Đang tải... (xem toàn văn)
Thời điểm xảy ra: Trước khi tế bào thực hiện quá trình phân chia. (Ở sinh vật nhân thực, quá trình này xảy ra khi nhiễm sắc thể tháo xoắn, ở pha S của kỳ trung gian). Thành pần tham gia: + DNA mẹ: Khuôn mẫu cho quá trình nhân đôi. Nuclêôtit tự do môi trường nội bào cung cấp (dưới dạng ATP, TTP, GTP, XTP): là nguyên liệu cho quá trình lắp ráp tạo thành chuỗi pôlinuclêôtit bổ sung. Ngoài ra còn cần thêm các loại ribônuclêôtit loại A, U, G, X cho quá trình tổng hợp đoạn RNA mồi...
TỔNG HỢP ĐẦY ĐỦ VỀ NHÂN ĐÔI ADN I QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI DNA (Tái DNA) - Thời điểm xảy ra: Trước tế bào thực trình phân chia (Ở sinh vật nhân th ực, trình xảy nhiễm sắc thể tháo xoắn, pha S kỳ trung gian) - Thành pần tham gia: + DNA mẹ: Khuôn mẫu cho trình nhân đôi + Nuclêôtit tự môi trường nội bào cung cấp (dưới dạng ATP, TTP, GTP, XTP): nguyên liệu cho trình lắp ráp tạo thành chuỗi pôlinuclêôtit bổ sung Ngoài cần thêm loại ribônuclêôtit loại A, U, G, X cho trình tổng hợp đoạn RNA mồi + Enzim: Gyraza (tháo xoắn phân tử DNA mẹ), Helicaza (cắt liên kết hiđrô gi ữa hai mạch đơn phân t DNA mẹ để giải lộ mạch khuôn, tạo chạc ba tái bản), RNA pôlimeraza hay Primaza (tổng h ợp đoạn RNA mồi có đầu 3’ - OH tự do), DNA pôlimeraza (lắp ráp nuclêôtit t ự thành chuỗi pôlinuclêôtit b ổ sung d ựa mạch khuôn gốc DNA), Ligaza (nối đoạn Okazaki thành chuỗi pôlinuclêôtit hoàn chỉnh) + Năng lượng: Từ ATP + Thành phần khác: Prôtêin B (đánh dấu điểm khởi đầu nhân đôi), Prôtêin SSB (căng mạch đơn, ngăn cản s ự đóng xoắn trở lại mạch khuôn) - Nguyên tắc nhân đôi: + Nguyên tắc bổ sung: nuclêôtit tự môi tr ường nội bào cung cấp v ới nuclêôtit t ương ứng mạch khuôn DNA, đó: A liên kết với T liên kết hiđrô, G liên kết v ới X liên kết hiđrô ngược lại Quá trình lắp ráp nuclêôtit thực theo chiều 5’ 3’ + Nguyên tắc bán bảo toàn: phân tử DNA có mạch cũ (của DNA mẹ) mạch m ới (được lắp ráp từ nuclêôtit tự do) - Cơ chế: Diễn biến trình nhân đôi gồm giai đoạn sau (Đánh dấu > tháo > cắt > căng > mồi > lắp ráp ->nối ->hoàn chỉnh) + Giai đoạn khởi đầu nhân đôi: Gồm thao tác: Đánh dấu điểm khởi đầu nhân đôi Tháo xoắn phân tử DNA mẹ Cắt liên kết hiđrô gi ữa hai mạch đơn để tạo chạc ba tái (chạc chữ Y) Căng mạch đơn, ngăn cản đóng xoắn trở lại, chuẩn bị khuôn sẵn sàng cho trình tổng hợp mạch bổ sung + Giai đoạn tổng hợp mạch bổ sung: Để tiến hành tổng hợp mạch bổ sung, trước hết enzim RNA pôlimeraza có nhiệm vụ tổng h ợp đoạn mồi (gồm khoảng 10 ribônuclêôtit) để tạo đầu 3’ - OH hai mạch khuôn DNA mẹ theo nguyên tắc bổ sung (A U, T A, G X, X G) Trong đó, mạch khuôn 3’ - 5’ có đoạn mồi đầu 3’; mạch khuôn 5’ - 3’ có nhiều đoạn mồi tổng hợp với khoảng cách hai đoạn liên tiếp khoảng từ 1000 - 2000 nuclêôtit Sau đó, enzim DNA pôlimeraza có nhiệm vụ nối tiếp đoạn mồi tiến hành tổng hợp kéo dài mạch bổ sung, cách s dụng nuclêôtit tự môi trường nội bào cung cấp lượng để liên kết bổ sung nuclêôtit t ương ứng v ới nuclêôtit mạch khuôn DNA mẹ theo chiều 5’ - 3’ (A T, G X ng ược lại) Đặc biệt, mạch khuôn 3’ - 5’, trình lắp ráp kéo dài mạch bổ sung xảy liên tục; mạch khuôn 5’ - 3’, trình tổng h ợp mạch bổ sung xảy ngắt quãng, tương ứng với đoạn mồi đoạn mạch khoảng 1000 - 2000 nuclêôtit (gọi đoạn Okazaki) Khi việc lắp ráp nucleotit hoàn tất, đoạn mồi enzim loại bỏ thay vào la trình tự nucleotit nhờ enzim ligaza, đoạn Okazaki nối lại v ới để tạo mạch bổ sung hoàn chỉnh * Lưu ý: Do enzim DNA pôlimeraza tiến hành lắp ráp nuclêôtit t ự lại v ới kéo dài mạch bổ sung có sẵn đầu 3’ - OH tự (để tiếp tục photphoryl hóa nuclêôtit t ự vào đầu 5’ mạch bổ sung) nên trình nhân đôi DNA thiết phải có đoạn RNA mồi Trong chạc ba tái bản, số đoạn mồi = số đoạn Okazaki + Trong đơn vị tái bản, số đoạn mồi = số đoạn Okazaki + Hiện tượng tổng hợp nửa gián đoạn: Do phân tử DNA có hai mạch ng ược chiều nhau, hoạt động lắp ráp nuclêôtit thực enzim ADN pôlimeraza xảy theo chiều 5’ 3’ nên mạch khuôn 5’ 3’ trình tổng hợp mạch bổ sung phải xảy ngắt quãng + Giai đoạn hoàn kết thúc: Giải phóng prôtêin ssb hai mạch DNA đóng xoắn trở lại - Kết quả: Từ phân tử DNA mẹ qua lần nhân đôi tạo DNA giống * Lưu ý: Cơ chế nhân đôi DNA sinh vật nhân thực nhân sơ giống Tuy nhiên có số khác biệt chi tiết sau: Nhân đôi DNA nhân sơ Nhân đôi DNA nhân th ực - Chỉ có điểm khởi đầu nhân đôi, đơn vị tái gồm chạc chữ Y úp vào nhân thực- Có nhiều điểm khởi đầu nhân đôi, nhiều đơn vị tái (do kích thước DNA lớn cuôn xoắn nhiều lần nhiễm sắc thể) - Số lượng thành phần tham gia nhân thực - Số l ượng thành phần tham gia nhiều h ơn - Enzim DNA pôlimeraza có loại I, II, III v ới chức nhiệm vụ khác Trong đó, DNA pôlimeraza III chịu trách nhiệm lắp ráp mạch bổ sung DNA pôlimeraza I có ch ức s ửa sai nhân đôi loại mồi nhân thực - Enzim DNA pôlimeraza có loại , , , , (Chức nhiệm vụ phức tạp hơn) - Tốc độ tổng hợp nhanh (ở vi khuẩn E.Coli 50000 nu/phút) nhân th ực - Tốc độ tổng h ợp chậm ( nấm men 50 nu/giây) - Đoạn Okazaki đoạn mồi dài nhân thực - Đoạn Okazaki đoạn mồi ngắn h ơn - Hai DNA mạch vòng giống hệt giống DNA mẹ nhân th ực - Hai DNA có mạch h Trong có DNA có mạch bổ sung ngắn mạch khuôn có đoạn mồi ( đầu 3’ mạch khuôn 3’ - 5’) bị loại bỏ không thay Do DNA nhân đôi nhiều lần phân t ngắn (liên quan đến tuổi th ọ tế bào) ...* Lưu ý: Cơ chế nhân đôi DNA sinh vật nhân thực nhân sơ giống Tuy nhiên có số khác biệt chi tiết sau: Nhân đôi DNA nhân sơ Nhân đôi DNA nhân th ực - Chỉ có điểm khởi đầu nhân đôi, đơn vị tái... s ửa sai nhân đôi loại mồi nhân thực - Enzim DNA pôlimeraza có loại , , , , (Chức nhiệm vụ phức tạp hơn) - Tốc độ tổng hợp nhanh (ở vi khuẩn E.Coli 50000 nu/phút) nhân th ực - Tốc độ tổng h ợp... gồm chạc chữ Y úp vào nhân thực- Có nhiều điểm khởi đầu nhân đôi, nhiều đơn vị tái (do kích thước DNA lớn cuôn xoắn nhiều lần nhiễm sắc thể) - Số lượng thành phần tham gia nhân thực - Số l ượng