Chuong 1 gioi thieu ve sinh hoc phan tu1 Chuong 1 gioi thieu ve sinh hoc phan tu1 Chuong 1 gioi thieu ve sinh hoc phan tu1 Chuong 1 gioi thieu ve sinh hoc phan tu1 Chuong 1 gioi thieu ve sinh hoc phan tu1 Chuong 1 gioi thieu ve sinh hoc phan tu1 Chuong 1 gioi thieu ve sinh hoc phan tu1 Chuong 1 gioi thieu ve sinh hoc phan tu1
24/03/2016 Chng Gii thiu v Sinh hc phõn t 24/03/2016 2:53 SA Nguyn Hu Trớ Sinh hc phõn t Sinh hc phõn t (molecular biology) l mụn khoa hc nghiờn cu v cu trỳc v chc nng ca cỏc i phõn t sinh hc (acid nucleic, protein,) cn thit cho s sng 24/03/2016 2:53 SA Nguyn Hu Trớ 24/03/2016 1866 nh lut phõn ly c lp di truyn tớnh trng, Mendel (Cha ca di truyn hc hin i) Gregor Mendel 1868 Friedrich Miescher khỏm phỏ DNA v gi nú l nuclein cht ny n t nhõn ca t bo Vỡ vy, chỳng tụi gi nú l nuclein (cht nhõn). Friedrich Miescher 24/03/2016 2:53 SA Nguyn Hu Trớ 1893: Albrecht Kossel tỡm nucleic acid gm cú loi base purine: 1910 pyrimidine: adenine (A) guanine (G) cytosine (C) thymine (T) 24/03/2016 1889: Richard Altmann tỡm nuclein l acid v gi nú l nucleic acid (nucleùnsọure) Ueber Nucleinsọuren Archiv fỹr Anatomie und Physiologie Physiologische Abteilung Leipzig, 1889, 524-536 Phoebus Aaron (Theodore) Levene (1869-1940) 1909: Phoebus Levene khỏm phỏ rng DNA c to bi thnh phn c bn: ng, mt acid, v mt base 1929 Phoebus Aaron Levene xỏc nh v t tờn cỏc ribonucleic acid v deoxyribonucleic acid, v mt cu trỳc DNA tetranucleotide, ú base ca DNA c sp xp theo th t mt b bn 24/03/2016 Thớ nghim v s bin np 1928 Ln u tiờn chng minh s bin np song cu khun Streptococcus pneumoniae (Diplococcus pneumoniae) Frederick Griffith 24/03/2016 2:53 SA Nguyn Hu Trớ Qu tng t cỏi cht T bo S sng (control) T bo R sng (control) T bo S cht (control) Trn t bo S cht v t bo R sng KT QU Chut b cht Chut sng Chut sng Chut b cht T bo S sng c tỡm thy mu mỏu 24/03/2016 2:53 SA Nguyn Hu Trớ 24/03/2016 DNA mang tớn hiu di truyn Nm1944 nhúm Avery, McCarty, McLeod xỏc nh rừ nguyờn nhõn gõy bin np l gỡ? Oswald T Avery T bo S + (protease, RNAase) Chut cht T bo S + (DNAase) Chut sng DNA l nhõn t bin np 24/03/2016 2:53 SA Nguyn Hu Trớ 1949 Roger v Colette Vendrely, cựng vi Andrộ Boivin, tỡm rng s lng DNA tt c cỏc mụ ca cựng mt ng vt l nh nhau, v s lng DNA nuclei ca tinh trựng ch bng mt na t bo sinh dng, cho thy DNA cú th l vt liu di truyn 24/03/2016 2:53 SA 10 Nguyn Hu Trớ 24/03/2016 1952 Alfred Hershey v Martha Chase kt lun vt liu di truyn ca phage T2 l DNA 24/03/2016 2:53 SA 11 Nguyn Hu Trớ Cu trỳc tht s ca DNA? 12 24/03/2016 Chỳng tụi ó xõy dng thnh cụng cu trỳc ca DNA Cu trỳc ny gm chui xon polynucleotide qun vo Chui xon theo chiu tay phi Nhúm phosphate nm rt gn trc xon vi cỏc gc pentose purine v pyrimidine phõn b ta trũn Linus Carl Pauling 1901-1994 Linus Pauling & Robert B Corey (Nature, 1953, 171:346) 13 Linus Carl Pauling 1901-1994 Pauling, L and Corey, R B 1953 A proposed structure for the nucleic acids Proc Natl Acad Sci USA 39:84-97 14 24/03/2016 1950 Erwin Chargaff tỡm rng s lng A bng T v G bng C DNA ca rt nhiu loi (1) A% T% (2) G% C% Erwin Chargaff Giỏ tr Chargaff ngi: G = 19.9%, C = 18.8%, A = 30.9%, and T = 29.4% 15 Nhiu x tia X ca DNA Rosalind Franklin 1952 Maurice Wilkins v Rosalind Franklin s dng k thut phõn tớch tia X tỡm s lp li ca cu trỳc DNA (s dng DNA c tinh sch bi Signer) 16 24/03/2016 17 1953 James D Watson v Francis H C Crick cụng b cu trỳc chui xon kộp ca DNA Sinh hc phõn t i James Watson v Francis Crick 24/03/2016 2:53 SA 18 Nguyn Hu Trớ 24/03/2016 19 20 10 24/03/2016 Hc thuyt trung tõm (F.Crick,1956) Mt gen c biu hin qua hai bc 1) Phiờn mó (Transcription): tng hp RNA 2) Dch mó (Translation): Tng hp Protein 24/03/2016 2:53 SA 21 Nguyn Hu Trớ 22 Nguyn Hu Trớ 1970 Howard Temin v David Baltimore c lp phõn lp c enzyme ct gii hn Ct mc lch s k thut di truyn David Baltimore 24/03/2016 2:53 SA Howard Temin 11 24/03/2016 1984 K thut PCR c Kary Mullis xut Nn tng ca k thut di truyn 1986 Leroy Hood: Phỏt trin mỏy gii trỡnh t t ng 1990 Chng trỡnh b gen ngi (HGP) bt u Kary Mullis Leroy Hood Human Genome Project 24/03/2016 2:53 SA 23 Nguyn Hu Trớ 1996 B gen ca nm men (Saccharomyces cerevisiae) c gii trỡnh t 1997 Escherichia coli c gii trỡnh t 24/03/2016 2:53 SA 24 Nguyn Hu Trớ 12 24/03/2016 1998 Hon thnh vic gii trỡnh t b gen giun trũn Caenorhabditis elegans 2000 Hon thnh vic gii trỡnh t b gen rui gim Drosophila melanogaster 24/03/2016 2:53 SA 25 Nguyn Hu Trớ 2000, b gen thc vt u tiờn, Arabidopsis thaliana c gii trỡnh t 24/03/2016 2:53 SA 26 Nguyn Hu Trớ 13 24/03/2016 14/4/2003 hon tt bn gii kớ t chui b gen ngi (Homo sapiens) Tn 2,7 t USD 24/03/2016 2:53 SA 27 Nguyn Hu Trớ Phõn loi sinh gii 24/03/2016 2:53:17 SA 28 Nguyn Hu Trớ 14 24/03/2016 Ba gii sinh vt Th gii sinh vt gm ba gii ( da vo trỡnh t nucleotide ca rRNA): Vi khun (Bacteria) Vi khun c (Archaea) Sinh vt nhõn tht (Eukarya) 24/03/2016 2:53:17 SA 29 Nguyn Hu Trớ 24/03/2016 2:53:17 SA 30 Nguyn Hu Trớ 15 24/03/2016 Hai dng t bo Prokaryote 24/03/2016 2:53:17 SA Eukaryote 31 Nguyn Hu Trớ Prokaryote vs Eukaryote 24/03/2016 2:53:17 SA 32 Nguyn hu Trớ 16 24/03/2016 Cu trỳc NST ca Prokaryote - Xon kộp: khe nh, khe ln; DNA-binding protein gn vo khe ln - Cu trỳc bc hai: thõnvũng (stem-loop) hay kp túc (hair spin) ni nhn din ca protein iu hũa - Cu trỳc siờu xon v cu trỳc vũng m: topoisomerase II v I 24/03/2016 2:53:17 SA 33 Nguyn hu Trớ T bo Prokaryote - T bo khụng nhõn, b gen DNA mch vũng - T bo cht n gin cha ribosome 70S, khụng cú cỏc bo quan khỏc - Vỏch t bo cu to bng peptidoglycan hoc pseudopeptidoglycan, quyt nh tớnh Gram ca t bo - Tc sinh tng hp DNA, RNA, protein, sinh trng v phõn chia nhanh - Cú th nhõn nng lng t ỏnh sỏng, hp cht vụ c, hu c - Sinh sn ch yu bng cỏch phõn ụi, mt s cú kh nng to bo t - L dng chim a s sinh quyn, nhngcha c khỏm phỏ nhiu 24/03/2016 2:53:17 SA 34 Nguyn hu Trớ 17 24/03/2016 Cu trỳc NST ca Eukaryote - Kớch thc ln - Nucleosome, chromatin, nhim sc th - Telomere hai u v centromere gia - Ba nhúm DNA: DNA mt bn sao: mó húa protein DNA lp li trung bỡnh: mó húa histone, immunoglobin, rRNA, tRNA DNA v tinh: 20% tng DNA, chc nng cha rừ 24/03/2016 2:53:17 SA 35 Nguyn Hu Trớ T bo Eukaryote - T bo to v phc - B gen mch thng nhiu phõn t (NST) nm nhõn - T bo cht phc cha ribosome 80S, mng li ni cht, ty th, h Golgi, lysosome, lp th - Vỏch t bo cha lipoprotein, cellulose hoc chitin - Tc sinh trng, phõn chia chm - a s sinh sn hu tớnh cú giao t khỏc gii 24/03/2016 2:53:17 SA 36 Nguyn hu Trớ 18 24/03/2016 Cỏc hin tng di truyn vi khun - Bin np (transformation) - Ti np (transduction) - Giao np, tip hp (conjugation) - Chuyn v gen (transposition) 24/03/2016 2:53:17 SA 37 Nguyn Hu Trớ Bin np (transformation) Bin np l quỏ trỡnh t bo tip nhn DNA trn t vo t bo ch DNA gn lờn DNA-binding protein trờn vỏch t bo Nuclease thy phõn mt mch DNA, cho phộp mch n cũn li i vo t bo Mch DNA c mang v bo v bi mt s protein chuyờn bit Mch DNA tỏi t hp vo b gen bi RecA protein T bo cú kiu gen mi c to thnh t bo phõn chia 24/03/2016 2:53 SA 38 Nguyn Hu Trớ 19 24/03/2016 Taỷi naùp (transduction) - DNA ca t bo cho c chuyn qua t bo nhn bi virut - Ti np chuyờn bit (specialized transduction): ti np trờn mt s gen nht nh ca vi khun cho (virut mang theo gen ca vi khun b ct mt cỏch khụng chớnh xỏc b gen t bo ch) - Ti np chung (generalized transduction): ti np mt gen bt k t vi khun cho sang t bo nhn (DNA ca t bo b phn on v lp ngu nhiờn vo v virut mi) - Bin i bi phage (phage conversion): s thay i kiu hỡnh vi khun s th hin ca gen virut tim tan 24/03/2016 2:53:17 SA 39 Nguyn Hu Trớ Taỷi naùp (transduction) 24/03/2016 2:53:17 SA 40 Nguyn Hu Trớ 20 24/03/2016 Taỷi naùp (transduction) 24/03/2016 2:53:17 SA 41 Nguyn Hu Trớ Plasmid - Phõn t DNA vũng, kớch thc nh cú th t chộp c lp t bo ch - Cu trỳc ca plasmid: + Mang gen ORI (origin of replication, Ori) kim soỏt tn s chộp v s lng bn ca plasmid t bo + Gen iu khin s chuyn DNA giao np (mt s) + Cỏc gen khỏc: khỏng khỏng sinh, to c t, kh nng bin dng nhng c cht khụng bỡnh thng nh thuc tr sõu, dung mụi cụng nghip Plasmid R: plasmid khỏng thuc + Mang mt s transposon mi loi cho tớnh khỏng i vi mt loi khỏng sinh nht nh + Khỏng ng thi n loi khỏng sinh khỏc + Phỏt tỏn tớnh khỏng thuc nhanh qun th thụng qua quỏ trỡnh giao np - T bo cú th cha ng thi mt s plasmid khỏc nu chỳng tng thớch (ORI khỏc nhau) 24/03/2016 2:53:17 SA 42 Nguyn hu Trớ 21 24/03/2016 24/03/2016 2:53:17 SA 43 Nguyn hu Trớ S giao np (conjugation) - Chuyn DNA thụng qua giao np vi khun - Plasmid xỳc tin s giao np: Tng hp khun mao pili giỳp hai t bo tip xỳc To cu giao np (conjugative bridge) truyn DNA Plasmid chộp bng c ch chộp cun vũng (rolling circle replication) v chuyn mt bn cho t bo nhn T bo nhn chộp cú plasmid vũng mch kộp 24/03/2016 2:53:17 SA 44 Nguyn Hu Trớ 22 24/03/2016 S giao np (conjugation) - Yu t F E coli thc hin vic cho gen trờn nhim sc th t bo cho sang t bo nhn (chng Hfr): S hin din ng thi ca trỡnh t sỏt nhp (insertion sequence) yu t F v nhim sc th ca t bo F cha trỡnh t u chuyn (origin of transfer) Trỡnh t ny giỳp F mang theo cỏc gen ca nhim sc th nm di h lu ca trỡnh t chuyn t t bo cho sang t bo nhn S ct khụng chớnh xỏc chộp v chuyn yu t F lm tng tn s giao np chuyờn bit ca nhim sc th sang t bo nhn 24/03/2016 2:53:17 SA 45 Nguyn hu Trớ 24/03/2016 2:53 SA 46 Nguyn Hu Trớ 23 [...]... trỡnh t nucleotide ca rRNA): Vi khun (Bacteria) Vi khun c (Archaea) Sinh vt nhõn tht (Eukarya) 24/03/2 016 2:53 :17 SA 29 Nguyn Hu Trớ 24/03/2 016 2:53 :17 SA 30 Nguyn Hu Trớ 15 24/03/2 016 Hai dng t bo Prokaryote 24/03/2 016 2:53 :17 SA Eukaryote 31 Nguyn Hu Trớ Prokaryote vs Eukaryote 24/03/2 016 2:53 :17 SA 32 Nguyn hu Trớ 16 24/03/2 016 Cu trỳc NST ca Prokaryote - Xon kộp: khe nh, khe ln; DNA-binding protein... Drosophila melanogaster 24/03/2 016 2:53 SA 25 Nguyn Hu Trớ 2000, b gen thc vt u tiờn, Arabidopsis thaliana c gii trỡnh t 24/03/2 016 2:53 SA 26 Nguyn Hu Trớ 13 24/03/2 016 14 /4/2003 hon tt bn gii kớ t chui b gen ngi (Homo sapiens) Tn 2,7 t USD 24/03/2 016 2:53 SA 27 Nguyn Hu Trớ Phõn loi sinh gii 24/03/2 016 2:53 :17 SA 28 Nguyn Hu Trớ 14 24/03/2 016 Ba gii sinh vt Th gii sinh vt gm ba gii ( da vo trỡnh...24/03/2 016 Hc thuyt trung tõm (F.Crick ,19 56) Mt gen c biu hin qua hai bc 1) Phiờn mó (Transcription): tng hp RNA 2) Dch mó (Translation): Tng hp Protein 24/03/2 016 2:53 SA 21 Nguyn Hu Trớ 22 Nguyn Hu Trớ 19 70 Howard Temin v David Baltimore c lp phõn lp c enzyme ct gii hn Ct mc lch s trong k thut di truyn David Baltimore 24/03/2 016 2:53 SA Howard Temin 11 24/03/2 016 19 84 K thut PCR c Kary... cellulose hoc chitin - Tc sinh trng, phõn chia chm - a s sinh sn hu tớnh cú giao t khỏc gii 24/03/2 016 2:53 :17 SA 36 Nguyn hu Trớ 18 24/03/2 016 Cỏc hin tng di truyn vi khun - Bin np (transformation) - Ti np (transduction) - Giao np, tip hp (conjugation) - Chuyn v gen (transposition) 24/03/2 016 2:53 :17 SA 37 Nguyn Hu Trớ Bin np (transformation) Bin np l quỏ trỡnh t bo tip nhn DNA trn t vo t bo ch 1 2 3... c Kary Mullis xut Nn tng ca k thut di truyn 19 86 Leroy Hood: Phỏt trin mỏy gii trỡnh t t ng 19 90 Chng trỡnh b gen ngi (HGP) bt u Kary Mullis Leroy Hood Human Genome Project 24/03/2 016 2:53 SA 23 Nguyn Hu Trớ 19 96 B gen ca nm men (Saccharomyces cerevisiae) c gii trỡnh t 19 97 Escherichia coli c gii trỡnh t 24/03/2 016 2:53 SA 24 Nguyn Hu Trớ 12 24/03/2 016 19 98 Hon thnh vic gii trỡnh t b gen giun trũn... bo nhn (DNA ca t bo b phn on v lp ngu nhiờn vo v virut mi) - Bin i bi phage (phage conversion): s thay i kiu hỡnh vi khun do s th hin ca gen virut tim tan 24/03/2 016 2:53 :17 SA 39 Nguyn Hu Trớ Taỷi naùp (transduction) 24/03/2 016 2:53 :17 SA 40 Nguyn Hu Trớ 20 24/03/2 016 Taỷi naùp (transduction) 24/03/2 016 2:53 :17 SA 41 Nguyn Hu Trớ Plasmid - Phõn t DNA vũng, kớch thc nh cú th t sao chộp c lp trong t... dng chim a s trong sinh quyn, nhngcha c khỏm phỏ nhiu 24/03/2 016 2:53 :17 SA 34 Nguyn hu Trớ 17 24/03/2 016 Cu trỳc NST ca Eukaryote - Kớch thc ln - Nucleosome, chromatin, nhim sc th - Telomere hai u v centromere gia - Ba nhúm DNA: DNA mt bn sao: mó húa protein DNA lp li trung bỡnh: mó húa histone, immunoglobin, rRNA, tRNA DNA v tinh: 20% tng DNA, chc nng cha rừ 24/03/2 016 2:53 :17 SA 35 Nguyn Hu... th cha ng thi mt s plasmid khỏc nhau nu chỳng tng thớch (ORI khỏc nhau) 24/03/2 016 2:53 :17 SA 42 Nguyn hu Trớ 21 24/03/2 016 24/03/2 016 2:53 :17 SA 43 Nguyn hu Trớ S giao np (conjugation) - Chuyn DNA thụng qua giao np vi khun - Plasmid xỳc tin s giao np: Tng hp khun mao pili giỳp hai t bo tip xỳc To cu giao np (conjugative bridge) truyn DNA Plasmid sao chộp bng c ch sao chộp cun vũng (rolling circle... topoisomerase II v I 24/03/2 016 2:53 :17 SA 33 Nguyn hu Trớ T bo Prokaryote - T bo khụng nhõn, b gen DNA mch vũng - T bo cht n gin cha ribosome 70S, khụng cú cỏc bo quan khỏc - Vỏch t bo cu to bng peptidoglycan hoc pseudopeptidoglycan, quyt nh tớnh Gram ca t bo - Tc sinh tng hp DNA, RNA, protein, sinh trng v phõn chia nhanh - Cú th nhõn nng lng t ỏnh sỏng, hp cht vụ c, hu c - Sinh sn ch yu bng cỏch phõn... chộp cun vũng (rolling circle replication) v chuyn mt bn sao cho t bo nhn T bo nhn sao chộp cú plasmid vũng mch kộp 24/03/2 016 2:53 :17 SA 44 Nguyn Hu Trớ 22 24/03/2 016 S giao np (conjugation) - Yu t F E coli thc hin vic cho gen trờn nhim sc th t bo cho sang t bo nhn (chng Hfr): 1 S hin din ng thi ca trỡnh t sỏt nhp (insertion sequence) yu t F v nhim sc th ca t bo 2 F cha trỡnh t khi u chuyn (origin