So sánh cấu trúc gen của sinh vật bậc thấp và sinh vật bậc cao (gen mã hóa protein)
MỤC LỤC MỤC LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .18 LỜI MỞ ĐẦU Sinh học phân tử môn khoa học nghiên cứu giới sinh vật mức độ phân tử Phạm vi nghiên cứu môn có phần trùng lặp với ngành khác Sinh học, đặc biệt di truyền học hóa sinh Sinh học phân tử chủ yếu nghiên cứu tương tác hệ thống cấu trúc khác tế bào, gồm quan hệ qua lại trình tổng hợp DNA, RNA protein tìm hiểu cách thức điều hòa mối tương tác Một lĩnh vực quan trọng thuộc ngành sinh học phân tử nghiên cứu gen cấu trúc tất loài tự nhiên Gen cấu trúc đóng vai trò quan trọng việc tồn tại, sinh trưởng – phát triển, di truyền – biến dị loài sinh giới Nghiên cứu gen cấu trúc giúp ta hiểu rõ đặc điểm sống, quy luật vận động tuần hoàn loài chuỗi tuần hoàn vật chất tự nhiên Trong sinh giới, sinh vật chia thành hai nhóm Sinh vật bậc thấp (Prokaryote) Sinh vật bậc cao (Eukaryote) Mỗi nhóm có đặc điểm hình thái, vận động, sinh sản di truyền khác Vì vậy, để nghiên cứu gen cấu trúc, ta xem xét đặc điểm nhóm, từ đưa so sánh giống khác để phục vụ cho mục đích nghiên cứu khoa học ứng dụng vào thực tiễn Đó lý mà chúng em chọn đề tài “ So sánh cấu trúc gen sinh vật bậc thấp sinh vật bậc cao (gen mã hóa protein) ” làm đề tài tiểu luận cho môn học Di truyền Sinh học phân tử PGS.TS.Khuất Hữu Thanh phụ trách giảng dạy GEN CẤU TRÚC (GEN MÃ HÓA PROTEIN) 2.1 Khái niệm chung - Chúng ta điểm qua mốc lịch sử nghiên cứu gen sau: Mendel (1865) người đưa khái niệm nhân tố di truyền Johansen (1909) đề xuất thuật ngữ gen (từ genos, nghĩa sản sinh, nguồn gốc) để nhân tố di truyền xác định tính trạng Sau đó, Morgan năm 1920 cụ thể hóa khái niệm gen, khẳng định nằm nhiễm sắc thể chiếm locus định, gen đơn vị chức xác định tính trạng Vào năm 1940, Beadle Tatum chứng minh gen kiểm tra phản ứng hóa sinh nêu giả thuyết gen-một enzyme Tuy nhiên, trường hợp hemoglobin protein lại gồm hai chuỗi polypeptide hai gen xác định, giả thuyết buộc phải điều chỉnh lại gen-một polypeptide Vào năm 1950, DNA (deoxyribonucleic acid) chứng minh vật chất di truyền Mô hình cấu trúc DNA Watson Crick đưa lý thuyết trung tâm (central dogma) đời Gen xem đoạn DNA nhiễm sắc thể mã hóa cho polypeptide hay RNA Cuối năm 1970, việc phát gen gián đoạn sinh vật eukaryote cho thấy có đoạn DNA không mã hóa cho amino acid phân tử protein Vì thế, khái niệm gen lại chỉnh lý lần nữa: Gen đoạn DNA đảm bảo cho việc tạo polypeptide, bao gồm phần phía trước vùng 5’ không dịch mã (5’ untranslation) hay gọi vùng ngược hướng (upstream) phía sau vùng 3’ không dịch mã (3’ untranslation) hay gọi vùng hướng (downstream) vùng mã hóa cho protein, bao gồm đoạn không mã hóa (intron) xen đoạn mã hóa (exon) Hiện nay, định nghĩa gen cách tổng quát sau: Gen đơn vị chức sở máy di truyền chiếm locus định nhiễm sắc thể xác định tính trạng định Các gen đoạn vật chất di truyền mã hóa cho sản phẩm riêng lẻ mRNA sử dụng trực tiếp cho tổng hợp enzyme, protein cấu trúc hay chuỗi polypeptide để gắn lại tạo protein có hoạt tính sinh học Ngoài ra, gen mã hóa cho tRNA, rRNA snRNA - Về mặt chức tổng hợp protein, người ta phân biệt loại: + Gen cấu trúc: mang thông tin mã hóa cho sản phẩm tạo nên thành phần cấu trúc thành phần chức tế bào (thường polypeptit) + Gen điều hòa mang thông tin mã hóa cho sản phẩm kiểm soát hoạt động gen khác Bộ gen (genome)theo nghĩa rộng tập hợp toàn vật chất di truyền tế bào thể sinh vật Bộ gen gồm DNA (RNA) gen DNA (RNA) không nằm gen (các trình tự lặp, đoạn chưa rõ chức năng…) Bộ gen gồm gen nhân gen bào quan (gen nhân), chứa toàn thong tin di truyền tế bào thể sống - Eukaryote: Sinh vật nhân chuẩn, gọi sinh vật nhân thực (sinh vật nhân điển hình) sinh vật gồm tế bào phức tạp, vật liệu di truyền đặt nhân có màng bao bọc Sinh vật nhân chuẩn gồm có động vật, thực vật nấm, hầu hết chúng sinh vật đa bào - Prokaryote:Sinh vật nhân sơ hay sinh vật tiền nhân sinh vật nhân nguyên thủy nhóm sinh vật mà tế bào màng nhân 2.2 Cấu trúc gen mã hóa protein Bộ gen sinh vật gồm trình tự DNA gen trình tự DNA gen DNA gen gồm nhóm gen chủ yếu gen mang mã di truyền gen không mang mã di truyền + Gen không mang mã di truyền gồm đoạn DNA lặp lại nhiều, gen giả, gen đệm hay mảnh gen, intron +Gen mang mã di truyền hay gọi gen điển hình đoạn DNA RNA, mang thong tin di truyền xác định cấu trúc chuối polypeptid phân tử RNA định Một gen mang mã di truyền có cấu trúc điển hình gồm vùng chính: - Vùng điều khiển hay vùng 5’ có số trình tự đặc hiệu (promoter, operater, enhancer…) có chức điều khiển hoạt động gen Promoter (P) trình tự nhận biết vị trí tiếp cận với gen enzyme RNA polymerase nhân tố phiên mã (promoter gọi trình tự khởi động) Operator (O) gọi trình tự huy, trình tự mã hóa phân tử protein enzyme kiểm soát hoạt động gen cấu trúc, xúc tác hoạt động phiên mã không phiên mã gen cấu trúc.Promoter gồm tâm promoter (core promoter) phần mở rộng Tâm promoter sinh vật prokaryote gồm trình tự đặc trưng: trình tự TTAATA vị trí -10 (TATA box), trình tự TTGACAT vị trí -35 (còn gọi CAAT box), gần trình tự TATA box trình tự Shine-Dalgarno (SD) giúp cho riboxom nhận biết vị trí khởi đầu dịch mã mRNA trình dịch mã Trình tự nucleotid promoter có tính đặc trưng với gen loài sinh vật Sơ đồ cầu trúc Promoter vùng gen - Vùng mang mã di truyền (coding senquace) hay khung đọc mã mở (ORF – open readin g fream), phiên mã tạo thành RNA thông tin (mRNA), loại RNA khác (tRNA, rRNA, small RNA) Các mRNA dịch mã tạo nên sản phẩm protein) - Vùng kết thúc hay vùng 3’ gồm trình tự tín hiệu kết thúc cho phép enzyme RNA polymerase nhận biết dấu hiệu ngừng phiên mã, trình tự kết thúc gen để phân biệt gen với gen khác, tín hiệu gắn đuôi poly A eukaryote, trình tự kết thúc (terminator) số trình tự lặp ngắn chưa rõ chức Cấu trúc gen mang mã di truyền có số trình tự đặc trưng khác trình tự điều hòa, trình tự tang cường (enhance), trình tự bất hạt (silencer) trình tự gen (intergenic)… Enhancer silencer trình tự có vai trò điều hòa hoạt động gen, enhancer silencer nằm vị trí vùng promoter, nằm vùng mang mã di truyền gen nằm đoạn intergenic phía trước phía sau gen, Hoạt động trình tự enhancer silencer làm thay đổi cường độ hoạt động gen, làm ngừng hoạt động phiên mã gen Enhancer làm tăng cường mức độ tái phiên mã gen lên hàng trăm, hàng nghìn lần Ngược lại, trình tự silencer làm giảm cường độ phiên mã gây ngừng hoạt động gen 2.3 Đặc điểm cấu trúc gen mã hóa protein prokaryote Trong gen prokaryote gen có cấu trúc tương đối đồng nhất, phần lớn gen mang mã di truyền, nhiều gen hướng trao đổi chất tập hợp thành operon Cấu trúc Operon prokaryote Cấu trúc gen điển hình gồm có vùng: - Vùng 5’ có promoter với TATA box vị trí -10 CAAT box vị trí -25 - Vùng mang mã di truyền sinh vật prokaryote chủ yếu trình tự mang mã di truyền, intron Operon gồm nhiều cistron có chung vùng điều khiển vùng kết thúc, cistron tương đương với gen mã hóa protein sinh vật bậc cao - Vùng kết thúc 3’ Sơ đồ phiên mã dịch mã Operon prokaryote Trong operon, trình phiên mã khởi đầu từ cistron thứ đến cistron cuối cùng, trình gắn mũ gắn đuôi poly A, phiên mã đồng thời với dịch mã Hiện tượng gen hướng trao đổi chất tập hợp thành operon, tương đối phổ biến vi khuẩn, giúp cho vi khuẩn thích ứng nhanh với điều kiện môi trường 2.4 Đặc điểm cấu trúc gen mã hóa protein eukaryote Bộ gen sinh vật eukaryote gồm gen có vùng điều khiển vùng kết thúc riêng, tượng tạo thành operon Các gen mã hóa protein sinh vật eukaryote phần lớn gen phân đoạn, gen gồm đoạn DNA mang mã di truyền (exon) xen kẽ với đoạn DNA không mang mã di truyền (intron) Các loài sinh vật bậc cao hệ thống tiến hóa, có hàm lượng DNA intron gen lớn Cấu trúc chung gen mang mã di truyền eukaryote Các gen sinh vật prokaryote có loại promoter cấu trúc tương đối giống Các gen mang mã di truyền sinh vật eukaryote chia làm nhóm chủ yếu với loại promoter khác - Promoter nhóm I promoter gen mã hóa loại RNA riboxom (rRNA 18S, rRNA 28S, rRNA 5, rRNA 8S) Promoter nhóm I có trình tự đặc trưng: tâm promoter (core promoter) nằm vị trí -40 đến +20 trình tự Uptream Control Element (UCE) vị trí -156 đến -107 vùng 5’ UTR gen - Promoter nhóm II promoter gen mã hóa protein số gen mã hóa loại RNA kích thước nhỏ (small RNA) Cấu trúc promoter nhóm II gồm phần: tâm promoter, trình tự UP(upstream element), trình tự khởi đầu (Inr) trình tự DE (Downstream element) - Promoter nhóm III promoter gen mã hóa loại tRNA, rRNA 5S số phân tử RNA kích thước nhỏ (small RNA U 5, U6 …), trình tự đặc trưng promoter nhóm III tiếp tục nghiên cứu Sơ đồ cấu trúc loại promoter sinh vật eukaryote Vùng mang mã di truyền sinh vật Eukaryote có cấu trúc phức tạp, gen mã hóa protein mang thông tin di truyền mã hóa chuỗi polypeptid xác định Phần lớn gen mã hóa protein gồm đoạn mang mã di truyền(exon), xem kẽ với intron đoạn không mang mã di truyền (no coding sequences) Kích thước intron từ vài chục cặp bazo nitơ đến hàng nghìn cặp bazo nito, khác tùy gen loài sinh vật Ví dụ: intron gen ovalbumin lòng trắng trứng gà chiếm 75% chiều dài gen; gen mã hóa β –globin người có intron chiếm gần 25% kích thước gen, gen mã hóa yếu tố VIII người có intron chiếm tới gần 95% hàm lượng DNA gen Sơ đồ trình tự đặc hiệu gen mã hóa protein Trong trình phiên mã exon intron phiên mã tạo thành phân tử tiền mRNA(pre mRNA).Sau gene tiến hành phiên mã xong, đoạn intron bị loại bỏ khỏi phân tử mRNA chế xử lý RNA (RNA splicing).Cơ chế thực tế bào Eukaryote (nhân thực).Các đoạn intron tự xúc tác cho phản ứng cắt khỏi đoạn mRNA (những đoạn RNA có tính chất gọi ribozyme) từ làm cho đoạn exon gắn lại với nhờ trình dịch mã diễn liên tục Sau phân tử mRNA trưởng thành qua màng nhân tế bào chất, tham gia trình dịch mã tổng hợp protein Đến nay, vai trò intron gen chưa biết đầy đủ, đột biến intron làm thay đổi cấu trúc protein dịch mã Ví dụ: bệnh máu khó đông(Hemophillia) người nhiều trường hợp bị bệnh có liên quan đến đột biến intron 18 intron19 10 Intron có vai trò quan trọng biểu thông tin di truyền Eukaryote, chức ổn định cấu trúc gen cấu trúc nhiễm sắc thể 2.5 Điểm giống khác cấu trúc gen sinh vật bậc thấp sinh vật bậc cao - Giống nhau: +Đều cấu tạo từ phân từ DNA xoắn kép + Đều mang thông tin di truyền - Khác nhau: Đặc điểm Cấu tạo hệ gene Đặc điểm DNA Prokaryote Eukaryote Đơn giản -Chưa có gene nhân -Bao gồm: đoạn DNA xoắn kép dạng vòng, gen Plasmid( thành phần quan trọng), gene nhảy( nằm DNA gen DNA plasmid) Phức tạp -Có gene nhân - Hệ gene nhân( tập trung ti thể tế bào động vật nấm men, lạp thể tế bào thực vật) DNA xoắn kép dạng vòng DNA xoắn kép kết hợp với phân tử protein dạng sợi kiềm( histon) tạo nên cấu trúc đặc trưng gọi nhiễm sắc thể ( NST) Phần lớn mang mã di Phần lớn không mang truyền chức chưa rõ chức DNA mang mã di truyền Lượng nhỏ mã hóa protein: Lượng lớn 11 Ít trình tự DNA lặp lại Cấu trúc gene Được chia làm nhóm: Lặp lại nhiều( 10-15%); Ít lặp lại ( xuất gene giả) không lặp lại ( gene mã hóa protein enzyme) Các gene có hướng Các gene có chức trao đổi chất tạo thành riêng nên không tạo Operon Số lượng Operon Operon có tính đặc trưng VÍ DỤ VỀ CẤU TRÚC GEN MỘT SỐ LOẠI PROKARYOTE VÀ EUKARYOTE 3.1 Cấu trúc gene số Prokaryote 3.1.1 Cấu trúc gene vi khuẩn Escherichia Coli K12 Bộ gene vi khuẩnEscherichia Coli K12 phân tử DNA xoắn kép dài 1,6mm tạo thành 40-50 vòng siêu xoắn, vòng kích thước khoảng 100kb Bộ genevi khuẩnEscherichia Coli K12 giải mã hoàn thiện năm 1977 Trong gene E.Coli có 89% hàm lượng DNA mang mã di truyền, gồm 4258 gene mã hóa Protein, 122 gen mã hóa dạng RNA, gen mã hóa trình tựđiều hòa hoạt động gen, gen nhảy…Các gene mã hóa protein gen vi khuẩn E.coli trung bình 317 acid amin/ chuỗi polipeptid Phần không mang mã di truyền gen gen E.Coli chiếm khoảng 11%, bao gồm cácđoạn DNA intergenic 77 trình tự lặp lại Cácđoạn intergenic có kích thước trung bình 130bp, đoạn có kích thước lớn làđoạn lặp DNA không mang mã, khoảng 1730bp Bộ gen vi khuẩn E.coli K12 có khoảng 630-700 Operon, có 1632 gene chưa rõ chức năng, chiểm khoảng 38,6% gen 3.1.2 Cấu trúc gene vi khuẩn Methanococcus Jannaschii Cấu trúc genevi khuẩn Methannococcus jannaschii Viện nghiên cứu gene giải trình tự năm 1996, vi khuẩn tự dưỡng giải trình tự 12 Bộ gene vi khuẩn Methanococcus jannaschii gồm phân tử DNA xoắn kép dạng vòng, kích thước lớn (1666976 bp) hai phân tử DNA dạng sợi có kích thước 58407 bp 16550 bp Bộ gene gồm 1743 gen mang mã di truyền có 1682 gen nằm DNA dạng vòng Phân tử DNA dạng sợi có kích thước lớn có 44 gene, DNA cókích thước nhỏ có 12 gene Các gene mã hóa protein thường tập trung Operon 3.2 Cấu trúc gen số Eukaryote 3.2.1 Bộ gen nấm men Bộ gen nấm men có kích thước 135000kp tập hợp thành 16 NST Các NST nấm men có kích thước khác nhau: NST số IV có kích thước lớnnhất( 1352 kb) NST số I có kích thước nhỏnhất( 230kb) Bộ gen gồm 5885 gen mã hóa protein( coding gene), gần 140 gen mã hóa RNA ribosomal ( rRNA), 40 gen mã hóa snRNA ( small nuclear RNA) 275 mã hóa RNA vận chuyển ( tRNA) Bộ gen nấm men có mật độ gen mã hóaprotein( coding gene) cao nhiều so với cácđại diện Eukaryote khác ( Caenorhabditis elegans, Drosophila Melanogaster, người…) Trong gen nấm men, số lượng gen có intron chiếm tỉ lệ rấtthấp( khoảng 231 gen có intron, chiếm 4% tổng số gen) Trong gen nấm men intron thường có kích thước nhỏ, trình tự DNA lặp lại chiếm tỉ lệít nhiều so với sinh vật Eukaryote khác Trong tổng số 5885 gen mã hóa protein tế bào, nấm men biết xác 3408 loại protein,trong 1000 loại protein giống sinh vật bậc cao khác Ở nấm men, nhiều gen có cấu trúc tương đồng với gen sinh vật Prokaryote 3.2.2 Bộ gen mù tạc ( Mustard- Arabidopsis Thaliana) Cây mù tạcArabidopsis Thaliana thuộc ngành thực vật có hoa, kích thước gen 125mb, gồm 25498 gen Bộ gen mù tạc giải trình tự năm 2000 Cây mù tạc có cặp NST Bộ gen gồm gen có kích thước nhỏ, gen có kích thước trung bình 4,6kb Các gen có cấu trúc exon xen kẽ intron, kích thước trung bình exon gồm khoảng 250bp, kích thước trung bình intron 170bp Hàm lượng DNA ti thể chiếm gần 25% tổng lượng DNA tế bào (ở tế bào động vật, hệ gen ti thể chiếm khoảng 5% gen) Trong gen mù tạc DNA lặp lại 13 chiếm 58%hàm lượng DNA gen, gồm 24 đoạn dài 100kb Bộ gen mù tạc có nhiều họ gen, chiếm 17% hàm lượng DNA gen ( 23 họ gen với 4140 gen) Hình ảnh nhóm tác giả Viện Khoa học Carnegie thể đồ gen mù tạc, màu sắc đậm nhạt cho thấy mức độ liên kết gen Như sinh vật có mức độ tiến hóa cai phân hóa gen phức tạp, tỉ lệ DNA lặp lại gen lớn tỉ lệ DNA mã hóa protein gen giảm 3.2.3 Bộ gen người: Bộ gen người có cấu trúc tương đối phức tạp, gồm hệ gen nhân gen ti thể Gen nhân có kích thước khoảng 3,0 10 nucleotid (3000mb), gấp lần kích thước gen C Elegans D Melanogaster Bộ gen người gồm 22 cặp NST thường cặp NST giới tính (đànông mang cặp NST XY, đàn bà mang cặp NST XX) Hàm lượng DNA NST phân bố không đồng đều, biến động từ 48Mb 279Mb 14 Trong gen người gen mã hóa protein có cấu trúc xen kẽ exon intron, exon có kích thước nhỏ intron có kích thước lớn, gen thường có tứ 1-75 exon Bộ gen người có tỉ lệ gen mã hóa protein thấp( chiếm 3% hàm lượng DNA gen), hàm lượng DNA lặp lại chiếm tỉ lệ cao ( 70% hàm lượng DNA tế bào) Kết giải mã gen người cho thấy, gen người có khoảng 32 000-40 000 gen, tỉ lệ G-C=41%, trình tự DNA mã hóa protein chiếm khoảng 1,7% hàm lượng DNA gen Trong gen người hàm lượng DNA không mang mã di truyền chiếm tỉ lệ cao ( DNA gen (intergenic) chiếm 52% , hàm lượng DNA intron chiếm 34%, trình tự DNA lặp lại không mang mã di truyền chiếm khoảng 12% hàm lượng DNA tế bào…) Bộ gen người có khoảng 40% DNA không lặp lại( singer copy DNA) gen mã hóa protein chiếm 3% Các trình tự DNA lặp lạiít ( từ 10-105 lần) chiếm khoảng 30% gen, trình tự DNA lặp lại cao( 106 lần) gồm trình tự từ 5-100bp, chiếm khoảng 10% Intergenic DNA trình tự DNA nằm gen lặp lại nhiều lần trình tự nhấtđịnh, bao gồm trình tựđiều hòa, 15 promoter, enhancer…Các yếu tố di truyền vận động (transposable elements), cácđoạn SINE, LINE …và gen giả không dịch mã Trình tự SINE đoạn lặp DNA ngắn, tế bào người, trình tựSINE điển hình trình tự Alu Trình tự Alu làđoạn DNA lặp nhiều lần, trình tự 100300bp Trong gen người trình tự Alu chiếm tới 13% hàm lượng DNA tếbào, có khoảng 1500000 trình tự Alu phân bố khắp gen, tập trung nhiềuở họ gen Ví dụ, họ gen Globin có 13 trình tự Alu Trình tự LINE đoạn DNA lặp lại dài, kích thước 6000-8000bp Trong gen người có khoảng 850000 sao, chiếm 21% hàm lượng DNA gen Các đoạn lặp dài (LTR) gồm 15000-110000bp chiếm 8% DNA gen với khoảng 450000 Bộ gen người có họ gen mã hóaprotein( họ gen Globin, họ gen Actin ) họ gen mã hóa tRNA, rRNA Trong gen người có 497 gen mã hóa tRNA phân bố thành họ gen, có họ gen lớn nằm NST số có kích thước 4Mb, gồm 140 gen mã hóa tRNA Các gen mã hóa rRNA tập hợp họ gen nằm vùng DNA lặp lạiít Gen mã hóa tRNA 28S rRNA 5,8S có từ 150-200 bản, gen mã hóa rRNA 5S gồm 200-3000 gen Trong gen người gen mã hóa protein, trình tự DNA không mang mã di truyền có gen giả Gen giả gen có cấu trúc giống gen mã hóa protein không phiên mã, phiên mã không dịch mã Hệ gen ti thể người phần tử DNA xoắn kép, dạng vòng kích thước khoảng 16569bp chưa 44% (G+C), gồm 37 gen 24 gen mã hóa tRNA 13 gen mã hóa 13 chuỗi polypeptid Mã di truyền hệ gen ty thể người có số khác biệt so với mã di truyền gen nhân Một số đột biến nhỏ gen ty thể, gây nên bệnhở người hội chứng liệt thần kinh thính giác di truyền Leber, hội chứng bại não Leigh, chứng lười vận động, chứng dư thừa acid lactic tế bào Một số nghiên cứu mớiđây nhà khoa học Trung Quốc cho rằng, dột biến hệ gen ty thể có liên quan đến bệnh tiểu đường Typ II… 16 KẾT LUẬN Qua tài liệu thu thập được, chúng em có so sánh gen cấu trúc sinh vật nhân sơ (Prokaryote) Sinh vật nhân thực (Eukaryote) Ta nhận thấy vai trò quan trọng gen cấu trúc thể sống Khi hiểu rõ gen cấu trúc loài, ta tìm cách “tác động” phù hợp lên đối tượng cần nghiên cứu để thu kết mong muốn Từ giống khác đó, ta tìm đường hướng nghiên cứu ứng dụng đặc điểm gen cấu trúc vào vấn đề thực tiễn 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Kỹ thuật gen: Nguyên lí ứng dụng / Khuất Hữu Thanh - NXB Khoa học kỹ thuật, 2006 Cơ sở di truyền phân tử kỹ thuật Gen / Khuất Hữu Thanh - NXB Khoa học kỹ thuật, 2003 Giáo trình sinh học phân tử/Nguyễn Hoàng Lộc - NXB Đại học Huế, 2007 http://vi.wikipedia.org http://thuviensinhhoc.com 18 [...]... Bộ gen người có các họ gen mã hóaprotein( họ gen Globin, họ gen Actin ) và các họ gen mã hóa tRNA, rRNA Trong bộ gen người có 497 gen mã hóa tRNA phân bố thành các họ gen, trong đó có 1 họ gen lớn nằm trên NST số 6 có kích thước 4Mb, gồm 140 gen mã hóa tRNA Các gen mã hóa rRNA tập hợp trong các họ gen nằm trong những vùng DNA lặp lạiít Gen mã hóa tRNA 28S và rRNA 5,8S có từ 150-200 bản, gen mã hóa. .. năng ổn định của cấu trúc gen và cấu trúc nhiễm sắc thể 2.5 Điểm giống và khác nhau cơ bản trong cấu trúc gen của sinh vật bậc thấp và sinh vật bậc cao - Giống nhau: +Đều được cấu tạo từ các phân từ DNA xoắn kép + Đều mang thông tin di truyền - Khác nhau: Đặc điểm Cấu tạo hệ gene Đặc điểm DNA Prokaryote Eukaryote Đơn giản -Chưa có gene nhân -Bao gồm: các đoạn DNA xoắn kép dạng vòng, các gen trong Plasmid(... 200-3000 gen Trong bộ gen người ngoài các gen mã hóa protein, các trình tự DNA không mang mã di truyền còn có các gen giả Gen giả là những gen có cấu trúc giống như gen mã hóa protein nhưng không được phiên mã, hoặc được phiên mã nhưng không được dịch mã Hệ gen ti thể người là phần tử DNA xoắn kép, dạng vòng kích thước khoảng 16569bp chưa 44% (G+C), gồm 37 gen trong đó 24 gen mã hóa tRNA và 13 gen mã hóa. .. thành 16 NST Các NST của nấm men có kích thước khác nhau: NST số IV có kích thước lớnnhất( 1352 kb) NST số I có kích thước nhỏnhất( 230kb) Bộ gen gồm 5885 gen mã hóa protein( coding gene), gần 140 gen mã hóa RNA ribosomal ( rRNA), 40 gen mã hóa snRNA ( small nuclear RNA) và 275 mã hóa RNA vận chuyển ( tRNA) Bộ gen nấm men có mật độ gen mã hóaprotein( coding gene) cao hơn rất nhiều so với cácđại diện... 4258 gene mã hóa Protein, 122 gen mã hóa các dạng RNA, và các gen mã hóa các trình tựđiều hòa hoạt động của gen, các gen nhảy…Các gene mã hóa protein trong bộ gen của vi khuẩn E.coli trung bình 317 acid amin/ 1 chuỗi polipeptid Phần không mang mã di truyền trong bộ gen trong bộ gen E.Coli chiếm khoảng 11%, bao gồm cácđoạn DNA intergenic và 77 trình tự lặp lại Cácđoạn intergenic có kích thước trung bình... thập được, chúng em đã có những so sánh cơ bản về gen cấu trúc của sinh vật nhân sơ (Prokaryote) và Sinh vật nhân thực (Eukaryote) Ta có thể nhận thấy vai trò rất quan trọng của gen cấu trúc trong mỗi cơ thể sống Khi hiểu rõ về gen cấu trúc của mỗi loài, ta có thể tìm cách “tác động” phù hợp lên đối tượng cần nghiên cứu để thu được kết quả như mong muốn Từ những sự giống và khác nhau đó, ta có thể tìm... thước lớn (1666976 bp) và hai phân tử DNA dạng sợi có kích thước 58407 bp và 16550 bp Bộ gene gồm 1743 gen mang mã di truyền trong đó có 1682 gen nằm trên DNA dạng vòng Phân tử DNA dạng sợi có kích thước lớn có 44 gene, DNA cókích thước nhỏ có 12 gene Các gene mã hóa protein thường tập trung trong các Operon 3.2 Cấu trúc gen của một số Eukaryote 3.2.1 Bộ gen của nấm men Bộ gen của nấm men có kích thước... protein giống như sinh vật bậc cao khác Ở nấm men, nhiều gen có cấu trúc tương đồng với các gen của sinh vật Prokaryote 3.2.2 Bộ gen cây mù tạc ( Mustard- Arabidopsis Thaliana) Cây mù tạcArabidopsis Thaliana thuộc ngành thực vật có hoa, kích thước bộ gen 125mb, gồm 25498 gen Bộ gen cây mù tạc được giải trình tự năm 2000 Cây mù tạc có 5 cặp NST Bộ gen gồm các gen có kích thước nhỏ, 1 gen có kích thước... lượng DNA bộ gen ( 23 họ gen với 4140 gen) Hình ảnh được nhóm tác giả ở Viện Khoa học Carnegie thể hiện là bản đồ gen cây mù tạc, màu sắc đậm nhạt cho thấy mức độ liên kết gen Như vậy sinh vật càng có mức độ tiến hóa cai thì sự phân hóa bộ gen càng phức tạp, tỉ lệ DNA lặp lại trong bộ gen càng lớn và tỉ lệ DNA mã hóa protein trong bộ gen càng giảm 3.2.3 Bộ gen người: Bộ gen người có cấu trúc tương đối... thước rất lớn, mỗi gen thường có tứ 1-75 exon Bộ gen người có tỉ lệ gen mã hóa protein thấp( chiếm dưới 3% hàm lượng DNA bộ gen) , hàm lượng DNA lặp lại chiếm tỉ lệ rất cao ( trên 70% hàm lượng DNA của tế bào) Kết quả giải mã bộ gen người cho thấy, bộ gen người có khoảng 32 000-40 000 gen, tỉ lệ G-C=41%, các trình tự DNA mã hóa protein chiếm khoảng 1,7% hàm lượng DNA của bộ gen Trong bộ gen người hàm lượng ... sinh vật bậc thấp sinh vật bậc cao (gen mã hóa protein) ” làm đề tài tiểu luận cho môn học Di truyền Sinh học phân tử PGS.TS.Khuất Hữu Thanh phụ trách giảng dạy GEN CẤU TRÚC (GEN MÃ HÓA PROTEIN). .. Prokaryote :Sinh vật nhân sơ hay sinh vật tiền nhân sinh vật nhân nguyên thủy nhóm sinh vật mà tế bào màng nhân 2.2 Cấu trúc gen mã hóa protein Bộ gen sinh vật gồm trình tự DNA gen trình tự DNA gen DNA gen. .. 140 gen mã hóa tRNA Các gen mã hóa rRNA tập hợp họ gen nằm vùng DNA lặp lạiít Gen mã hóa tRNA 28S rRNA 5,8S có từ 150-200 bản, gen mã hóa rRNA 5S gồm 200-3000 gen Trong gen người gen mã hóa protein,