Tất cả trẻ em đều được sinh ra với những đặc tính cha mẹ truyền lại. Mỗi bé có bốn mươi sáu nhiễm sắc thể được di truyền (hai mươi ba từ mỗi người). Các nhiễm sắc thể chính là nơi chứa đựng đặc tính di truyền. Cơ thể ban đầu là 1 hợp tử,nhờ quá trình phân chia tế bào mà lớn lên trong đó quá trình nhân đôi(sao chép )DNA là mấu chốt hình thành nên cơ thể sao này.
Vì thể lớn lên??? Tất trẻ em sinh với đặc tính cha mẹ truyền lại. Mỗi bé có bốn mươi sáu nhiễm sắc thể di truyền (hai mươi ba từ người). Các nhiễm sắc thể nơi chứa đựng đặc tính di truyền. Cơ thể ban đầu hợp tử,nhờ trình phân chia tế bào mà lớn lên trình nhân đôi(sao chép )DNA mấu chốt hình thành nên thể này. Sao chép DNA Thành viên: 1.Bùi quang chương(nhóm trưởng) 2.phạm thái ngân 3.trần văn thiện 4.nguyễn hoài 5.Đinh ngọc bích ly 6. nguyễn thị thùy dung Sao chép theo khuôn bán bảo tồn A bắt cặp với T; G bắt cặp với C → Trình tự nucleotide mạch xác định xác trình tự đặc hiệu nucleotide mạch bổ sung với nó. Hai mạch cũ DNA tách để mạch làm khuôn tổng hợp mạch giống với cặp mạch ban đầu. Mỗi phân tử DNA mang mạch cũ mạch mới. → Đây kiểu chép bán bảo tồn. Thí nghiệm Meselson Stahl (1958) Cơ chế chung chép DNA - Các liên kết hydro phải bị phá vỡ tách rời hai mạch. - Phải có đoạn mồi (primer). - Có đủ loại nu tự ATP, GTP, TTP, CTP bắt cặp bổ sung với nucleotide mạch khuôn. - Mạch phải tổng hợp theo hướng 5’P → 3’OH. - Các nucleotide nối lại với liên kết cộng hóa trị. - Mỗi bước xúc tác enzyme đặc hiệu để đảm bảo nhanh chóng, xác. Cơ chế chung chép DNA - Các enzyme chép dọc mạch mẹ theo hướng 3’ → 5’ để tạo mạch bổ sung theo hướng 5’→ 3’. - Hai mạch DNA tách để bắt đầu chép, điểm tách tạo thành chẻ ba chép (replication fork). - Mạch tổng hợp theo hướng 5’ → 3’ • Trên mạch khuôn, tổng hợp hướng từ vào chẻ ba → mạch khuôn trước. • Trên mạch lại, tổng hợp theo hướng từ chẻ ba cách tạo đoạn Okazaki nối lại → mạch khuôn sau. Polymerase III Mạch DNA Helicase Chẻ ba chép DNA mẹ Mạch khuôn trước Gyrase Primase Đoạn mồi RNA Mạch khuôn sau Protein ổn định mạch (SSP-protein) Sao chép DNA Ligase Polymerase I Đoạn Okazaki Giai đoạn khởi • Protein B đặc hiệu nhận biết điểm khởi chép (replication origin hay ori) gắn vào. • Enzyme Gyrase cắt DNA làm tháo xoắn hai phía protein B. • Enzyme Helicase cắt liên kết hydro hai base bắt cặp, tạo chẻ ba chép. • Các protein căng mạch (single - strand binding protein hay SSB-protein) gắn vào mạch đơn DNA làm chúng tách thẳng ra, không xoắn lại được. Giai đoạn nối dài DNA polymerase III gắn vào mạch khuôn, lắp nucleotide bổ sung vào vị trí tương ứng, theo hướng 3’OH mạch tổng hợp. Nếu lắp sai, DNA polymerase III dùng hoạt tính exonuclease 3’→ 5’ lùi lại cắt bỏ nucleotide sai, lắp vào tiếp tục chép. • Mạch trước: mạch tổng hợp theo hướng 5’ → 3’ vào chẻ ba chép. • Mạch sau: mạch tổng hợp theo hướng 5’ → 3’ từ chẻ ba ngoài. Sao chép mạch sau Emzyme primase tổng hợp đoạn mồi (primer) RNA (khoảng 10 nucleotide) gần chẻ ba. DNA polymerase III nối thêm vào đoạn mồi RNA để tạo thành đoạn Okazaki dài khoảng 100 – 2000 nucleotide. DNA polymerase I dùng hoạt tính exonuclease 5’ → 3’ cắt bỏ mồi RNA, lắp nucleotide vào chỗ trống tổng hợp hướng 5’ → 3’. Enzyme ligase nối liền đoạn DNA lại với nhau, hoàn thành việc tổng hợp mạch sau. Sao chép nhiễm sắc thể Prokaryote Nhiễm sắc thể tế bào E.coli sợi DNA vòng tròn, có điểm ori. Bộ gen Prokaryote chứa khoảng 4,7*106 cặp nucleotide, thường có replicon (đơn vị chép). Tốc độ chép E.coli diễn nhanh (khoảng 1000 nu/giây) Sao chép nhiễm sắc thể vi khuẩn Sao chép nhiễm sắc thể Eukaryote Eukaryote có số lượng DNA lớn nhiều so với Prokaryote → có nhiều nhiễm sắc thể, NST gồm sợi DNA thẳng liên kết với protein. DNA Eukaryote có nhiều replicon. Tế bào Eukaryote có chế kiểm soát trình chép, không chép điểm ori qua chép. Tốc độ chép chậm so với Prokaryote (khoảng 50 nu/giây). Sao chép nhiều replicon Eukaryote II. CÁC CƠ CHẾ SỬA SAI VÀ BẢO VỆ DN Các dạng sai hỏng DNA - Gãy hay đứt mạch - Mất base nitơ → base tương ứng cặp (vd: purine) - Gắn nhóm vào base nitơ liên kết cộng hóa trị (vd: gắn nhóm methyl –CH3) - Biến đổi base nitơ (vd: cytosine thành uracil) - Base bắt cặp sai - Tạo dimer thymine liên kết cộng hóa trị thymine liền kề Sửa sai chép Tổng hợp DNA in vitro, sai sót 1x10-5. Trong thể sinh vật (in vivo), sai sót 1x10-9. →Quá trình chép thể sinh vật có độ xác cao. Do: • Hướng chép từ đầu 5’ → 3’ để việc sửa sai xác. • Các DNA polymerase I III vừa có hoạt tính polymerase hóa vừa có hoạt tính exonuclease 5’ → 3’, 3’ → 5’. Sửa sai trình chép Vị trí base sai Sửa sai bị đột biến DNA bị biến đổi không chép tác nhân vật lý hóa học, gây đột biến. Cơ thể sinh vật có chế sửa sai để giữ tần số đột biến mức thấp. Có nhiều enzyme đặc hiệu nhận biết sai hỏng DNA (liên kết cộng hóa trị sai base với chất hóa học khác base liền kề mạch, bắt cặp sai base…) Cơ chế sửa sai DNA trình chép - Sửa sai trực tiếp • Trường hợp dimer thymine, enzyme photolysae trực tiếp loại bỏ liên kết dimer thymine qua phản ứng quang hoạt hóa. - Sửa sai gián tiếp • Như sửa sai chép: enzyme nhận biết gắn vào trình tự sai cắt bỏ đoạn sai, sau dựa vào mạch đơn làm khuôn để tổng hợp lại chỗ bị cắt cho đúng. Enzyme sửa chữa cắt bỏ base sai Sửa chữa base bắt cặp sai Base bắt cặp sai DNA polymerase bổ sung base Sửa chữa cách cắt bỏ Base bị biến đổi Enzyme sửa chữa cắt bỏ base biến đổi vài base kế cận DNA polymerase bổ sung base Sửa sai DNA trực tiếp gián tiếp đột biến dimer thymine Tia cực tím Dimer thymine Sửa sai cách cắt bỏ Sửa sai phản ứng quang hoạt hóa Dimer thymine Enzyme liên kết Chuỗi DNA sửa sai Enzyme giải phóng Ánh sáng cắt liên kết dimer Dimer sửa chữa Chuỗi DNA sửa sai Gián tiếp Trực tiếp Các hệ thống bảo vệ DNA • Sự methyl hóa (gắn nhóm –CH3) điểm định DNA. • Enzyme endonuclease (cắt DNA giữa) nhận biết DNA lạ, cắt loại bỏ chúng. • Hệ thống cấp cứu (SOS) mở DNA bị sai hỏng nhiều. • Các hệ thống sửa sai (hệ thống bảo vệ DNA) theo hai kiểu: Sửa sai cách cắt bỏ chỗ sai tổng hợp lại dựa theo mạch lại. Sửa sai nhờ chế tái tổ hợp chế khác. Telomere Telomere trình tự DNA không mã hóa, ngắn đơn giản, lặp lại nhiều lần, nằm phần cuối nhiễm sắc thể eukaryote. Có chức bảo vệ thông tin di truyền nhiễm sắc thể. Sẽ dần sau lần chép. Được tổng hợp enzyme Telomerase (có nhiều tế bào phân chia nhiều lần protozoan, sinh vật đơn bào, tế bào ung thư…). Sao chép đầu cuối nhiễm sắc thể CÁC ĐIỂM CẦN NHỚ 1.Sự chép DNA theo khuôn: TN Meselson Stahl (1958). 2.Các enzyme trình chép DNA. 3.Cơ chế sửa sai DNA. 4.Hệ thống bảo vệ DNA, Telomere. [...]... hợp DNA in vitro, sai sót là 1x10-5 Trong cơ thể sinh vật (in vivo), sai sót là 1x10-9 Quá trình sao chép ở cơ thể sinh vật có độ chính xác cao Do: • Hướng sao chép luôn từ đầu 5’ → 3’ để việc sửa sai được chính xác • Các DNA polymerase I và III vừa có hoạt tính polymerase hóa vừa có hoạt tính exonuclease 5’ → 3’, 3’ → 5’ Sửa sai trong quá trình sao chép Vị trí base sai Sửa sai khi bị đột biến DNA. .. thymine Enzyme liên kết Chuỗi DNA đã được sửa sai Enzyme được giải phóng Ánh sáng cắt liên kết dimer Dimer được sửa chữa Chuỗi DNA đã được sửa sai Gián tiếp Trực tiếp Các hệ thống bảo vệ DNA • Sự methyl hóa (gắn nhóm –CH3) ở những điểm nhất định trên DNA • Enzyme endonuclease (cắt DNA ở giữa) có thể nhận biết DNA lạ, cắt và loại bỏ chúng • Hệ thống cấp cứu (SOS) được mở ra khi DNA bị sai hỏng nhiều • Các... bào phân chia nhiều lần như protozoan, sinh vật đơn bào, tế bào ung thư…) Sao chép ở đầu cuối nhiễm sắc thể CÁC ĐIỂM CẦN NHỚ 1.Sự sao chép DNA theo khuôn: TN Meselson và Stahl (1958) 2.Các enzyme trong quá trình sao chép DNA 3.Cơ chế sửa sai DNA 4.Hệ thống bảo vệ DNA, Telomere ... biến đổi khi không sao chép bởi các tác nhân vật lý và hóa học, gây ra đột biến Cơ thể sinh vật có cơ chế sửa sai để giữ tần số đột biến ở mức thấp Có nhiều enzyme đặc hiệu nhận biết các sai hỏng trên DNA (liên kết cộng hóa trị sai giữa base với các chất hóa học khác và giữa các base liền kề trên một mạch, bắt cặp sai giữa các base…) Cơ chế sửa sai DNA ngoài quá trình sao chép - Sửa sai trực tiếp • Trường... thể, mỗi NST gồm một sợi DNA thẳng liên kết với protein DNA ở Eukaryote có nhiều replicon Tế bào Eukaryote có cơ chế kiểm soát quá trình sao chép, không sao chép tại điểm ori đã qua sao chép Tốc độ sao chép chậm hơn so với Prokaryote (khoảng 50 nu/giây) Sao chép nhiều replicon ở Eukaryote II CÁC CƠ CHẾ SỬA SAI VÀ BẢO VỆ DN Các dạng sai hỏng DNA - Gãy hay đứt mạch - Mất base nitơ → base tương ứng không... enzyme nhận biết gắn vào trình tự sai và cắt bỏ đoạn sai, sau đó dựa vào mạch đơn đúng làm khuôn để tổng hợp lại chỗ bị cắt cho đúng Enzyme sửa chữa cắt bỏ base sai Sửa chữa base bắt cặp sai Base bắt cặp sai DNA polymerase bổ sung base đúng Sửa chữa bằng cách cắt bỏ Base bị biến đổi Enzyme sửa chữa cắt bỏ base biến đổi và vài base kế cận DNA polymerase bổ sung các base đúng Sửa sai DNA trực tiếp và gián... chúng • Hệ thống cấp cứu (SOS) được mở ra khi DNA bị sai hỏng nhiều • Các hệ thống sửa sai (hệ thống bảo vệ DNA) theo hai kiểu: Sửa sai bằng cách cắt bỏ chỗ sai và tổng hợp lại dựa theo mạch đúng còn lại Sửa sai nhờ cơ chế tái tổ hợp và các cơ chế khác Telomere Telomere là những trình tự DNA không mã hóa, ngắn và đơn giản, lặp lại nhiều lần, nằm ở phần cuối của các nhiễm sắc thể eukaryote Có... chỉ là một sợi DNA vòng tròn, chỉ có một điểm ori Bộ gen của Prokaryote chứa khoảng 4,7*106 cặp nucleotide, thường chỉ có một replicon (đơn vị sao chép) Tốc độ sao chép ở E.coli diễn ra rất nhanh (khoảng 1000 nu/giây) Sao chép nhiễm sắc thể vi khuẩn Sao chép nhiễm sắc thể ở Eukaryote Eukaryote có số lượng DNA lớn hơn nhiều so với Prokaryote → có nhiều nhiễm sắc thể, mỗi NST gồm một sợi DNA thẳng liên