mô tả hệ gen của vi sinh vật, ứng dụng và khài s quát toàn bộ hệ gen, những khái niệm chung nhất và được sử dụng nhiều................................................................................................................................................................................................
1 CHƯƠNG 3 GEN VÀ GENOME CỦA SINH VẬT 2 I. Hệ gen (Genome) 1. Khái niệm: Genome (hệ gen): chứa toàn bộ vật chất chứa TTDT trong cơ thể sinh vật được mã hóa trong AND (ở một số virut là ARN). Mỗi genome chứa tất cả thông tin cần thiết để xây dựng và duy trì cơ thể đó. I. Hệ gen (Genome) 2. Genome của vi khuẩn: Kích thước nhỏ, ở dạng vòng khép kín. Chỉ chứa các đoạn ADN không lặp lại. Các gen trong genome phân bố sát nhau, ít bị gián đoạn bởi các đoạn ADN không chứa mã di truyền (intron). Các gen đều tồn tại đơn bản. Trên DNA có chứa các gen mã hóa cho một protein đặc thù Một số chứa thêm dạng ADN khác – plasmid: kích thước bé hơn, dạng vòng, có khả năng tự nhân bản, thường chứa một số gen có tính đặc thù cao (gen kháng kháng sinh, gen chỉ thị màu…). I. Hệ gen (Genome) 3. Genome của eukaryote: 99% genome nằm trong nhân TB. Phần còn lại nằm trong một số cơ quan tử (ty thể, lạp thể). I. Hệ gen (Genome) 3. Genome của eukaryote: Genome nhân: Thường có kích thước lớn (12Mb đến 120.000Mb). Phân bố trên các NST dạng thẳng. Gồm các thành phần lặp lại và các thành phần không lặp lại. Các loại ADN trong genome: – Các TT lặp lại nhiều lần: chiếm 10- 15% genome. Là những TT AND ngắn (10-200kb), ko mã hóa, tập trung ở những vùng chuyên biệt/NST (tâm động, đầu mút NST) – Các TT lặp lại TB: 25-40%, là những đoạn AND có kt lớn hơn (100- 1000kb). Không mã hóa hoặc mã hóa cho rARN, tARN, 5SARN – Các TT duy nhất: là các gen mã hóa cho các Protein, có TT đặc trưng cho từng gen I. Hệ gen (Genome) 3. Genome của eukaryote: • Phần lớn các gen pbố trong thành phần ADN không lặp lại. Các gen chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ so với toàn bộ genome (1-2% genome). Các gen thường phân bố xa nhau và trong gen chứa nhiều intron. • Các gen có nhiều bản sao. Các bản sao của một gen được xếp vào một họ gen. Mỗi gen trong họ thường hoạt động ở một thời điểm nhất định trong quá trình phát triển cá thể hay trong mô riêng biệt. 7 I. Hệ gen (Genome) 3. Genome của eukaryote: • Kích thước của genome (ở trạng thái đơn bội - C): đặc trưng cho loài, kích thước của genome không tỷ lệ với mức độ tiến hóa và tính phức tạp của cơ thể. I. Hệ gen (Genome) 3. Genome của eukaryote: Genome ty thể: dạng mạch vòng kép, chứa các gen mã hóa cho rARN của ty thể và một số enzyme tgia vào chuỗi hô hấp. Ngoài ra, ty thể còn chứa các gen mã hóa tRNA, Rbsvà một số Pr liên quan đến quá trình phiên mã, dịch mã, và vận chuyển các Pr khác vào ty thể từ TBC. Genome lục lạp: chứa DNA ở dạng kép, mạch vòng, chứa khoảng 200 gen. Các gen mã hoá cho các rARNvà tARN và các Pr cần cho hoạt động quang hợp. Kích thước của genome [...]... lượng gen trong genome Loài Kích thước Genome (Mb = 10^bp) (TT mã hóa Protein(%) Số lượng gen E Coli 4.6 90 4.288 S cerevisiae 12 70 5.885 C elegans Drosophila 97 180 25 13 19.099 13.600 Human 3000 3 100.000 12 II Gen 1 Khái niệm gen: • Gen là một đoạn ADN mã cho một sản phẩm cần thiết đối với hoạt động sống của tế bào Gen -> protein, rARN, tARN và các loại ARN khác tham gia kiểm soát hoạt động của genome. .. 5’ và đầu 3’) - Các dấu hiệu gắn chuỗi poly A của mRNA có trình tự 5’- AAUAAA-3’ Vùng này nằm ở ngay trước đầu 3’nơi bắt đầu gắn polyA, dài từ 10 đến 30 nu, tiếp theo là vùng CA, rồi đến vùng giầu GU 18 Cấu trúc gen của Eukaryote Cấu trúc gen của Eukaryote Cấu trúc gen của Eukaryote 21 Cấu trúc gen của Vi khuẩn – Operon Lac Cấu trúc gen của Vi khuẩn – Operon Lac 23 3 Chức năng của gen Chức năng của gen. .. tổ hợp vào genome của TB ký chủ -> cùng tái bản với NST ký chủ Các retrovirus nội sinh (ERVs): genome của retrovirus khi được tổ hợp vào NST của tế bào ký chủ (chủ yếu là động vật có xương sống), một số trong chúng vần còn hoạt tính -> có thể tổng hợp nên các virus nội sinh 3.1 Nhóm các yếu tố di chuyển thông qua trung gian RNA: Các yếu tố lặp lại tận cùng dài (LTRs) Là những vùng chứa vài trăm... retroeleenzymet (LTRs), LINEs, SINEs Retroposon Phiên mã Phiên mã ngược RNA cDNA Tái tổ hợp Retroposon (cũ) Retroposon(mới) Sơ đồ tạo bản sao của Retroposon Sơ đồ tạo bản sao của Retroposon 3.1 Nhóm các yếu tố di chuyển thông qua trung gian RNA: Retrovirus Virus có genome là ARN Khi xâm nhiễm vào TB ký chủ, ARN của virus được sao chép thành ADN (nhờ enzyme phiên mã ngược - được mã hoá bởi gen của virus)... phân tử mRNA, đọc từng mã một, đọc không chồng chéo và đọc cho đến tận mã kết thúc thì dừng lại 15 Cấu trúc chung của một gen So sánh Gen Prokaryote và Eukaryote Procaryota - Promoter có TT đặc trưng TTGACA (- 35) và TATAT (- 10) - Trong gen ko có hoặc có ít intron - Các gen nằm gần nhau và chịu sự điều khiển chung của một Promoter (operon) - Phiên mã và dịch mã xảy ra đồng thời - mARN sau phiên mã là... Các yếu tố chèn, xen dài (LINEs): Chứa gen mã hoá cho gag protein và enzyme polymerase (cn giống enzyme phiên mã ngược) và gen mã hoá cho endonuclease env (thúc đẩy sự tổ hợp của các yếu tố chuyển vị ‘retro” vào gen) Sự xen đoạn của LINE được lặp đi lặp lại bởi quá trình tái bản trực tiếp và gắn của DNA mục tiêu Các yếu tố chèn, xen ngắn (SINEs): Không có gen mã hoá tạo enzyme phiên mã ngược nhưng... qua trung gian RNA (RNA transposons) Cơ chế: Retroposon -> ARN -> cADN -> bản sao ADN -> di chuyển (vào các vị trí khác nhau của genome - trên cùng 1 NST hoặc NST khác) Enzyme tham gia: E phiên mã ngược (reverse transcriptase) ( ược mã hoá bởi gen nằm ngay trong đoạn retroposon) Kết quả: có hai hoặc nhiều bản sao của retroposon ở các vị trí khác nhau trong genome Gồm: Retrovirus, Retrotransposon,... tử DNA của retrovirus LTRs có thể có chức năng làm cơ sở để nhiều gen của sinh vật nhân chuẩn biểu hiện, ví dụ có chức năng kích hoạt, khởi đầu và nhập poly A vào các mRNA Kích thước phân tử của các LTR từ dưới vài trăm đến 10 kb 3.1 Nhóm các yếu tố di chuyển thông qua trung gian RNA: Các yếu tố khác không chứa LTRs (LINEs và SINEs): đặc trưng ở động vật có vú Các yếu tố chèn, xen dài (LINEs):... trí hoạt hóa (A) hoặc vị trí ức chế (O): được nhận biết bởi các Pr điều khiển, chúng có thể liên kết với AND hoặc ARN pol làm tăng cường hoặc kìm hãm hoạt động của gen trong sao mã 14 2 Cấu trúc của gen (tiếp) Vùng DNA mang mã di truyền: Là đoạn AND được phiên mã sang mRNA theo chiều 5’ 3’ trên sợi đang tổng hợp (bd từ +1) Gồm: Vùng 5’ và 3’ không dịch mã: liên quan tính bền vững của mRNA; tham... của các DNA vệ tinh thay đổi từ vài ( 200 bp) DNA vệ tinh thường tìm thấy ở tâm động hoặc vùng dị nhiễm sắc trên NST Chúng thuộc nhóm các DNA có trình tự lặp lại cao Phương pháp ly tâm chênh lệc tỷ trọng III DNA CÓ TRÌNH TỰ LẶP LẠI TRONG GENOME 2 DNA tiểu vệ tinh (Minisatellite) và vi vệ tinh (microsatellite) DNA tiểu vệ tinh và DNA vi vệ tinh cũng được gọi là các DNA . Hệ gen (Genome) 3. Genome của eukaryote: 99% genome nằm trong nhân TB. Phần còn lại nằm trong một số cơ quan tử (ty thể, lạp thể). I. Hệ gen (Genome) 3. Genome của eukaryote: Genome. VÀ GENOME CỦA SINH VẬT 2 I. Hệ gen (Genome) 1. Khái niệm: Genome (hệ gen): chứa toàn bộ vật chất chứa TTDT trong cơ thể sinh vật được mã hóa trong AND (ở một số virut là ARN). Mỗi genome. mô riêng biệt. 7 I. Hệ gen (Genome) 3. Genome của eukaryote: • Kích thước của genome (ở trạng thái đơn bội - C): đặc trưng cho loài, kích thước của genome không tỷ lệ với mức độ tiến