Sinh học phân tử

PHẦN II DI TRUYỀN HỌC CHƯƠNG VIII CƠ SỞ PHÂN TỬ CỦA TÍNH DI TRUYỀN CHƯƠNG VIII CƠ SỞ PHÂN TỬ CỦA TÍNH DI TRUYỀN • I. DNA LÀ CHẤT DI TRUYỀN. • II. CẤU TRÚC CỦA DNA. • III. SAO CHÉP DNA. • IV. CÁC CƠ CHẾ SỬA SAI VÀ BẢO VỆ DNA. • V. DNA THỎA MÃN CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI CHẤT DI TRUYỀN. • Sau khi tìm hiểu cấu trúc và sự biến đổi năng lượng của tế bào, chương này đi sâu vào các cơ chế phân tử của tính di truyền, mà DNA (Desoxyribonucleic acid) đóng vai trò trung tâm. Tất cả các tế bào của tất cả các sinh vật trên hành tinh chúng ta đều có bộ máy di truyền hay hệ gen (genome) với cấu trúc chung là DNA, mà việc thực hiện chức năng cũng giống nhau về căn bản. Phát minh ra cấu trúc của phân tử DNA, đã tạo ra cuộc cách mạng trong Sinh học, mở đầu Sinh học phân tử. Phân tử DNA thoả mãn các yêu cầu đối với vật chất di truyền: chứa và truyền đạt thông tin, tự sao chép chính xác, có khả năng biến dị và sửa sai. I. DNA LÀ CHẤT DI TRUYỀN • Vào năm 1868, vài năm sau khi Mendel công bố các quy luật di truyền Friedrich Miescher, nhà sinh hóa học Thụy Só phát hiện trong nhân tế bào mủ một chất không phải protein, đó là acid nucleic. • Năm 1914, nhà hóa học Đức R.Feulgen tìm ra phương pháp nhuộm màu đặc hiệu đối với DNA và mười năm sau cho thấy DNA của nhân giới hạn trong các nhiễm sắc thể. Mãi đến năm 1944 vai trò mang thông tin di truyền của DNA mới được Avery và các cộng sự chứng minh và đến năm 1952 được công nhận sau nhiều tranh cãi. Friedrich Miescher 1. Hiện tượng biến nạp (transformation) ở vi khuẩn. • Hiện tượng biến nạp được Griffith phát hiện ở vi khuẩn Diplococus pneumoniae (nay gọi là Streptococus pneumoniae - phế cầu khuẩn gây sưng phổi ở động vật có vú) vào năm 1928. Vi khuẩn này có 2 dạng khác nhau: • Dạng SIII, gây bệnh có vỏ bao tế bào (capsule) bằng polysaccharide cản trở bạch cầu phá vỡ tế bào. Dạng này tạo đốm mọc (khuẩn lạc) láng (Smooth- láng) trên môi trường agar. • Dạng RII, không gây bệnh, không có vỏ bao, tạo đốm mọc nhăn (Rough-nhăn). • Thí nghiệm được tiến hành như mô tả trên hình 8.1. Thớ nghieọm bieỏn naùp ụỷ chuoọt [...]... HÓA HỌC CỦA DNA • 1 Thành phần hóa học • Desoxyribonucleic acid là polinucleotide từ các đơn phân (monomer) nucleotide Nitrogenous base gồm hai purine là Adenine (A) và Guanine (G) và hai pirimidine là Cytosine (C) và Thymine (T) , ở RNA còn có Uracil (U) Kết quả phân tích hóa học của DNA ở những sinh vật khác nhau cho thấy sự giống nhau đặc biệt giữa các đơn chất hợp thành DNA Thành phần hóa học. .. (G) và hai pirimidine là Cytosine (C) và Thymine (T) CÁC BASE PURINE VÀ PIRIMIDINE Vào những năm 1930, Carpersson phát hiện phân tử DNA rất lớn, hơn cả protein Những phân tử DNA nhỏ nhất cũng vài nghìn nucleotide, còn những phân tử lớn nhất dài hơn cả triệu cặp nucleotide Tất cả sinh vật đều có chung một cấu trúc DNA Tính đặc trưng của DNA một loài chỉ biểu hiện ở sự sắp xếp các nucleotide theo một trình... DNA đã hấp dẫn nhiều nhà khoa học • Năm 1950 hầu như chưa biết gì về sự sắp xếp không gian của các nguyên tử trong DNA và dó nhiên cũng chưa biết bằng cách nào nó chứa thông tin cho sao chép và kiểm soát các hoạt động của tế bào • Vào thời gian này một số nhà nghiên cứu bắt đầu sử dụng kỹ thuật phân tích dùng tán xạ tia X (X-ray diffraction analysis) đối với DNA Kỹ thuật phân tích tán xạ tia X (Xray... Mô hình chuỗi xoắn kép DNA của Watson - Crick • Vào năm 1953, J.Watson và F.Crick đã thực hiện bước quyết đònh cuối cùng bằng sự tổng hợp tài tình các số liệu phân tích hóa học và tán xạ tia X để xây dựng đúng đắn mô hình cấu trúc của phân tử DNA, còn gọi là mô hình DNA Watson - Crick hay chuỗi xoắn kép Mô hình gồm hai mạch polinucleotide bắt cặp bổ sung (complementary) tạo lò xo xoắn kép ... hiện ở nhiều loại vi khuẩn khác nhau • Ngày nay có thể thực hiện được biến nạp ở sinh vật Eukaryotae như nấm men, tế bào thực vật, tế bào chuột và cả tế bào người, có thể thực hiện biến nạp giữa các loài khác nhau rất xa trong hệ thống phân loại • Biến nạp được coi như phương tiện vạn năng (universal) để chuyển gen giữa các sinh vật khác nhau 2 Sự xâm nhập của DNA virus vào vi khuẩn • Năm 1952, Hershey... tế bào Phân tích phần nằm ngoài vi khuẩn cho thấy nó chứa nhiều S35 (80%) nhưng rất ít P32, chứng tỏ phần lớn protein vỏ của phage nằm ngoài tế bào vi khuẩn Phân tích phần trong các tế bào vi khuẩn thấy chúng chứa nhiều P32 (70%) nhưng rất ít S35, chứng tỏ DNA được bơm vào trong tế bào Thí nghiệm này chứng minh trực tiếp rằng DNA của phage T2 ban đầu đã xâm nhập vào tế bào vi khuẩn và chúng sinh sản... (phân hủy ARN) hoạt tính biến nạp vẫn còn :protein và ARN không phải là tác nhân gây biến nạp • Nhưng nếu tế bào S chết bò xử lý bằng DNAase (enzyme chỉ phân hủy đặc hiệu DNA) thì hoạt tính biến nạp không còn nữa, chứng tỏ DNA là nhân tố biến nạp • Kết quả thí nghiệm có thể tóm tắt như sau: DNA của S + các tế bào R sống -> chuột -> chết (có R + S) Kết luận: Hiện tượng biến nạp là một chứng minh sinh. .. kết quả rõ nhất Lúc này Francis Crick cũng vừa nêu ra phương pháp toán học giải thích kết quả của tán xạ tia X đối với các cấu trúc xoắn của protein và dùng nó giải thích các hình ảnh do Franklin và Wilkins thu được ROSALIND FRANKLIN • • MAURICE WILKINS • Người ta nhận thấy không những DNA từ các nguồn khác nhau cho các đặc tính phân tích tán xạ giống nhau, mà cũng chính những tán xạ đó sẽ nhận được... nhiễm vi khuẩn đã bơm chất nào vào tế bào vi khuẩn: chỉ DNA, chỉ protein hay cả hai Vì DNA chứa nhiều Phosphore nhưng không có Sulfur (lưu huỳnh) còn protein chứa Sulphur nhưng không Phosphore, nên có thể phân biệt giữa DNA và protein nhờ các đồng vò phóng xạ P32 và S35 Phage được nuôi trên vi khuẩn đã mọc trên môi trường chứa các đồng vò phóng xạ P32 và đồng vò phóng xạ S35 S35 xâm nhập vào protein và