Di truyền tế bào đề cương ôn tập

Đề cương ôn tập môn Di truyền tế bào phục vụ thi cao học. Nhận làm thuê slide cực đẹp, chuyên nghiệp, giá cực rẻ và nhanh chóng tại Hà Nội: 0966.839.291. Công Ty Cổ Phần Công Nghệ Tài Nguyên Và Môi Trường. Nhận đào tạo về Powerpoint.

1 Ribosom + Thành phần hoá học: Gồm protein rARN => B/C: ribonucleoprotein ARN ribosom (rARN) chiếm khoảng 80%-90% tổng số ARN tế bào Protein rARN liên kết với tạo thành ribosom nhờ liên kết hydro ion Mg2+ + Cấu trúc siêu hiển vi: Gồm hai tiểu phần (tiểu phần lớn tiểu phần nhỏ) Ví dụ: ribosom prokaryote có số lắng 70S gồm đơn vị nhỏ cấu thành đơn vị 50S 30S; ribosom eukaryote có kích thước lớn hơn, thành phần rARN protein phức tạp số lắng 80S gồm tiểu đơn vị 60S (rARN loại 28S; 5,8S; 5S 45 phân tử protein) 40S (rARN 18S 33 phân tử protein) Các tiểu phần lớn nhỏ ribosom tách môi trường có nồng độ cation (Mg, Ca, Co, Mn) giảm xuống nồng độ cation lại tăng cao hai tiểu phần lại liên kết với tạo thành ribosom hoàn chỉnh Trên tiểu phần lớn ribosom có vùng (điểm) đáng lưu ý: - Vùng liên kết peptidil-tARN (vùng P) có vai trò cố định tARN lắp ráp axit amin vào mạch polipeptid - Vùng liên kết amino-acyl - tARN (vùng A) có vai trò cố định tARN mang axit amin chuyển vào ribosom - Vùng E (exit): Vị trí chờ tARN Chức Ribosom nơi tổng hợp protein, xem phân xưởng tổng hợp protein tế bào sống Tại ribosom axit amin môi trường nội bào tập hợp, lắp ráp tạo thành mạch polipeptid thông tin di truyền mạch mARN quy định Sự tổng hợp protein ribosom gọi dịch mã hay giải mã Ribosom gắn với mARN lạ loại protein tổng hợp mật mã chứa mARN quy định Ví dụ virus xâm nhập vào vi khuẩn ribosom vi khuẩn tổng hợp protein virus Nguồn gốc Các rARN tổng hợp nhân tế bào khuôn ADN, sau tích luỹ nhân con, rARN liên kết với protein hình thành tiền ribosom, nhờ liên kết hydro ion Mg2+ Tiền ribosom chuyển qua màng nhân tế bào chất hình thành tiểu phần ribosom ý nghĩa nguyên phân + Phân bào nguyên nhiễm phương thức sinh sản tế bào thể đa bào + Phân bào nguyên nhiễm phương thức sinh trưởng mô, quan thể đa bào Các mô, quan tăng khối lượng không gia tăng tổng hợp chất nội bào gian bào mà chủ yếu gia tăng số lượng tế bào phân bào + Phân bào nguyên nhiễm chế bảo đảm cho nhiễm sắc thể 2n ổn định qua hệ tế bào + Phân bào nguyên nhiễm sở hình thức sinh sản vô tính sinh dưỡng 3 Những đặc điểm cấu tạo thấy DNA ưu việt RNA vai trò vật chất mang thông tin di truyền - Về đường, RNA có đường ribose khác với đường DNA đường deoxiribose Đường deoxiribose gốc –OH vị trí C2 Đây gốc hóa học phản ứng mạnh có tính ưa nước => RNA bền vững DNA môi trường nước - Về base nitric, RNA có U; DNA có T Về cấu trúc hóa học T khác U bổ sung thêm gốc metyl (-CH3) Đây gốc kị nước=>DNA bền RNA môi trường tế bào - DNA thường có cấu trúc mạch kép, RNA có cấu trúc mạch đơn giúp cho chế sửa chữa DNA diễn dễ dạng hơn, TTDT có xu hướng bị biến đổi - U RNA dễ bị biến đổi, cần biến đổi hóa học (amin hóa metyl hóa) chuyển hóa tương ứng thành X T Trong T cần biến đổi hóa học (loại metyl) để trở thành U, cần biến đổi hóa học (vừa loại metyl hóa, vừa loại amin hóa) để trở thành X, điều khó xảy Do vậy, DNA có khuynh hướng lưu giữ TTDT bền vững Đặc tính mã di truyền - Mã di truyền mã ba; Mã di truyền không chồng chéo, nucleotit tham gia vào thành phần codon gần - Mã di truyền “dấu phẩy” (không ngắt quãng), thông tin đọc theo chiều Trình tự đọc thông tin di truyền phụ thuộc vào điểm bắt đầu, từ việc đọc tiến hành liên tục theo ba theo chiều 5’ – 3’ - Mã di truyền mang tính “thoái hoá”: axit amin mã hoá số ba khác Mã di truyền mang tính thoái hoá mạnh Thể hiện: có axit amin methionin triptophan có ba mã hoá; axit amin mã hoá ba; axit amin mã hoá ba; axit amin mã hoá ba; axit amin mã hoá ba - Mã di truyền có tính chất phổ biến Các loài sinh vật mã hoá theo nguyên tắc chung Gen tách từ thể sinh vật bậc cao đem giải mã thể cho loại protein Đây chứng chứng minh nguồn gốc chung sinh giới - Mã di truyền có khởi đầu kết thúc đặc hiệu khác biệt tái adn tế bào prokaryot eukaryot (1) E coli trình chép xuất phát từ điểm ori (origine), nên phân tử ADN thành đơn vị chép thống gọi replicon, bao gồm chạc tái - Tế bào nhân thực có số lượng, kích thước phân tử ADN lớn nhiều so với tế bào tiền nhân tạo nên nhiều nhiễm sắc thể, nhiễm sắc thể gồm phân tử ADN thẳng kết hợp với protein Do chép ADN tế bào nhân thực phức tạp tốc độ chậm Biểu hiện, ADN tế bào nhân thực có nhiều ori replicon nhiều chạc tái bản) (2) Quá trình tái ADN E coli thực loại enzyme ADN polimerase I; II III Sự tái ADN sinh vật nhân chuẩn thực xúc tác loại enzyme: ADN polimerase : chức tái ADN nhân ADN polimerase : Sửa đổi ADN nhân ADN polimerase : Tái hệ gen ti thể 6: Khác biệt trình phiên mã sinh vật nhân sơ sinh vật nhân chuẩn Điểm Nhân sơ Nhân thực khác biệt Vị trí xảy Tế bào chất Trong nhân ; bào quan (ty thể lục lạp) Enzym Chỉ cần loại E tổng hợp Trong nhân có loại ARNase chịu trách cho loại ARN khác nhiệm phiên mã cho gen khác : (mARN ; tARN ; rARN) ARNase I: rARN: 28S, 18S, 5S; ARNase II: mARN; ARNase III: tARN rARN loại 5,8S Trong TBC có E ARN pol tổng hợp loại ARN Đơn vị Một đơn vị phiên mã gồm Một đơn vị phiên mã gồm gen (một phiên mã nhiều gen (1 gen điều hòa, gen điều hòa, vùng điều hòa điều khiển vùng điều hòa điều phiên mã gen cấu trúc) khiển phiên mã nhóm gen cấu trúc ; nhóm gen cấu trúc) Hoàn thiện mARN ARN tổng hợp ARN tổng hợp phải qua biến đổi : cắt bỏ dùng để dịch mã mà intron, nối exon, gắn mũ 7mGppp đầu 5’và không cần biến đổi đuôi poly Aowr đầu 3’ Ý nghĩa - Đối với sinh vật nhân sơ : Giúp tiết kiệm lượng thời gian cho trình phiên mã, dịch mã diễn nhanh (phiên mã dịch mã xảy gần đồng thời) góp phần làm cho SV nhân sơ sinh sản nhanh - Đối với SV nhân thực : Việc gắn mũ đuôi poly A có tác dụng kích thích mARN TBC để dịch mã tránh khỏi phân hủy số E, tín hiệu để riboxom nhận biết gắn vào mARN để dịch mã tạo ổn định lâu dài tế bào Việc cắt bỏ intron nối exon tạo mARN trưởng thành khác từ gen, qua dịch mã tạo protein khác Khác biệt liên quan đến chế phiên mã dịch mã Prokaryot Eukaryo Tế bào prokaryot màng nhân nên trình phiên mã dịch mã diễn đồng thời Các ribosom tARN gắn vào đầu 5’ mARN để dịch mã trình phiên mã tiếp diễn Ở tế bào Eukaryot có màng nhân ngăn cách nhân tế bào chất, phiên mã dịch mã trình tách biệt không gian thời gian Phiên mã diến trước nhân, dịch mã xảy sau tế bào chất 8 Định luật Hardy - Weinberg Nội dung định luật: Trong điều kiện định không làm biến đổi tần số alen quần thể có tỉ lệ xác định cá thể mang tính trạng trội cá thể mang tính trạng lặn tần số tương đối alen thành phần kiểu gen có xu hướng trì ổn định qua hệ Nếu gen gồm alen kí hiệu p tần số alen A, q tần số alen a, tỉ lệ kiểu gen hệ sau là: p2AA : 2pq Aa : q2 aa = Công thức Hardy - Weinberg phản ánh phân bố kiểu gen quần thể Biểu thức nhị thức Newton: (pA + qa)2 = Nếu gen gồm nhiều alen ký hiệu tần số alen pA, qa, ra1 thành phần kiểu gen quần thể ngẫu phối : (pA + qa +ra1 + )2 = Chứng minh định luật sử dụng tần số kiểu gen: Ví dụ: Một quần thể ngẫu phối có 25 cá thể chia thành nhóm cóp kiểu hình khác nhau: màu đen gồm cá thể có kiểu gen AA, màu xám gồm 12 cá thể có kiểu gen Aa, màu trắng gồm cá thể có kiểu gen aa Tần số tương đối nhóm màu đen ĐAA= Tần số tương đối nhóm màu xám HAa= = 0,16 25 12 = 0,4 25 = 0,36 25 Tần số phân bố kiểu gen hệ xuất phát là: 0,16 AA : 0,48 Aa : 0,36 aa = Tần số tương đối nhóm màu trắng Raa= Số alen A quần thể xuất phát + 12 = 20 Số alen a quần thể xuất phát 18 + 12 = 30 20 30 = 0,4; a = = 0,6 20  30 20  30 Sự kết hợp ngẫu nhiên cá thể quần thể, có: Tần số tương đối alen A = Thế hệ cha mẹ Xác suất AA AA 0,16  0,16 AA Aa 0,16  0,48 AA  aa 0,16  0,36 Aa  AA 0,48 0,16 Aa  Aa 0,48 0,48 Aa  aa 0,48 0,36 aa  AA 0,36 0,16 aa  Aa 0,36 0,48 aa  aa 0,36 0,36 Tổng cộng AA 0,0256 0,0384 0,0384 0,0576 0,16 Thế hệ Aa 0,0384 0,0576 0,0384 0,1152 0,0864 0,0576 0,0864 0,48 aa 0,0576 0,0864 0,0864 0,1296 0,36 Như tần số tương đối kiểu gen hệ tần số tương đối kiểu gen tương ứng hệ bố mẹ Như vậy, định luật Hardy – Weinberg chứng minh cách sử dụng tần số kiểu gen Chứng minh định luật sử dụng tần số alen Ví dụ: Quan sát quần thể ngô thời kì trỗ hoa có p tần số alen A qui định tạo thành màu vàng hạt, q tần số alen a qui định tạo thành màu nâu hạt Sự gặp ngẫu nhiên hạt phấn noãn mang alen A a cho hệ sau: Tần số tương đối kiểu gen hệ con: p2AA : 2pq Aa : q2 aa=1 Gọi p1 tần số tương đối alen A, q1 tần số tương đối alen A hệ con, ta pq pq có: p1 = p2 + = p (p+q) Vì p + q =  p1 = p; q1 = q2 + = q (p+q) Vì p + q = 2  q1 = q Như tần số alen hệ tần số alen hệ bố mẹ Định luật Hardy-Weinbrg chứng minh sử dụng tần số alen Công thức tổng quát định luật Một gen gồm alen (A a) cấu trúc di truyền quần thể là: p2AA + 2pqAa + q2 aa=1 hay (pA + qa)2 = Trường hợp gen có nhiều alen, chẳng hạn: gọi p tần số alen a1; q tần số alen a2; r tần số alen a3, (pa1 + qa2 + ra3)2 =  pa1 + qa2 + ra3 =1 p2a1a1 + 2pqa1a2 + q2a2a2 + 2qra2a3 + 2pra1a3 + r2a3a3= Một gen gồm nhiều alen tương ứng với tần số p, q, r, h, công thức định luật là: (p + q + r + h + )2 = Điều kiện nghiệm định luật - Sự bắt cặp cá thể tổ hợp giao tử quần thể hoàn toàn ngẫu nhiên - Kích thước quần thể phải lớn để tránh trường hợp giao tử phân bố không - Đột biến thuận đột biến nghịch xảy vô đến mức bỏ qua - Không có xâm nhập quần thể khác - Các cá thể có kiểu gen khác có khả sống độ hữu thụ chọn lọc Ý nghĩa định luật Hardy –Weinberg Về mặt lí luận: Định luật Hardy –Weiberg phản ánh trạng thái cân di truyền quần thể giao phối Điều giải thích tự nhiên có quần thể giữ vững trạng thái ổn định thời gian dài Trong tiến hoá, trì kiên định đặc điểm đạt có ý nghĩa quan trọng có phát sinh đặc điểm mới có ý nghĩa Về mặt thực tiễn: Dựa vào công thức Hardy – Weinberg, từ tỉ lệ kiểu hình suy tỉ lệ kiểu gen tần số alen Ngược lại, từ tần số tương đối alen dự tính tỉ lệ kiểu gen kiểu hình Nắm tần số kiểu gen kiểu hình số quần thể dự đoán tác hại đột biến gây chết, đột biến gây hại khả gặp đồng hợp tử mang đột biến có lợi 9 Vai trò đột biến tiến hóa - Khái niệm đột biến: đột biến biến đổi đột ngột tính trạng đó, biến đổi vật chất di truyền, xảy cấp độ phân tử (đột biến gen) mức độ tế bào (đột biến NST) - Đột biến VCDT biến đổi, có khả di truyền qua hệ qua chế tự ADN tự nhân đôi NST, đột biến nguồn nguyên liệu cho trình CLTN dẫn đến tiến hóa sinh giới * Đa số đột biến có hại xem nguồn nguyên liệu tiến hóa vì: - ĐB VCDT biến đổi nên di truyền qua hệ qua chế tự ADN tự nhân đôi NST - Đa số ĐB có hại có ĐB có lợi trung tính - Tần số ĐB gen riêng rẽ trung bình 10-3 – 10-6 Sinh vật có nhiều gen nên tỷ lệ giao tử mang ĐB gen gen khác lớn Đây nguồn nguyên liệu vô phong phú cho trình chọn lọc - Khi môi trường thay đổi, giá trị thích nghi ĐB bị thay đổi Trong môi trường quen thuộc, thể ĐB thường tỏ có sức sống kém thích nghi so với dạng gốc Đặt vào điều kiện sống thể đột biến tỏ thích nghi - Giá trị thích nghi đột biến thay đổi tùy tổ hợp gen Một đột biến nằm tổ hợp gen có hại tương tác với gen tổ hợp khác trở nên có lợi - Tuy đột biến có hại phần lớn gen ĐB gen lặn, thể dị hợp không biểu kiểu hình gây hại * Đột biến gen xem nguồn nguyên liệu chủ yếu tiến hóa vì: - ĐBG phổ biến ĐB NST - ĐBG ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức sống sinh sản SV 10 Vai trò trình giao phối tiến hóa - Quá trình giao phối nhân tố tiến hóa bản, tạo nguồn nguyên liệu tiến hóa - Giao phối làm đột biến phát tán quần thể tạo vô số biến dị tổ hợp nguồn nguyên liệu phong phú CLTN - Quá trình giao phối làm trung hòa tính có hại đột biến - Quá trình giao phối góp phần tạo tổ hợp gen thích nghi - Giao phối tự làm cho thành phần kiểu gen quần thể đạt tới trạng thái cân 11 adn tái tổ hợp tạo dòng vô tính (1) Phân lập gen Phân lập gen cách sử dụng RE Tách đoạn ADN từ gen enzym cắt giới hạn gắn vào vector tạo vector tái tổ hợp Phương pháp mang tính mò mẫm toàn đoạn ADN cấu thành gen sinh vật gắn vào vector Tuy nhiên phương pháp có hiệu việc thiết lập ngân hàng ADN gen hay gọi thư viện ADN gen Phân lập gen cách sử dụng kỹ thuật PCR Muốn tổng hợp gen phương pháp cần biết thông tin trình tự nucleotit gen để thiết kế cặp mồi đặc hiệu Sự hoàn thiện phương pháp nghiên cứu cấu trúc bậc protein với phương pháp xác định trình tự nucleotit thúc đẩy nhanh chóng việc tổng hợp nhân tạo gen Phân lập gen từ mARN kỹ thuật PCR ngược (RT-PCR) Từ khuôn mẫu mARN tách từ tế bào chất, nhờ sử dụng enzym phiên mã ngược (RT = reverse transcriptase) tổng hợp ADN sợi (cADN = complementary) Từ cADN sợi đơn tổng hợp ADN kép nhờ enzym ADN polimeraza Sử dụng phương pháp tổng hợp dòng cADN có trình tự mã hoá liên tục (2) Vector phân tử ADN ARN không lớn lắm, có khả xâm nhập vào tế bào vi khuẩn, tự nhân lên cách độc lập so với NST vi khuẩn, hoàn thành vai trò vật dẫn truyền trung gian Ứng dụng chủ yếu vector +) Tạo dòng nhằm khuyếch đại số lượng trình tự ADN định +) Chuyển gen vào tế bào hay thể  tạo sinh vật chuyển gen +) Sản xuất protein với số lượng lớn từ ADN tạo dòng Các đặc tính vector  Có trình tự khởi đầu chép (ori) để tự chép tồn độc lập  Vector có kích thước nhỏ tốt Kích thước vector nhỏ dễ xâm nhập vào tế bào vi khuẩn chép nhanh  Vector có trình tự nhận biết để RE cắt hở làm chỗ gắn gen lạ vào  Có trình tự điều hoà (promoter) vị trí bám ribosom (rbs - ribosome binding site) tạo thuận lợi cho phiên mã biểu gen lạ  Vector phải có đặc tính cho phép phát dễ dàng tế bào vi khuẩn có chứa chúng Các đặc tính mã hoá gen chọn lọc Thông thường đặc tính kháng với kháng sinh giúp vi khuẩn có mang vector sống môi trường có kháng sinh khả sản sinh enzym chuyển hoá chất tạo màu phát môi trường thạch  Vector phải tồn tế bào chủ qua nhiều hệ gây xáo trộn cho tế bào chủ TẠO VECTOR TÁI TỔ HỢP Mục đích: gắn đoạn ADN (đoạn gen quan tâm) hay cADN vào vector chuyển gen để tạo nên plasmid tái tổ hợp Quá trình thực nhờ xúc tác enzym ADN ligase Các enzym xúc tác phản ứng nối cách hình thành liên kết photphodieste nối nucleotit kế cận Chọn dòng mang gen biến nạp ( Xác định dòng vi khuẩn chứa plasmid tái tổ hợp) Plasmid đoạn gen cần tạo dòng trộn lẫn với tác dụng enzym nối ADN ligase Hỗn hợp có plasmid tái tổ hợp với plasmid gen lạ xen vào Hỗn hợp trộn lẫn với tế bào vi khuẩn để thực biến nạp Sau cấy hỗn hợp lên môi trường dinh dưỡng, hỗn hợp không đồng trên, nên khuẩn lạc mọc lên có loại sau: - Tế bào vi khuẩn nhận plasmid gen lạ xen vào - Tế bào vi khuẩn nhận plasmid tái tổ hợp Vì cần xác định dòng vi khuẩn chứa plasmid tái tổ hợp Có thể sử dụng phương pháp sau: Lai axit nucleic Sử dụng phương pháp lai axit nucleic có hiệu việc tách dòng gen mong muốn từ thư viện ADN việc sử dụng mẫu dò đánh dấu phóng xạ Người ta tiến hành làm tan chỗ khuẩn lạc giấy lọc nitrocellulo để ADN thoát gắn giấy Sau cho mẫu dò lai với ADN màng lai Các sợi đơn mẫu dò bắt cặp với sợi đơn ADN màng lai vị trí có trình tự nucleotit bổ sung Việc phát phân tử lai thông qua phóng xạ tự ghi Bằng phương pháp người ta dễ dàng phát khuẩn lạc mang đoạn ADN mong muốn từ nhiều khuẩn lạc mang đoạn ADN khác nhau, dựa vào thông tin biết tổng hợp mẫu dò Phát khuẩn lạc chứa plasmid tái tổ hợp thông qua biểu kiểu hình Nhiều vector (pUC 18/19, pCR 2.1) thiết kế mang trình tự điều hoà gen lacZ (gen tổng hợp protein enzym - galactozidaza) biến nạp vào tế bào vi khuẩn chủ, biến tế bào chủ có kiểu hình Lac - thành Lac + (được gọi bổ sung ) Các vi khuẩn có kiểu hình Lac+ nhận biết nhờ chuyển hoá chất X-gal làm khuẩn lạc có màu xanh Nếu đoạn ADN lạ gắn xen vào trình tự điều hoà lacZ, làm gen không hoạt động, không thực phản ứng biến đổi X-gal thành màu xanh, khuẩn lạc có màu trắng Nhờ người ta nhận biết nhanh chóng mắt thường khuẩn lạc chứa plasmid tái tổ hợp (màu trắng) lẫn đám khuẩn lạc màu xanh (không mang plasmid tái tổ hợp) Mất hoạt tính xen đoạn Phương pháp sử dụng vector mang gen kháng thuốc (pBR 322) Trên gen (chẳng hạn: ampiciline, tetracycline) có mang điểm nhận biết enzym cắt hạn chế Plasmid mở vòng tác dụng RE mà điểm cắt nằm gen kháng thuốc (ví dụ: gen kháng tetracycline tet) đoạn ADN lạ xen vào vị trí mở vòng plasmid, làm cho gen kháng thuốc hoạt tính Hỗn hợp biến nạp vào E.coli, tế bào E.coli có loại kiểu gen kiểu sau: - Tế bào E.coli không nhận plasmid không mọc môi trường có ampiciline, tetracycline - Tế bào E.coli nhận plasmid gen lạ không gắn vào mọc môi trường có ampiciline, tetracycline - Tế bào E.coli nhận plasmid tái tổ hợp, gen tet bị hoạt tính gen lạ xen vào, gen kháng ampiciline hoạt động bình thường Do tế bào E.coli mang plasmid tái tổ hợp không mọc môi trường chứa tetracycline, mọc môi trường chứa ampiciline Đây dòng tế bào cần chọn (5) Ứng dụng công nghệ ADN tái tổ hợp thành tựu Trong y học - Sản xuất hoocmon để chữa bệnh cho người Thành tựu: Sản xuất insulin kỹ thuật ADN tái tổ hợp, tác dụng chữa bệnh đái tháo đường, cách: phân lập gen sản xuất insulin người, chuyển vào tế bào vi khuẩn E coli thông qua vector plasmid Insulin sản sinh tế bào vi khuẩn giống tế bào người; Sản xuất interferon cụng nghệ plasmid tái tổ hợp Interferon loại protein đặc biệt, có vai trò bảo vệ thể động vật bị nhiễm virut Người ta tách gen mã hóa interferon từ thể sống ghép vào plasmid, đưa vào E coli để sản xuất interferon - Sản xuất vaccin công nghệ ADN tái tổ hợp Là loại vaccin chế từ vi khuẩn nấm men tái tổ hợp mang gen mã hóa kháng nguyên virut hay vi khuẩn Một số loại vaccin sản xuất công nghệ ADN tái tổ hợp: vaccin viêm gan B; vaccin sốt rét, vaccin dại kiểu mới, vaccin tả kiểu Trong trồng trọt Công nghệ ADN tái tổ hợp tạo nhiều giống trồng có xuất cao, mang gen chống chịu sâu bệnh: Thành công việc tách dòng gen Nif (nitrogen fixing) gen tổng hợp enzym xúc tác cho trình cố định nitơ phân tử, có plasmid vi khuẩn nốt sần họ đậu chuyển vào họ đậu, tạo giống cho xuất cao mà không cần đến phân đạm; Tạo giống thuốc mang gen kháng virut TMV (Tobacco mosaic virut); Tạo kháng sâu đục thân; Tạo giống khoai lang kháng bọ hà; Chuyển gen tổng hợp sắc tố khác hoa Trong chăn nuôi - Sản xuất vaccin phòng chống số bệnh gia súc, gia cầm Thành tựu: Sản xuất vaccin chống bệnh Newcasle (bệnh cúm gia cầm); Sản xuất vaccin chống bệnh lở mồn long móng loài động vật móng guốc (trâu, bò, lợn, cừu) - Công nghệ gen động vật sản xuất loại protein quý hiếm, đặc hiệu Thành tựu: Sản xuất chất hoạt hóa plasminogen mô người, chất tăng đông máu, chất tiết qua tuyến sữa (các động vật bậc cao) nhờ promotor  -lactoglobulin; Bằng phương pháp tương tự người ta tổng hợp  -antitrypsin người 12 Vật chất di truyền phải thoả mãn tiêu chẩn sau:  Chứa đựng thông tin dạng bền vững cần thiết cho việc cấu tạo hoạt động sinh sản t/b  Được chép cách xác để thông tin di truyền hệ sau giống t/h trước  Thông tin di truyền chứa vật chất di truyền phải sử dụng để sinh phân tử cần cho cấu trúc hoạt động tế bào  Vật chất di truyền phải có khả biến đổi 13 Nêu cấu trúc chức loại ARN tế bào nhân thực (Eukaryot) *ARN thông tin (mARN) - mARN tổng hợp nhân tế bào, từ gen cấu trúc, có chức truyền đạt thông tin di truyền từ ADN nhân tế bào đến tế bào chất trực tiếp tham gia tổng hợp protein - ARN thông tin cấu tạo từ mạch polyribonucleotit có từ khoảng 6001500 ribonucleotit Phân tử mARN có ba mở đầu (AUG), sau đến ba quy định axit amin thứ nhất, thứ hai (đoạn mã hóa), cuối ba kết thúc (UAA, UGA, UAG) * ARN ribosom (rARN = ribosomal ARN) - ARN ribosom chiếm 80% tổng số ARN tế bào Các rARN kết hợp với protein tạo thành ribosom, thành phần máy dịch mã Tuỳ theo hệ số lắng, rARN chia thành nhiều loại: Ở nhóm Eukaryot có rARN 28S; 18S; 5,8S; 5S Ở nhóm Prokaryot có rARN 23S; 16S 5S * ARN vận chuyển (tARN) - ARN vận chuyển chiếm từ 10 – 20 % ARN tổng số tế bào Mỗi phân tử tARN có từ 75 – 85 nucleotit Chức tARN vận chuyển axit amin tương ứng hoạt hoá đến máy dịch mã để tổng hợp protein - tARN có cấu trúc đặc thù theo không gian chiều giống dâu xẻ thuỳ mạch đơn poliribonucleotit quấn trở lại Thuỳ I: nhận biết enzym hoạt hoá gắn axit amin tương ứng vào đầu 3’ tARN (enzyme aminoacyl tARN synthetase); Thuỳ II: mang cụm đối mã khớp với cụm mã mARN theo nguyên tắc bổ sung; Thuỳ III: nhận biết tác dụng với ribosom; Một số tARN có thuỳ thứ IV gọi vòng biến đổi Đầu 3’ nơi gắn với axit amin tARN mang AXX, đầu mút 5’ kết thúc GGG, nucleotit khác thay đổi tuỳ loại tARN 14 Những điểm khác biệt ARN so với ADN - Đường ARN đường ribose (C5H10O5), deoxiribose (C5H10O4) ADN - U ARN thay T ADN - ARN gồm sợi đơn poliribonucleotit (trừ trường hợp số virut reovirut mang ARN sợi) ADN gồm mạch polynucleotit liên kết với theo nguyên tắc bổ sung 15 GEN VÀ MÃ DI TRUYỀN Một số khái niệm - Gen đoạn ADN ARN chứa thông tin mã hóa cho sản phẩm protein rARN, tARN - Hệ gen (genome) toàn gen nằm tế bào thể sinh vật, chứa toàn TTDT đặc trưng cho loài, cho cá thể loài - Intron đoạn ADN gen phân đoạn tế bào eukaryot, không mã hóa axit amin; - Exon đoạn ADN gen phân đoạn tế bào eukaryot mã hóa axit amin - Đoạn đệm (space) đoạn ngăn cách cistron gen đa cistron sinh vật nhân sơ - Yếu tố di truyền vận động (TGE) đoạn ADN có khả di chuyển vị trí hệ gen - Gen nhảy (JG) loại TGE chứa thông tin mã hóa cho sản phẩm protein enzym - Đoạn xen (IS) loại TGE không chứa thông tin mã hóa cho loại sản phẩm protein enzym cần thiết giúp cho gen nhảy di chuyển vị trí 16 ĐẶC ĐIỂM HỆ GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ VÀ NHÂN THỰC * Đặc điểm hệ gen tế bào prokaryot - Gồm toàn gen tế bào: vùng nhân (nucleoid) plasmid - Gen prokaryot gồm nhiều cistron (đa cistron); promotor; operator - Mỗi cistron chứa thông tin loại chuỗi polypeptit; Promotor trình tự nucleotit có lực với ARN polymerase – chức khởi động trình phiên mã; Operator trình tự có lực với protein ức chế Nếu protein ức chế gắn với operator ngăn cản di chuyển ARN polymerase tới gen cấu trúc => ức chế trình phiên mã - Hệ gen prokaryot gồm thành phần gồm đoạn ADN không giống - Gen cấu trúc prokaryot gen liên tục (chỉ gồm trình tự mã hóa aa) * Đặc điểm hệ gen tế bào eukaryot - Gồm toàn gen nằm tế bào; gồm: (1) hệ gen nhân (genome nhân); (2) hệ gen ti thể (genome ti thể); (3) hệ gen lạp thể (genome lạp thể) - Gen cấu trúc: phần lớn gen phân đoạn (mang đoạn không mã hoá gọi intron xen vào làm gián đoạn đoạn mã hoá gọi exon), số gen liên tục - Có thành phần ADN không giống nhau: đoạn ADN lặp lại nhiều (25%), đoạn ADN lặp lại (30%); đoạn ADN không lặp lại (45%) 17 Giải thích tính linh hoạt mã di truyền - Cấu trúc inosin: Trong tế bào có loại tRNA kết cặp với số ba khác mARN Phân tích trình tự tRNA cho thấy số tARN có inosin base cụm mã đối (anticodon) Cấu trúc có khả kết cặp với nhiều base VD: I (Inosin ) tARN kết cặp với A, U G ba mã mARN - Tính “linh hoạt” kết cặp: Phân tích trình tự cho thấy đầu 5’ codon đối mã (bổ trợ với base thứ ba cụm mã) khác với base kia, có khả kết hợp với số base đầu 3’ cụm mã Hiện tượng gọi tính “linh hoạt” kết cặp Base đầu 5’ anticodon Base đầu 3’ cụm mã U kết cặp với A G G kết cặp với C U - Tính linh hoạt có giới hạn: C (tARN) kết cặp với G; A (tARN) kết cặp với U 18 Các enzym tham gia vào tái ADN E coli ADN polimerase: loại ADN polimerase I: Nhiệm vụ đọc sửa chữa ADN, ADN polimerase II: Chức xác định bắt đầu kết thúc tổng hợp ADN, ADN polimerase III: Giữ vai trò tái ADN, nhiệm vụ chủ yếu gia tăng chiều dài sợi mới., ADN gyrase (topoisomerase): Cắt ADN, làm tháo xoắn phía ngựơc điểm khởi đầu chép ADN helicase: Bẻ gãy liên kết hidro, giải phóng chuỗi đơn tạo nên chạc tái ADN ligase: Nối đoạn ADN ngắn thành sợi ADN dài liên tục  Các protein tham gia vào tái ADN E coli - Protein B: Nhận điểm khởi đầu tái - Protein SSB (Single strand binding): Gắn với sợi đơn, giữ sợi tách riêng chưa tái 19 Đặc điểm trình tái ADN: - Gồm giai đoạn: duỗi xoắn, tổng hợp mồi, kéo dài; hoàn chỉnh sợi - Mạch ADN tổng hợp theo chiều 5’- 3’, mạch polynucleotit tổng hợp liên tục mạch tổng hợp gián đoạn - Mỗi bước trình tái có tham gia loại enzym tương ứng - Quá trình liên kết với nucleotit thực theo nguyên tắc bổ sung (A – T, G - C) - Có tham gia primer (mồi ARN ) - Mỗi ADN tạo thành chứa mạch cũ mạch (bán bảo toàn) 20 Những điểm giống tái ADN pro eu - Đều dựa khuôn mẫu ADN mẹ; - Được bắt đầu vị trí đặc thù; - Có tham gia enzym, dNTP (deoxyribonucleotit triphotphat); - Cần tham gia đoạn mồi (primer) để tạo nhóm 3’OH tự do; - Sự lắp ráp nucleotit nguyên tắc bổ sung với mạch đơn ADN mẹ; - Có mạch tổng hợp liên tục theo chiều tháo xoắn, mạch tổng hợp gián đoạn ngược với chiều tháo xoắn; - Kết quả: Từ phân tử ADN mẹ sau lần tái tạo phân tử ADN giống ADN mẹ 21 Sự khác tái ADN t/bào sống nhân đaọn ADN ống nghiệm - Tái ADN TB sống xảy với phân chia tế bào, phân tử ADN nhân bản; nhân ADN ống nghiệm có đoạn ADN khuếch đại - Mồi tham gia vào tái ADN TB sống ARN, tổng hợp nhờ primase; mồi tổng ADN ống nghiệm ADN tổng hợp nhân tạo - Sự tái ADN tế bào sống điều kiện nhiệt độ ổn định, biến tính, tổng hợp mồi có tham gia nhiều E protein; ống nghiệm biến tính, tiếp hợp mồi ADN nhờ thay đổi nhiệt độ - Sự tái ADN TB sống có tượng loại bỏ mồi, ống nghiệm tượng Ribosom ý nghĩa nguyên phân Những đặc điểm cấu tạo thấy DNA ưu việt RNA Đặc tính mã di truyền Khác biệt TÁI BẢN ADN tế bào Prokaryot Eukaryot Khác biệt trình phiên mã sinh vật nhân sơ sinh vật nhân chuẩn\ Khác biệt liên quan đến chế phiên mã dịch mã Prokaryot Eukaryo định luật hardy – weinberg vai trò đột biến tiến hóa 10 vai trò trình giao phối tiến hóa 11 adn tái tổ hợp tạo dòng vô tính 12 vật chất di truyền phải thoả mãn tiêu chẩn sau: 13 nêu cấu trúc chức loại arn tế bào nhân thực 14 điểm khác biệt arn so với adn 15 gen mã di truyền 16 đặc điểm hệ gen sinh vật nhân sơ nhân thực 17 giải thích tính linh hoạt mã di truyền 18 enzym tham gia vào tái adn e coli 19 đặc điểm trình tái adn: 20 điểm giống tái adn pro eu 21 khác tái ADN t/bào sống nhân đaọn ADN ống nghiệm 22 Ribosom 23 ý nghĩa nguyên phân 24 Những đặc điểm cấu tạo thấy DNA ưu việt RNA 25 Đặc tính mã di truyền 26 Khác biệt TÁI BẢN ADN tế bào Prokaryot Eukaryot 27 Khác biệt trình phiên mã sinh vật nhân sơ sinh vật nhân chuẩn 28 Khác biệt liên quan đến chế phiên mã dịch mã Prokaryot Eukaryo 29 Định luật Hardy – Weinberg 30 Vai trò đột biến tiến hóa 31 Vai trò trình giao phối tiến hóa 32 adn tái tổ hợp tạo dòng vô tính [...]... bộ các gen nằm trong tế bào của cơ thể sinh vật, chứa toàn bộ TTDT đặc trưng cho loài, cho từng cá thể trong loài - Intron là đoạn ADN trong gen phân đoạn của tế bào eukaryot, không mã hóa axit amin; - Exon là đoạn ADN trong gen phân đoạn của tế bào eukaryot mã hóa axit amin - Đoạn đệm (space) là đoạn ngăn cách giữa các cistron trong gen đa cistron ở sinh vật nhân sơ - Yếu tố di truyền vận động (TGE)... năng di chuyển vị trí trong hệ gen - Gen nhảy (JG) là một loại TGE chứa thông tin mã hóa cho một sản phẩm là protein hoặc enzym - Đoạn xen (IS) là một loại TGE không chứa thông tin mã hóa cho loại sản phẩm là protein hoặc enzym nhưng cần thiết giúp cho gen nhảy di chuyển vị trí 16 ĐẶC ĐIỂM HỆ GEN Ở SINH VẬT NHÂN SƠ VÀ NHÂN THỰC * Đặc điểm hệ gen ở tế bào prokaryot - Gồm toàn bộ các gen trong tế bào: ... phối trong tiến hóa 11 adn tái tổ hợp và tạo dòng vô tính 12 vật chất di truyền phải thoả mãn các tiêu chẩn sau: 13 nêu cấu trúc và chức năng của các loại arn trong tế bào nhân thực 14 những điểm khác biệt của arn so với adn 15 gen và mã di truyền 16 đặc điểm hệ gen ở sinh vật nhân sơ và nhân thực 17 giải thích tính linh hoạt của mã di truyền 18 các enzym tham gia vào tái bản adn ở e coli 19 đặc điểm quá... aa) * Đặc điểm hệ gen ở tế bào eukaryot - Gồm toàn bộ các gen nằm trong tế bào; gồm: (1) hệ gen nhân (genome nhân); (2) hệ gen ti thể (genome ti thể); (3) hệ gen lạp thể (genome lạp thể) - Gen cấu trúc: phần lớn là gen phân đoạn (mang các đoạn không mã hoá được gọi là intron xen vào và làm gián đoạn các đoạn mã hoá được gọi là exon), một số là gen liên tục - Có 3 thành phần ADN không giống nhau: các đoạn... ADN trong t /bào sống và sự nhân bản đaọn ADN trong ống nghiệm - Tái bản ADN trong TB sống xảy ra cùng với sự phân chia tế bào, cả phân tử ADN được nhân bản; sự nhân bản ADN trong ống nghiệm chỉ có đoạn ADN được khuếch đại - Mồi tham gia vào tái bản ADN trong TB sống là ARN, tổng hợp nhờ primase; mồi trong tổng ADN trong ống nghiệm là ADN được tổng hợp nhân tạo - Sự tái bản ADN trong tế bào sống ở điều... ADN nhờ sự thay đổi nhiệt độ - Sự tái bản ADN trong TB sống có hiện tượng loại bỏ mồi, còn trong ống nghiệm không có hiện tượng này 1 Ribosom 2 ý nghĩa của nguyên phân 3 Những đặc điểm về cấu tạo để cho thấy DNA ưu việt hơn RNA 4 Đặc tính của mã di truyền 5 Khác biệt về TÁI BẢN ADN trong tế bào Prokaryot và Eukaryot 6 Khác biệt của quá trình phiên mã ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn\ 7 Khác... là exon), một số là gen liên tục - Có 3 thành phần ADN không giống nhau: các đoạn ADN lặp lại nhiều (25%), các đoạn ADN lặp lại ít (30%); các đoạn ADN không lặp lại (45%) 17 Giải thích tính linh hoạt của mã di truyền - Cấu trúc inosin: Trong tế bào có những loại tRNA có thể kết cặp với một số bộ ba khác nhau trên mARN Phân tích trình tự tRNA đã cho thấy rằng một số tARN có inosin là một trong các... adn: 20 những điểm giống nhau trong tái bản adn ở pro và eu 21 sự khác giữa tái bản ADN trong t /bào sống và sự nhân bản đaọn ADN trong ống nghiệm 22 Ribosom 23 ý nghĩa của nguyên phân 24 Những đặc điểm về cấu tạo để cho thấy DNA ưu việt hơn RNA 25 Đặc tính của mã di truyền 26 Khác biệt về TÁI BẢN ADN trong tế bào Prokaryot và Eukaryot 27 Khác biệt của quá trình phiên mã ở sinh vật nhân sơ và sinh vật... ARN là đường ribose (C5H10O5), không phải là deoxiribose (C5H10O4) trong ADN - U trong ARN được thay thế bởi T trong ADN - ARN chỉ gồm một sợi đơn poliribonucleotit (trừ trường hợp ở một số ít virut như reovirut mang ARN 2 sợi) ADN gồm 2 mạch polynucleotit liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung 15 GEN VÀ MÃ DI TRUYỀN Một số khái niệm - Gen là đoạn ADN hoặc ARN chứa thông tin mã hóa cho một sản phẩm... cistron chứa thông tin một loại chuỗi polypeptit; Promotor là trình tự nucleotit có ái lực với ARN polymerase – chức năng khởi động quá trình phiên mã; Operator là trình tự có ái lực với protein ức chế Nếu protein ức chế gắn với operator sẽ ngăn cản sự di chuyển của ARN polymerase tới các gen cấu trúc => ức chế quá trình phiên mã - Hệ gen ở prokaryot chỉ gồm 1 thành phần gồm các đoạn ADN không giống nhau