Bộ máy di truyền

Chương Bộ máy di truyền sinh vật Eukaryote ? Prokaryote? Chu kỳ tế bào TỔ CHỨC DI TRUYỀN TRONG NHÂN CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ Nucleosome (nhiễm sắc chất) CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ Nhiễm sắc thể, gen, allen, locus Tổ chức gen người CẤU TRÚC DNA – Thành phần nucleic acid 10 Plasmid Plasmid phân tử DNA nhỏ, sợi đôi, dạng trịn thẳng, có vi khuẩn, số loài nấm thực vật bậc cao pC1K1 plasmid dạng thẳng tiêu biểu Claviceps purpurea, loại nấm đại mạch Tồn độc lập với DNA nhiễm sắc thể Mối quan hệ với tế bào chủ: kí sinh cộng sinh Kích thước: 2-100 kb Plasmid mang tính trạng kháng kháng sinh phương tiện công nghệ DNA tái tổ hợp 34 Tế bào vi khuẩn chứa plasmid 35 Thực khuẩn thể NST DNA thường phân tử DNA đơn, khơng có protein liên kết Thực khuẩn thể lamda (λ) có gen thẳng, sợi đơi; xâm nhiễm vi khuẩn kí chủ, DNA đóng lại tạo dạng trịn Thực khuẩn thể M13 có gen dạng trịn sợi đơn (6407 nt) Tất thực khuẩn thể có khả đóng gói DNA vào thể tích nhỏ Thực khuẩn thể lamda (λ) đóng gói DNA (17 μm) vào phần “đầu” (capsid) có kích thước nhỏ 0,1 μm Sau đóng gói, phần gắn vào phần đầu 36 Thực khuẩn thể lambda (en.wikibooks.org) 37 38 Cấu trúc chế xâm nhiễm vào tế bào vi khuẩn thực khuẩn thể M13 (what-when-how.com) 39 Vòng đời thực khuẩn thể M13 (bioinfo2010.wordpress.com) Virus DNA động vật có vú Xâm nhập vào tế bào ĐVCV sử dụng máy tế bào chủ để tái Nhóm papovavirus hệ thống tiêu biểu để tìm hiểu đặc điểm phân tử di truyền eukaryote; có gen đa dạng Papilloma virus (HPV), Simian virus (SV 40) khỉ rhezus có gen sợi đơi dạng vịng Adenovirus (vector dùng liệu pháp gen người) có gen sợi đơi dạng thẳng Rất thơng tin việc đóng gói DNA Một số virus tự tổng hợp protein (capsid); papovavirus sử dụng protein histone tế bào chủ 40 Sự hình thành nhiễm sắc chất simian virus (SV40) 41 Bộ gen bào quan: lục lạp ty thể Cả lục lạp ty thể chứa thông tin di truyền riêng Bộ gen thường dạng tròn, gần giống gen vi khuẩn Bộ gen bào quan di truyền độc lập với gen nhân với di truyền tính trạng thơng qua mẹ DNA lục lạp (cpDNA) mã hóa enzyme tham gia quang hợp; kích thước 120 – 160 kb, với 20 – 40 sao/bào quan DNA ty thể (mtDNA) mã hóa enzyme cần thiết tham gia vào trình sản xuất ATP; thường dạng trịn, sợi đơi; kích thước thay đổi tùy sinh vật; số lượng lên đến 30 Ở động vật mtDNA có kích thước từ 16 -18 kb, thực vật 100 kb – 2,5 Mb 42 43 DNA lục lạp tảo đỏ nước ty thể mô tim chuột Bộ gen RNA RNA gen nhiều tác nhân truyền nhiễm, gồm virus lây nhiễm eukaryote, retrovirus, viroid tác nhân gây bệnh virus Bộ gen RNA có tỉ lệ đột biến cao gen DNA 1000 lần RNA polymerase thiếu hoạt động sửa sai exonuclease 44 Các dạng RNA virus 45 Virus RNA eukaryote Là nhóm virus đa dạng, xâm nhiễm nhiều kí chủ khác gồm thực vật động vật Có hình dạng kích thước đa dạng, có/khơng có vỏ capsid RNA virus điển hình tái khơng qua hình thành trung gian DNA (đặc điểm khác biệt với retrovirus) Có nhóm RNA virus chính: virus sợi (+) – tạo protein trực tiếp (RNA ~ mRNA) Virus sợi (-) – khơng mã hóa protein Virus RNA sợi đơi RNA virus sợi (-) nhóm phổ biến nhất, gồm tác nhân gây bệnh sởi, quai bị, sởi cảm cúm SARS RNA virus sợi đơi phổ biến (họ reovirus) 46 Retrovirus Cịn gọi virus “RNA gây khối u” Retrovirus có gen RNA sợi đơn, phải thông qua trung gian DNA để tái (tái ngược, reverse transcription) Khi xâm nhập vào tế bào chủ, RNA DNA sợi đôi chèn vào DNA tế bào chủ Do đó, khó loại bỏ virus sau chúng xâm nhập xác nhập vào DNA tế bào chủ virus phổ biến động vật: HIV Là vector quan trọng cho liệu pháp gen 47 Sự đa dạng gen DNA 48