Đang tải... (xem toàn văn)
bài nghiên cứu chi tiết về sự nhân đôi adn và các đại phân tử sinh học.Bài viết nói về quá trình tự nhân đôi ADN (tổng hợp ADN) là một cơ chế sao chép các phân tử DNA xoắn kép trước mỗi lần phân bào. Kết quả của quá trình này là tạo ra hai phân tử ADN gần như giống nhau hoàn toàn, chỉ sai khác với tần số rất thấp (thông thường dưới một phần vạn, xem thêm đột biến). Có được như vậy là do cơ chế nhân đôi thực hiện dựa trên nguyên tắc bổ sung, và tế bào có hệ thống tìm kiếm và sửa chữa các sai hỏng ADN hoạt động hiệu quả.Ngoài ra , bài viết còn điểm qua một số kiến thức về 4 nhóm đại phân tử là axit nucleic, protein, cacbohydrat và lipid.
Các đại phân tử sinh học Nội ộ dungg cần đạt được: ợ Cấu trúc kiểu mẫu,, ộ số chức năngg qquan trọng ọ g protein, nucleic acid (DNA, RNA), lipid polysaccharide PROTEIN Một số khái niệm: • Amino acid (aa): đơn vị sở (monomer) cấu thành protein Có 20 loại, chia hi làm nhóm hó (có ( ó tính tí h kiềm, kiề tính tí h acid, id trung t tí h kỵ tính k nước, trung t tí h tính phân cực) • Peptide chuỗi nối tiếp 30 aa Các aa nối với liên kết peptide • Polypeptide chuỗi gồm nhiều 30 aa • Protein thuật ngữ dùng để đơn vị chức PROTEIN (tiếp) Protein tham gia hầu hết trình sinh học - Enzyme – xúc tác cho phản ứng hóa học hệ thống sống - Cấu ấ trúc - Vận động (myosin,…) - Vận chuyển NUCLEIC ACID Vật chất mang thông tin di truyền hệ thống sống, polymer gồm nucleotide nối với lk phosphodiester Nucleotide = base + đường + phosphate Nucleoside = base + đường Mạch có định hướng đầu ầ 5’phosphate tự do, đầu ầ lại đầu ầ 3’hydroxyl tự (hướng 5’Æ3’) NUCLEIC ACID (tiếp) Purine: P i Ad i Adenine, Guanine Pyrimidine: Uracil, y cytosine y thymine, LIPID • Lipid dạng polymer, tạo thành phân tử acid béo • Acid A id béo bé = mạch h hydrocarbon h d b (C (C, N) + nhóm hó carboxyl b l Các Cá acii béo bé không mang lk đôi cấu trúc phân tử Æacid béo bão hòa Các acid béo mang lk đôi Æacid béo không bão hòa POLYSACCHARIDE Các đườ đường g đơn liên ê kết ết vớ với au bằ bằngg cầu nối ố gglycosidic ycos d c DNA DI TRUYỀN VÀ BIẾN ĐỔI Sao chép Sửa sai Học thuyết trung tâm DNA Trữ truyền thông tin di truyền • Tính ổn định DNA * Cơ chế chép bán bảo tồn * Các chế sửa sai DNA • Tính biến động DNA * Đột biến điểm * Tái tổ ổ hợp * Các g gen nhảy y NÚT XOẮN TẠI CHĨA SAO CHÉP • Chĩa chép p ((replication p fork)) điểm tháo xoắn,, nơi mà mạch đơn nucleotide phân tách • Nút xoắn chĩa chép hình thành DNA polymerase sinh tổng hợp mạch dài mạch gián đoạn tạo dạng dimer DNA polymerase • Hoạt động tổng hợp mạch theo chiều tổng hợp 5’-3’ (hay chiều mạch khuôn 3’-5 5’)) • Hoạt động tổng hợp đ oạn mồi (primer) bắt cặp sẵn mạch h khuôn kh ô (hay (h nói ói cách h khác đầu đầ 3’-OH 3’ OH khơi kh i mào) ) • Trong trình tạo mạch mới, enzyme gắn nucleotide (nu) tự ằ cách hình thành liên kết ế phosphodiester đầu ầ 3’-OH nu trước với đầu 5’-PO3 liền kề DNA polymerase (tt) DNA polymerase III Các tiểu phần: p α: hoạt tính polymerase ε: hoạt tính sửa sai θ: Hoạt hóa exonuclease τ: dimer hóa β: clamp (kẹp) γ: gắn ắ B lên lê mạch h DNA Primase DNA ligase DNA primase • Primase liên kết ế với helicase tạo thành phức hợp primosome • Giúp tổng hợp đoạn mồi Ligase • Là enzyme nối liền đoạn nucleic acid trình tiêu hao lượng : nối liền phân tử DNA đoạn okazaki liên kết phosphodiester Kết thúc chép Điểm kết thúc chép (Ter) Ætín hiệu dừng trình chép Ở DNA vòng (vk): có nhóm trình tự kết kế thúc hú nằm ằ khoảng kh ả 180o 180 so với ori Mỗi nhóm Ter gồm vài trình tự Æhãm kết ế thúc chép ứng với chỉa chép Ở DNA thằng Eukaryote, chĩa chép có Ter Sao chép p E.coli • Quá trình khởi đầu oriC • Những protein khởi đến ế gắn ắ ori Ætháo xoắn vùng ngắn DNA ÆGyrase (Helicase) cắt đứt lkH chĩa ba chép ÆSSB ổn định cấu trúc mạch đơn vừa tách • DNA gyrase giảm xoắn mạch Sao chép E.coli CÁC CƠ CHẾ SỬA SAI DNA CỦA TẾ BÀO Các tác nhân gây tổn thương DNA • Các tia vũ trụ, tia phóng xạ (có lượng cao) Æbiến đổi base, cắt liên kết Ætạo gốc oxi hóa có hoạt tính mạnhÆDNA • Tia UV Ædimer hóa T (thymidine): tạo thành 2lk bất thường C5-C5 C6-C6 T nằm kề Ælàm khả lk i A àT • Các tác nhân hóa học: biến đổi base, vòng purine, đứt gãy lk, gắn chen vào base… Hệ thống sửa sai • Hệ thống thố phòng hò ngừa: enzymes kháng oxi-hóa i hó • Hệ thống sửa sai chép: nhận biết vị trí bắt cặp sai hay đoạn tổng ổ hợp sai Æcắt ắ bỏ Ætạo (DNA polymerase, enzymes cắt ắ nối ố chế tái tổ hợp…) • Hệ thống sửa sai tác nhân chép: trực tiếp gián tiếp (AP endonuclease, SOS (RecA, B, C, E, F, J, K…), protein UVR (UVRA, UVRB, UVRC)… Sửa sai [...]...CÁC KIỂU SAO CHÉP c Kiểu phổ biến ở vi khuẩn Kiểu sao chép ở tế bào Eukaryote Replicon: p đơn vịị sao chép p DNA ở Eukaryote gồm nhiều replicon DNA prokaryote là 1 replicon QUÁ TRÌNH SAO CHÉP Quá trình sao chép 1 Khởi đầu: trình tự khởi đầu và hiện tượng khởi đầu ầ sao chép 2 Kéo dài mạch mới: chĩa ba sao chép và các thà h phần thành hầ tham th gia i sao chép hé 3 Kết thúc 3 THÀNH PHẦN THAM GIA SAO. .. nối liền 2 phân tử DNA hoặc các đoạn okazaki bằng liên kết phosphodiester Kết thúc sao chép Điểm kết thúc sao chép (Ter) Ætín hiệu dừng quá trình sao chép Ở DNA vòng (vk): có 2 nhóm trình tự kết kế thúc hú nằm ằ ở khoảng kh ả 180o 180 so với ori Mỗi nhóm Ter gồm vài trình tự Æhãm và kết ế thúc sao chép ứng với 2 chỉa 3 sao chép Ở DNA thằng của Eukaryote, giữa 2 chĩa 3 sao chép cũng có Ter Sao chép p ở... chĩa ba sao chép ÆSSB ổn định cấu trúc những mạch đơn vừa được tách • DNA gyrase giảm sự xoắn mạch Sao chép ở E.coli CÁC CƠ CHẾ SỬA SAI DNA CỦA TẾ BÀO Các tác nhân gây tổn thương DNA • Các tia vũ trụ, tia phóng xạ (có năng lượng cao) Æbiến đổi các base, cắt các liên kết Ætạo các gốc oxi hóa có hoạt tính mạnhÆDNA • Tia UV Ædimer hóa các T (thymidine): là sự tạo thành 2lk bất thường giữa C5-C5 và C6-C6... i A và àT • Các tác nhân hóa học: biến đổi base, mất vòng purine, đứt gãy các lk, gắn chen vào các base… Hệ thống sửa sai • Hệ thống thố phòng hò ngừa: ừ enzymes kháng khá oxi-hóa i hó • Hệ thống sửa sai trong sao chép: nhận biết vị trí bắt cặp sai hay đoạn tổng ổ hợp sai Æcắt ắ bỏ Ætạo đúng (DNA polymerase, enzymes cắt ắ nối ố trong cơ chế tái tổ hợp…) • Hệ thống sửa sai do tác nhân ngoài sao chép: ... topoisomerase i I và II Tham gia tách mạch DNA đôi thành đơn là enzyme thuộc nhóm helicase Chúng bám lên 1 mạch đơn và tiến về phần mạch đôi để phá các liên kết H giữa 2 mạch Ở E.coli: Gyrase (D B) là enzyme thuộc (DnaB) th ộ Helicase NÚT XOẮN TẠI CHĨA 3 SAO CHÉP • Chĩa 3 sao chép p ((replication p fork)) là điểm tháo xoắn,, nơi mà 2 mạch ạ đơn nucleotide được phân tách • Nút xoắn tại chĩa 3 sao chép được... PHẦN THAM GIA SAO CHÉP 1 dNTPs = dATP, dGTP, dTTP, dCTP 2 DNA mạch khuôn 3 Enzymes y chịu ị trách nhiệm ệ tháo xoắn,, tách mạch tạo chĩa ba sao chép 4 Enzymes căng mạch 4 5 Enzyme tạo đoạn mồi khởi đầu 6 DNA polymerases 7 DNA N ligase gase SỰ Ự TÁCH MẠCH Ạ DNA ở tế bào ở dạng xoắn mạnh Æcần giảm áp lực xoắn trước khi sao chép, chép đồng thời giảm áp lực xoắn tạo ra ở đầu các chĩa 3 sao chép Æenzyme t... polymerase sinh tổng hợp mạch dài và mạch gián đoạn tạo dạng dimer DNA polymerase • Hoạt động tổng hợp mạch theo chiều tổng hợp 5’-3’ (hay chiều trên mạch khuôn là 3 3’-5 5’)) • Hoạt động tổng hợp bắt đầu từ 1 đ oạn mồi (primer) bắt cặp sẵn trên mạch h khuôn kh ô (hay (h nói ói cách á h khác khá là đầu đầ 3’-OH 3’ OH khơi kh i mào) à ) • Trong quá trình tạo mạch mới, enzyme sẽ gắn lần lượt các nucleotide... mới, enzyme sẽ gắn lần lượt các nucleotide (nu) tự do bằng ằ cách hình thành liên kết ế phosphodiester giữa đầu ầ 3’-OH của nu trước với đầu 5’-PO3 liền kề DNA polymerase (tt) DNA polymerase III Các tiểu phần: p α: hoạt tính polymerase ε: hoạt tính sửa sai θ: Hoạt hóa exonuclease τ: dimer hóa β: clamp (kẹp) γ: gắn ắ B lên lê mạch h DNA Primase và DNA ligase DNA primase • Primase liên kết ế với helicase... sao chép: nhận biết vị trí bắt cặp sai hay đoạn tổng ổ hợp sai Æcắt ắ bỏ Ætạo đúng (DNA polymerase, enzymes cắt ắ nối ố trong cơ chế tái tổ hợp…) • Hệ thống sửa sai do tác nhân ngoài sao chép: trực tiếp và gián tiếp (AP endonuclease, SOS (RecA, B, C, E, F, J, K…), protein UVR (UVRA, UVRB, UVRC)… Sửa sai