ... thực vật HỆ GEN HỌC (GENOMICS) - Hệ gen học cấu trúc (Structural genomics) - Hệ gen học chức (Functional genomics) - Hệ gen học so sánh (Comperative genomics) HỆ GEN HỌC (GENOMICS) -Ngân hàng... ty thể - ADN lục lạp Hệ gen học (genomics) - Hệ gen học cấu trúc (Structural genomics) - Hệ gen học chức (Functional genomics) - Hệ gen học so sánh (Comperative genomics) YẾU TỐ DI TRUYỀN CHUYỂN... nằm rải rác hệ gen, có khả di chuyển sang vùng khác hệ gen (có dạng tự di chuyển được, có dạng khơng tự di chuyển mà cần thêm yếu tố bổ trợ) - Kích thước dao động từ vài trăm bp đến vài nghìn bp