SAO CHÉP vật CHẤT DI TRUYỀN ỞSINH vật và VIRUS

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG 2015 Chuyên đề Sinh học: SAO CHÉP VẬT CHẤT DI TRUYỀN Ở SINH VẬT VÀ VIRUS MÃ: SI06 MỤC LỤC   NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT   I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI   Lý chủ quan   Lý khách quan   II NỘI DUNG   Mục đích đề tài   Nội dung đề tài   2.1 Lý thuyết   2.2 Câu hỏi luyện tập 13   III KẾT LUẬN 19   TÀI LIỆU THAM KHẢO 20   NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT GV: Giáo viên HS: Học sinh HSG: Học sinh giỏi THPT: Trung học phổ thông VCDT: Vật chất di truyền SV: Sinh vật ADN pol: ADN polymerase ARN pol: ARN polymerase NST: Nhiễm sắc thể I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Lý chủ quan Trong công tác giảng dạy môn Sinh học trường THPT chuyên, giáo viên thường có nhiệm vụ quan trọng bồi dưỡng học sinh giỏi (HSG) Tuy nhiên, có khó khăn môn nguồn tài liệu tương đối hạn chế đặc thù Sinh học môn khoa học sống nên liên tục có phát giới, tài liệu cần phải cập nhật thường xuyên đáp ứng xu học tập học sinh mục tiêu kỳ thi HSG cấp Cá nhân thường nhà trường giao nhiệm vụ giảng dạy chuyên đề Sinh học phân tử ôn luyện HSG, nhận thấy chuyên đề thường khó nội dung liên quan đến chế di truyền mức độ phân tử diễn biến phức tạp, có thống có nhiều khác biệt dạng sống Nếu nắm rõ chế giải thích nhiều tượng thực tế Lý khách quan Trong bối cảnh bệnh dịch virus gây ngày khó kiểm soát mức độ toàn cầu Viêm đường hô hấp loại virus cúm (H5N1, H1N1, H7N9…), hay dịch Ebola với ổ dịch châu Phi cướp sinh mạng hàng nghìn người chưa kiểm soát… Một nguyên nhân khó kiểm soát virus dạng sống đặc biệt, tốc độ biến đổi nhanh, chế di truyền phức tạp linh hoạt Nếu hiểu biết virus đầy đủ, người có hội đẩy nhanh tiến độ khống chế bệnh dịch virus gây Xuất phát từ lý trên, xây dựng nội dung cho chuyên đề: “Sao chép vật chất di truyền sinh vật virus”, nhằm giúp em học sinh có thêm hiểu biết chế chép vật chất di truyền sinh vật nhân sơ, nhân thực nói chung virus nói riêng II NỘI DUNG Mục đích đề tài Xây dựng nội dung chi tiết lý thuyết đưa số câu hỏi luyện tập cho em học sinh với chủ đề “Sao chép vật chất di truyền sinh vật virus” Trong đề tài này, chế chép vật chất di truyền (ADN) sinh vật nhân sơ nhân thực tảng kiến thức chung, hình thức chép vật chất di truyền virus nhấn mạnh điểm khác biệt so với sinh vật nhân sơ nhân thực Trên sở đó, em làm thi HSG cấp hiệu Đề tài góp phần nâng cao nhận thức khả tự học HS, phát huy tư khoa học khả học tập tích cực HS tham gia Nội dung đề tài 2.1 Lý thuyết 2.1.1 Sao chép vật chất di truyền sinh vật nhân sơ Ở sinh vật (SV) nhân sơ, vật chất di truyền có dạng phân tử ADN mạch kép, dạng vòng Quá trình chép diễn qua giai đoạn: * Giai đoạn khởi đầu chép: Sự chép bắt đầu trình tự đặc biệt ADN điểm khời đầu chép – Ori, trình tự nucleotit đặc hiệu cho protein khởi đầu nhận biết bám vào Giai đoạn diễn tháo xoắn tách mạch ADN để tạo thành chạc chép chữ Y nhờ enzim protein: Helicase phá vỡ liên kết hidro mạch, protein SSB căng mạch đơn Topoisomerase (như Gyrase) làm đứt gãy tạm thời liên kết cộng hóa trị mạch đơn để tránh tượng chạc chép bị vặn xoắn căng Kết làm mạch ADN tách bộc lộ để làm khuôn cho việc tổng hợp mạch Hình Các protein tham gia khởi đầu chép ADN Trong giai đoạn có kiện quan trọng việc tạo mồi (primer) đoạn ARN ngắn nhờ enzim Primase Mồi tạo đầu 3’-OH tự sẵn sàng cho ADN polymerase sử dụng cho việc trùng hợp chuỗi polinucleotit giai đoạn * Giai đoạn tổng hợp mạch ADN mạch ADN sau tách tạo thành bóng chép (hình 2, 3) Enzim ADN polymerase III (viết tắt ADN pol III) thực việc tổng hợp mạch cách sử dụng nucleotit dạng triphosphat (NTP) giàu lượng làm nguyên liệu, ADN pol III xúc tác cho phản ứng tạo liên kết cộng hóa trị nucleotit Mạch tổng hợp theo nguyên tắc bổ sung với mạch gốc thực theo chiều 5’-3’ Do ADN pol III xúc tác cho phản ứng trùng hợp theo chiều 5’-3’ nên chạc chép có mạch tổng hợp liên tục, mạch lại tổng hợp gián đoạn (mạch chậm) (hình 2) Ở mạch chậm, Primerase tổng hợp mồi ADN pol III tổng hợp đoạn ADN ngắn (đoạn Okazaki), sau ADN pol I tiến hành loại bỏ mổi đồng thời tổng hợp ADN thay đoạn mồi Cuối enzim Ligase xúc tác cho phản ứng gắn đoạn Okazaki với Hình Tóm tắt trình tổng hợp ADN * Giai đoạn kết thúc Do NST vi khuẩn có điểm khởi đầu chép nên phân tử ADN tạo thành đơn vị chép thống gọi replicon, (hình 3), trình chép, quan sát thấy ADN có dạng hình mắt (còn gọi mắt chép) hay giống ký hiệu θ nên kiểu chép gọi kiểu chép θ Khi chạc tái gặp tạo thành Hình Sao chép dạng θ vi khuẩn phân tử ADN có trình tự giống hệt ADN ban đầu, kết thúc trình tái 2.1.2 Sao chép vật chất di truyền sinh vật nhân thực Vật chất di truyền SV nhân thực phân tử ADN mạch kép, dạng thẳng Diễn biến trình chép giống với SV nhân sơ, có số khác biệt sau: - NST SV nhân thực có nhiều điểm khởi đầu sau chép, nên quan sát thấy nhiều bóng chép (hình 4), nhờ tốc độ chép tăng lên đáng kể Hình Các đơn vị tái NST nhân thực - SV nhân thực có nhiều loại ADN pol - Do cấu trúc mạch thẳng nên mồi đoạn Okazaki cuối bị loại Mạch chậm bỏ không thay ADN ADN pol thiếu đầu 3’OH tự do, phân tử ADN có đầu mút bị ngắn dần sau chu kỳ chép (hình 4) Ngoài số điểm khác tốc độ tổng hợp ADN SV nhân thực chậm Phân tử ADN ngày ngắn Hình Sao chép đầu tận NST nhân thực tần số đột biến thấp SV nhân sơ 2.1.3 Sao chép vật chất di truyền virus 2.1.3.1 VCDT ADN mạch đơn, dạng vòng phage ϕX174 * Quá trình gồm giai đoạn: (1) Tổng hợp sợi (-) sử dụng sợi (+) làm khuôn tạo thành ADN sợi kép, mạch vòng (hình 6) (2) Sao chép ADN sợi kép, mạch vòng nhiều lần theo chế vòng tròn lăn nhằm tăng số lượng (hình 7) Dạng kép sử dụng để tổng hợp mARN à protein để tổng hợp sợi (+) – lõi virus (3) Tổng hợp sợi (+) cách sử dụng sợi (-) dạng kép làm khuôn theo chế vòng tròn lăn (hình 7) Hình Quá trình xâm nhiễm phage ϕX174 * Một số điểm đáng ý giai đoạn (hình 7): Giai đoạn (1) Sợi (-) tổng hợp theo kiểu gián đoạn Giai đoạn (2) Sợi (+) bị cắt đứt điểm khởi đầu chép à tổng hợp sợi (+) khuôn sợi (-) sợi (+) cũ tách dần khỏi cấu trúc mạch kép Kết thúc trình lăn: protein gpA cắt sợi (+) vị trí khởi đầu chép ban đầu gắn lại, tạo phân tử ADN kép có sợi (-) cũ sợi (+) mới, sợi (+) cũ sử Hình Sao chép kiểu vòng tròn lăn dụng làm khuôn tổng hợp sợi (-) theo nguyên tắc gián đoạn Giai đoạn (3) Tổng hợp sợi (+) theo nguyên tắc vòng tròn lăn tương tự giai đoạn (2), sợi (+) cũ từ bắt đầu tách khỏi cấu trúc ADN kép protein vỏ virus gắn vào, ngăn cản việc sử dụng sợi làm khuôn tái bản, nhờ ADN tách ra, số protein khác gắn vào, tạo cấu trúc hạt virus hoàn chỉnh 2.1.3.2 VCDT ADN mạch kép, dạng thẳng phage Lamda (λ) - VCDT dạng tự nhiên virus ADN mạch kép, dạng thẳng đầu 5’ mạch đơn có 12 nucleotit bổ sung với (đầu dính hay đầu Cos) Khi lây nhiễm vào TB chủ, nhờ enzim Ligase gắn đầu Cos lại với tạo thành cấu trúc ADN mạch kép, dạng vòng (hình 8) - Sử dụng kiểu chép θ vòng tròn lăn (hình 8): + Kiểu θ: tăng số lượng TB chủ dùng làm khuôn tổng hợp protein vỏ + Kiểu vòng tròn lăn: tổng hợp ADN sau dùng làm VCDT hạt virus Hình Sao chép ADN phage Lambda 2.1.3.3 VCDT ADN mạch kép, dạng thẳng Adeno virus Đây loại virus ký sinh tế bào nhân thực nên VCDT không tạo cấu trúc vòng Mặc dù có cấu trúc ADN mạch kép, dạng thẳng tương tự TB nhân thực ADN virus không bị ngắn sau lần chép, chúng có chế chép tương đối đặc biệt (hình 9) 10 Ở đầu 5’ mạch đơn ADN virus gắn với phức TP-dC gồm protein TP kết hợp với nucleotit loại C (dC) ADN pol virus nhận biết genome virus nhờ cấu trúc này, đồng thời ADN pol bám vào phức tiền TP-dC (pTP-dC), sử dụng phức làm mồi cho trình tổng hợp ADN liên tục từ đầu đến đầu Hình Sao chép ADN Adenovirus phân tử ADN, kết tạo phân tử ADN có gắn TP-dC đầu 5’ mạch đơn nhờ phân tử không bị ngắn sau chép 2.1.3.4 VCDT ARN mạch đơn, dạng thẳng virus khảm thuốc (TMV) Virus khảm thuốc (TMV) có VCDT ARN mạch đơn, dạng thẳng, ký hiệu sợi (+) Trên sợi có trình tự mã hóa cho enzim replicase (một loại ARN pol), sau xâm nhập vào TB chủ tổng hợp enzim replicase Quá trình tổng hợp VCDT diễn tương đối đơn giản nhanh gọn (hình 10): Hình 10 Sao chép trực tiếp ARN TMV - Enzim replicase sử dụng sợi ARN (+) ởtrực tiếp làm khuôn tổng hợp ARN (-) theo nguyên tắc bổ sung, chế sửa chữa (hoặc hiệu thấp), theo theo kiểu liên tục 5’-3’, không tạo cấu trúc sợi kép mà sợi tách rời 11 - Sợi (-) sau sử dụng làm khuôn tổng hợp sợi (+), tiếp tục - Protein vỏ virus nhận biết số trình tự đặc hiệu sợi (+) để đóng gói thành hạt virus hoàn chỉnh Điều đáng ý virus Ebola có dạng vật chất di truyền cách chép tương tự TMV, tốc độ gia tăng số lượng biến đổi virus nhanh 2.1.3.5 VCDT ARN mạch đơn, dạng thẳng HIV Giống nhiều retrovirus khác, VCDT HIV ARN mạch đơn, dạng thẳng, tế bào chủ nhân lên theo chế phiên mã ngược nhờ enzim reverse transcriptase Hệ gen HIV gồm phân tử ARN liên kết đầu 5’ với thông qua phân tử tARN Chính tARN đóng vai trò làm mồi cho trình chép Quá trình phiên mã ngược tóm tắt theo sơ đồ: ARN mạch đơn à Phân tử lai cADN-ARN à cADN mạch kép Diễn biến trình tương đối phức tạp nhiều giai đoạn thích đầy đủ hình 11 12 Hình 11 Phiên mã ngược tạo cADN khuôn ARN nhờ enzim reverse transcriptase Như vậy, enzim reverse transcriptase HIV thực chất enzim ADN pol có nhiều tính chất độc đáo loại ADN pol thông thường 2.2 Câu hỏi luyện tập Câu Tại mạch ADN lại nhân đôi theo cách khác nhau? Gợi ý trả lời Một mạch tổng hợp liên tục mạch gián đoạn Lý cấu trúc phân tử ADN gồm hai mạch song song ngược chiều (3' → 5', 5' → 3'), mà enzim ADN pol tổng hợp mạch theo chiều từ 5' → 3', nên: + Đối với mạch khuôn 3' → 5' enzim ADN pol tổng hợp mạch bổ sung liên tục theo chiều 5' → 3' + Đối với mạch khuôn 5' → 3' mạch phải tổng hợp ngắt quảng theo đoạn ngắn theo chiều 5' → 3' (ngược chiều phát triển chạc nhân đôi), sau đoạn ngắn nối lại nhờ enzim ADN ligase→ phân tử ADN hình thành giữ cấu trúc đối song song Câu Phân tích vai trò thành phần tham gia vào trình chép ADN E.coli? - Phân tử ADN mạch khuôn - Điểm khởi đầu chép - Các loai protein tham gia trình chép - Các nucleotit - Các enzim Gợi ý trả lời Các thành phần Phân tử ADN khuôn Điểm khởi đầu chép Các nucleotit: - NTP - rNTP Các loại protein : Chức Xác định trình tự nucleotit phân tử ADN mạch kép Là trình tự nucleotit đặc hiệu phân tử ADN phức hệ khởi đầu chép nhận ra, gắn vào bắt đầu chép Nguồn cung cấp lượng cho trình chép - Đơn vị cấu trúc nên ADN - Tạo mồi cho ADN pol tổng hợp ADN 13 - Nhân tố khởi đầu chép - Protein bám mạch đơn SSB Các loại enzim: - Gyrase (Topoisomerase) - Helicase - Primase - Các enzim ADN pol: + ADN pol I + ADN pol III - ADN ligase - Nhận điểm khởi đầu chép, làm tín hiệu cho protein tháo xoắn nhận biết - Ngăn cản mạch đơn không liên kết trở lại với - Tháo xoắn, gỡ rối phân tử ADN sợi kép - Tách mạch phân tử ADN - Tham gia tổng hợp ARN mồi + Loại bỏ đoạn mồi thay vào đoạn ADN tương ứng + Xúc tác cho phản ứng kéo dài chuỗi polynucleotit từ đoạn mồi đến hết phân tử ADN - Nối đoạn Okazaki nằm kề Câu So sánh nhân đôi ADN SV nhân sơ nhân thực Gợi ý trả lời * Điểm giống - Đều thực theo hướng - Đều theo nguyên tắc bổ sung, đối song song, kéo dài theo chiều 5-> - Đều có mạch liên tục mạch không liên tục - Đều cần có ARN mồi * Điểm khác Điểm so sánh Số đoạn ARN mồi đoạn Okazaki Thời gian Điểm khởi đầu chép Tốc độ chép Số loại enzim Kết SV nhân sơ SV nhân thực Ít Nhiều Ngắn (E.coli: 40 phút) Dài : 6-8h điểm Nhiều : Người : 20000-30000 Cao : 850nu/giây Ít ( E.coli: loại ) phân tử giống hệt phân tử mẹ Thấp : 60-90nu/giây Nhiều (Người khoảng 15 loại ) ADN có xu hướng ngắn sau lần chép Câu Tại sau lần chép, phân tử ADN nhân thực lại ngắn (sự cố đầu mút)? Gợi ý trả lời 14 - Do hoạt tính ADN pol không kéo dài chuỗi polinucletit mồi - Ở mạch chậm, chạc chép di chuyển đến đầu mút, mồi đoạn Okazaki cuối bị loại không thay nên đầu mút ngắn sau lần chép Câu Vì trình tự nhân đôi ADN cần phải có hình thành đoạn mồi ARN? Gợi ý trả lời Vì Enzim ADN pol kéo dài chuỗi pôlinucleotit (thêm nucleotit vào đầu 3'-OH nuclêotit mà bắt đầu tự tổng hợp chuỗi nucleotit Trong enzim ARN pol hay ARN primase (primer: mồi) lại có khả tự bắt đầu tổng hợp chuỗi nucleotit mới, lại tổng hợp chuỗi ARN ADN Vì trình tự nhân đôi ADN tổng hợp đoạn ARN mồi nhờ enzim ARN primase Sau đoạn mồi enzim ADN pol I loại bỏ thay nucleotit ADN Câu Vật chất di truyền nhiều loại virus axit nucleic mạch thẳng Tại trình nhân lên, VCDT virus không gặp cố đầu mút NST SV nhân thực? Gợi ý trả lời Sự cố đầu mút NST SV nhân thực chủ yếu nguyên nhân: ADN pol tổng hợp mạch ADN có sẵn mồi (chứa đầu 3-OH tự do) cấu trúc NST ADN mạch thẳng Cơ chế chép VCDT virus khắc phục nguyên nhân nên tránh cố đầu mút theo cách: - Không sử dụng enzim ADN pol: virus khảm thuốc (TMV), VCDT ARN mạch đơn sử dụng làm khuôn trực tiếp tổng hợp ARN bổ sung nhờ loại ARN pol dùng khuôn ARN (ARN pol không cần mồi ADN pol) - Tạo cấu trúc mạch vòng giống plasmit xâm nhập vào vi khuẩn phage λ 15 - Liên kết với cấu trúc thay mồi như: Adeno virus sử dụng phức protein liên kết với nucleoti loại C (phức TP-dC) hay HIV dùng tARN sẵn có hệ gen làm mồi bước đầu Câu Hoạt tính enzim reverse transcriptase có khác so với ADN pol thông thường? Gợi ý trả lời ADN pol thông thường có hoạt tính tổng hợp sợi đơn ADN dựa khuôn ADN, enzim reverse transcriptase có hoạt tính như: - Tổng hợp ADN sợi đơn dựa khuôn ARN - Tổng hợp mạch cADN thứ dựa khuôn cADN thứ để tạo phân tử cADN mạch kép Hoạt tính giống ADN pol thông thường - Trong trình chép, reverse transcriptase tiến hành phân giải ARN dạng phân tử lai ARN-ADN (phân giải mồi tARN sợi gộc ARN-cADN Hoạt tính giống enzim ribonuclease H tế bào Câu Mô tả chế chép axit nucleic kiểu θ vòng tròn lăn? Nếu loại virus cần tạo axit nucleic mạch đơn với số lượng lớn sử dụng kiểu chép hiệu hơn? Tại sao? Gợi ý trả lời * hình thức chép gặp ADN dạng vòng - Kiểu chép θ: NST vi khuẩn ADN dạng vòng virus có điểm khởi đầu chép nên, từ điểm khởi đầu tạo chạc chép phía ngược Trong trình chép, quan sát thấy ADN có dạng hình mắt (còn gọi mắt chép) hay giống ký hiệu θ nên kiểu chép gọi kiểu chép θ - Kiểu chép vòng tròn lăn: trình chép vết cắt sợi đơn, giải phóng đầu 3’-OH tự đóng vai trò làm mồi để tổng hợp sợi khuôn sợi không bị cắt Như vậy, chạc chép liên tục di chuyển liên tục vòng quanh sợi khuôn * Nếu loại virus cần tạo axit nucleic mạch đơn với số lượng lớn sử dụng kiểu chép vòng tròn lăn hiệu vì: 16 Việc chép tiến hành liên tục mà không cần bắt đầu lại, kết tạo sợi ADN đơn gồm nhiều liên tiếp, sau cắt rời thành riêng biệt Câu Thế cADN? Nêu ứng dụng cADN thực tế? Gợi ý trả lời - cADN phân tử ADN tổng hợp dựa khuôn ARN nhờ enzim phiên mã ngược (reverse transcriptase) nên có đặc điểm: mạch có trình tự giống ARN, mạch lại có trình tự bổ sung với ARN - Ứng dụng: Tổng hợp nhân tạo cADN từ mARN tế bào Các cADN trình tự gen mã hóa cho mARN loại bỏ intron cADN sau sử dụng tùy mục đích nghiên cứu Ví dụ: dùng làm mẫu dò nhận biết gen nhân; so sánh với trình tự gen nhân đề phân tích thành phần intron, exon gen Trong có ứng dụng quan trọng chuyển gen SV nhân thực vào nhân sơ để biểu thu protein mà không cần tiến hành bước cắt nối intron-exon phức tạp Câu 10 Trả lời ngắn gọn câu sau: - Trong chép ADN mồi sử dụng ARN mà ADN? - Tại NST SV nhân sơ không bị ngắn sau lần chép? - Có thể ức chế nhân lên HIV cách sử dụng loại thuốc, theo em loại thuốc tác động vào giai đoạn chu trình sống HIV? Gợi ý trả lời - Trong chép ADN, mồi sử dụng ARN mà ADN: tất ADN pol biết không tự bắt đầu tổng hợp chuỗi polinucleotit từ nucleotit tự do, đó, ARN pol lại có khả - Cấu trúc NST SV nhân sơ mạch vòng: mồi đoạn Okazaki cuối chạc chép bị loại bỏ, ADN pol I sử dụng đuôi 3’OH sợi liên tục chạc chép để làm mồi Vì không gặp cố đầu mút SV nhân thực 17 - Thuốc ức chế nhân lên HIV tác động vào giai đoạn tạo cDNA virus (ức chế hoạt động enzim phiên mã ngược) Câu 11 (Đề HSG QG 2010) Nêu đặc điểm khác nhân đôi ADN sinh vật nhân sơ sinh vật nhân thật Gợi ý trả lời - Nhìn chung chế nhân đôi ADN giống sinh vật nhân sơ sinh vật nhân thật Tuy vậy, hệ gen sinh vật nhân thật thường mang nhiều phân tử ADN sợi kép mạch thẳng có nhiều điểm khởi đầu chép, hệ gen vi khuẩn thường phân tử ADN sợi kép mạch vòng có điểm khởi đầu chép - Các tế bào sinh vật nhân thật thường có nhiều enzym ADN polymerase tế bào sinh vật nhân sơ; ra, tế bào sinh vật nhân thật có nhiều prôtêin khác tham gia khởi đầu tái ADN so với sinh vật nhân sơ - Tốc độ chép ADN polimerase sinh vật nhân sơ nhanh nhân thật, nhờ hệ gen sinh vật nhân thật đồng thời có nhiều điểm khởi đầu chép, nên thời gian chép toàn hệ gen có khác - ADN hệ gen dạng mạch vòng vi khuẩn không ngắn lại sau chu kì chép, ADN hệ gen sinh vật nhân thật thường dạng mạch thẳng ngắn lại sau chu kì sau chép (phần đầu mút bổ sung hoạt động enzym telomerase nhiều loài, hoạt động "gen nhảy" ruồi giấm) Câu 12 (Đề HSG QG 2012) Nêu chức ADN pol III ADN pol I chép ADN Tại sinh vật nhân sơ, nhân đôi ADN phân tử ADN không bị ngắn so với phân tử ADN mẹ, sinh vật nhân thực phân tử ADN bị ngắn sau lần nhân đôi tế bào sinh dưỡng Gợi ý trả lời * Chức ADN pol III ADN pol I: 18 - ADN pol III: Tổng hợp mạch ADN theo nguyên tắc bổ sung với mạch khuôn, sử dụng NTP làm nguyên liệu nguồn lượng cho trình tổng hợp Enzim có hoạt tính ADN polymerase theo chiều 5’-3’ nên mạch tổng hợp theo chiều 5’-3’ - ADN pol I: Loại bỏ mồi thay mồi ARN ADN chép ADN Enzim có hoạt tính ADN polymerase theo chiều 5’-3’ * Kích thước phân tử ADN sau nhân đôi SV nhân thực nhân sơ: - Ở SV nhân thực bị ngắn (sự cố đầu mút): câu - Ở SV nhân sơ không bị ngắn đi: câu 10 III KẾT LUẬN Đề tài xây dựng nội dung lý thuyết đưa số câu hỏi ôn tập với chủ đề “Sao chép vật chất di truyền sinh vật virus” phục vụ cho ôn luyện HSG cấp; đề tài có sử dụng hình ảnh minh họa dạng sơ đồ rõ ràng, chi tiết, giúp học sinh dễ dàng tìm hiểu kiến thức nội dung chi tiết mức độ phân tử 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO Campbell (ed.), 2011 Sinh học (Biên dịch hiệu đính Phạm Văn Lập nhiều người khác), Nxb Giáo dục Đinh Đoàn Long, Đỗ Lê Thăng, 2013 Cơ sở di truyền học phân tử tế bào, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội Phạm Văn Ty, 2005 Virut học, Nxb Giáo dục Võ Thị Thương Lan, 2007 Giáo trình sinh học phân tử tế bào ứng dụng Nxb Giáo dục Vũ Đức Lưu, 2011 Bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học trung học phổ thông: Di truyền tiến hóa Nxb Giáo dục 20 [...]... * 2 hình thức sao chép này gặp ở ADN dạng vòng - Kiểu sao chép θ: NST của vi khuẩn hoặc ADN dạng vòng của virus chỉ có 1 điểm khởi đầu sao chép nên, từ điểm khởi đầu này tạo ra 2 chạc sao chép đi về 2 phía ngược nhau Trong quá trình sao chép, quan sát thấy ADN có dạng hình con mắt (còn gọi là mắt sao chép) hay giống ký hiệu θ nên kiểu sao chép này được gọi là kiểu sao chép θ - Kiểu sao chép vòng tròn... phức hệ khởi đầu sao chép nhận ra, gắn vào và bắt đầu sao chép Nguồn cung cấp năng lượng cho quá trình sao chép - Đơn vị cấu trúc nên ADN - Tạo mồi cho ADN pol có thể tổng hợp ADN 13 - Nhân tố khởi đầu sao chép - Protein bám mạch đơn SSB Các loại enzim: - Gyrase (Topoisomerase) - Helicase - Primase - Các enzim ADN pol: + ADN pol I + ADN pol III - ADN ligase - Nhận ra điểm khởi đầu sao chép, làm tín hiệu... nhận biết một số trình tự đặc hiệu trên sợi (+) để đóng gói thành hạt virus hoàn chỉnh Điều đáng chú ý là virus Ebola hiện nay có dạng vật chất di truyền và cách sao chép tương tự như TMV, chính vì vậy tốc độ gia tăng số lượng và biến đổi của virus này là rất nhanh 2.1.3.5 VCDT là ARN mạch đơn, dạng thẳng ở HIV Giống nhiều retrovirus khác, VCDT của HIV là ARN mạch đơn, dạng thẳng, trong tế bào chủ... lý thuyết và đưa ra một số câu hỏi ôn tập với chủ đề Sao chép vật chất di truyền ở sinh vật và virus phục vụ cho ôn luyện HSG các cấp; trong đề tài có sử dụng hình ảnh minh họa dạng sơ đồ rõ ràng, chi tiết, giúp học sinh dễ dàng tìm hiểu kiến thức về nội dung này một các chi tiết ở mức độ phân tử 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Campbell (ed.), 2011 Sinh học (Biên dịch và hiệu đính Phạm Văn Lập và nhiều người... nhiều điểm khởi đầu sao chép, còn hệ gen của vi khuẩn thường chỉ là một phân tử ADN sợi kép mạch vòng duy nhất và chỉ có một điểm khởi đầu sao chép - Các tế bào sinh vật nhân thật thường có nhiều enzym ADN polymerase hơn tế bào sinh vật nhân sơ; ngoài ra, các tế bào sinh vật nhân thật cũng có nhiều prôtêin khác nhau tham gia khởi đầu tái bản ADN hơn so với sinh vật nhân sơ - Tốc độ sao chép của ADN polimerase... quá trình sao chép được bắt đầu từ một vết cắt trên 1 sợi đơn, giải phóng đầu 3’-OH tự do sẽ đóng vai trò làm mồi để tổng hợp sợi mới trên khuôn là sợi không bị cắt Như vậy, chạc sao chép sẽ liên tục di chuyển liên tục vòng quanh sợi khuôn * Nếu một loại virus cần tạo ra các bản sao axit nucleic mạch đơn với số lượng lớn thì sử dụng kiểu sao chép vòng tròn lăn hiệu quả hơn vì: 16 Việc sao chép có thể... mồi và đoạn Okazaki Thời gian Điểm khởi đầu sao chép Tốc độ sao chép Số loại enzim Kết quả SV nhân sơ SV nhân thực Ít Nhiều Ngắn (E.coli: 40 phút) Dài : 6-8h 1 điểm Nhiều : Người : 20000-30000 Cao : 850nu/giây Ít ( E.coli: 5 loại ) 2 phân tử con giống hệt phân tử mẹ Thấp : 60-90nu/giây Nhiều (Người khoảng 15 loại ) ADN con có xu hướng ngắn đi sau mỗi lần sao chép Câu 4 Tại sao sau mỗi lần sao chép, ... ADN polimerase của sinh vật nhân sơ nhanh hơn của nhân thật, nhưng nhờ hệ gen sinh vật nhân thật đồng thời có rất nhiều điểm khởi đầu sao chép, nên thời gian sao chép toàn bộ hệ gen của có khác nhau - ADN hệ gen dạng mạch vòng của vi khuẩn không ngắn lại sau mỗi chu kì sao chép, trong khi ADN hệ gen của sinh vật nhân thật thường ở dạng mạch thẳng ngắn lại sau mỗi chu kì sau chép (phần đầu mút này được... quá trình sao chép, reverse transcriptase còn tiến hành phân giải ARN trong dạng phân tử lai ARN-ADN (phân giải mồi tARN hoặc sợi gộc ARN-cADN Hoạt tính này giống các enzim ribonuclease H trong tế bào Câu 8 Mô tả cơ chế sao chép axit nucleic kiểu θ và vòng tròn lăn? Nếu một loại virus cần tạo ra các bản sao axit nucleic mạch đơn với số lượng lớn thì sử dụng kiểu sao chép nào hiệu quả hơn? Tại sao? Gợi... enzim ADN pol I loại bỏ và thay thế bằng các nucleotit của ADN Câu 6 Vật chất di truyền của nhiều loại virus là axit nucleic mạch thẳng Tại sao trong quá trình nhân lên, VCDT của virus không gặp sự cố đầu mút như NST của SV nhân thực? Gợi ý trả lời Sự cố đầu mút ở NST của SV nhân thực chủ yếu do 2 nguyên nhân: ADN pol chỉ tổng hợp được mạch ADN khi có sẵn mồi (chứa đầu 3-OH tự do) và cấu trúc NST là ADN