SAO CHÉP ADN CƠ SỠ DI TRUYỀN HỌC

Trường ĐHKG Cơ sở di truyền SAO CHÉP ADN MỤC LỤC I KHÁI NIỆM:  Một tế bào vi khuẩn điển hình chứa khoảng 2.000 phân tử protein, tế bào nhân thật (Eukaryote) chứa khoảng 50.000 phân tử Một lượng lớn thông tin mã hóa phân tử acid nucleic Ở đa số loài, vật liệu di truyền chủ yếu ADN, số virus ARN  Các phân tử ADN loài, chí quan khác thành phần, trật tự xếp nucleotid, có cấu trúc xoắn kép Cấu trúc gồm hai chuỗi đường-phosphat mặt phân tử, base nitơ bên nối với liên kết hydro Hình Cấu trúc phân tử xoắn kép acid deoxyribonucleic (ADN) (https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&q=C%E1%BA%A5u+tr%C3%BAc+ph%C3%A2n+t %E1%BB%AD+xo%E1%BA%AFn+k%C3%A9p+c%E1%BB%A7a+acid+deoxyribonucleic+ (ADN#imgrc=jZCyVe3y_p8tqM:) Trường ĐHKG Cơ sở di truyền  Mặc dù base A, T, G, C có kích thước khác phân tử ADN tự điều chỉnh để có cấu trúc xoắn kép đối xứng qua trục Trình tự chuỗi base nitơ tạo nên thông tin di truyền Sự khác trình tự chuỗi làm tăng đa dạng sinh vật Do đó, xét nghiệm dấu ấn hồng cầu biết 70% bí mật di truyền, nghĩa hàng triệu người có hai người giống nhau, xét nghiệm ADN biết 99% bí mật di truyền, nghĩa 70 tỉ người có hai người giống  Các base nối với liên kết hydro theo cặp bổ sung Nhờ đó, chuỗi xoắn kép tách cho phép base chép tạo nên hai mạch mới, giống với phân tử ADN gốc, chép hệ thống sinh học Các enzyme xúc tác trình chép ADN ADN - polymerase Một số enzyme khác có vai trò định tiến trình  Các yếu tố vật lý, hóa học… tác động lên ADN, làm phá hủy ADN hay gây đột biến, hư hại sửa chữa Các yếu tố làm chết tế bào làm biến đổi gen (genome) Tất thay đổi di truyền qua đường chép ADN II SỰ SAO CHÉP CỦA ADN:  Người ta đưa hai chế chép ADN: chế bảo tồn phân tử ADN gồm hai chuỗi hoàn toàn chế bán bảo tồn phân tử ADN gồm chuỗi mẹ kết hợp với chuỗi tổng hợp Thí nghiệm Meselson Stahl (1958) chứng minh chép ADN thực theo chế bán bảo tồn Thí nghiệm Meselson Stahl:  Trong thí nghiệm này, vi khuẩn Escherichia coli cho phát triển vài hệ môi trường N15 để đảm bảo cho tất ADN vi khuẩn loại nặng, sau chuyển tế bào vào môi trường có chứa N14, nguồn cung cấp nitơ phân chia môi trường N14, khối lượng ADN tăng lên gấp đôi, ADN chiết khỏi tế bào ly tâm thang nồng độ cesium clorid Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Hình Thí nghiệm Meselson Stahl  Nếu chế bảo tồn thực hiện, hai băng ADN phải thấy rõ sau ly tâm: băng nguyên thủy (N15) băng chứa N14 Nếu theo chế bán bảo tồn có băng có tỷ trọng trung gian chứa N14.5 xuất Nếu ADN đun nóng, làm nguội nhanh để tách hai mạch, ly tâm thang nồng độ cesium clorid thấy hai băng tương ứng với ADN N15 ADN N14 (Hình 2) Bảng Các thông số định lượng chép Đặc trưng Prokaryotic (E coli) Hàm lượng ADN (cặp nucleotid/ tế bào) Tốc độ chép AND (nucleotide/giây/chạc chép) Số gốc chép/tế bào Thời gian hoàn tất chép gen (giờ) 3.9.x 106 850 Eukaryotic (tế bào HeLa người nuôi cấy) khoảng 109 60-90 0.67 103 - 104 Các yếu tố cần thiết cho chép ADN:  Quá trình chép tất sinh vật cần: khuôn mẫu (đoạn phân tử ADN ban đầu), Mg2+, loại desoxyribonucleotid triphosphat (dNTP) enzyme AND polymerase Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Tiến trình tóm tắt phương trình : d(NMP)n + dNTP => d(NMP)n+1 + PPi  Trong đó, dNTP desoxyribonucleotid triphosphat d(NMP)n polymer có n desoxyribonucleotid  Pyrophosphat tạo thủy phân thành phosphat vô cơ, làm phản ứng xảy theo chiều phải, kéo dài chuỗi ADN Cơ chế tương tự xảy việc hoạt hóa acid amin, sinh tổng hợp glycogen hoạt hóa acid béo để tăng hiệu suất sản phẩm Hình Sự hình thành liên kết phosphodiester desoxy-ribonucleotid 3’-OH chuỗi ADN chép (https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&sa=1&q=+Si%C3%AAu+xo%E1%BA%AFn+d %C6%B0%C6%A1ng+v%C3%A0+%C3%A2m+c%E1%BB%A7a+ADN&oq=+Si%C3%AAu+xo %E1%BA%AFn+d%C6%B0%C6%A1ng+v%C3%A0+%C3%A2m+c%E1%BB%A7a+ADN&gs_l=psyab.3 46288.47489.0.47736.2.2.0.0.0.0.111.208.1j1.2.0 1.1.64.psyab 0.0.0 0.fjXvjjyoToM#imgdii=bHkXGcaCUbLtUM:&imgrc=KTD_zv0biWCjhM:) Các ADN polymerase:  ADN polymerase I, II, III tìm thấy nhân nguyên thủy Đặc tính ADN polymerase khác tóm tắt Bảng Bảng Đặc điểm ADN polymerase từ E coli retrovirus Polymerase E coli I Trọng lượng phân tử (Mr) 109 000 II 120 000 Cấu trúc, đơn vị nhỏ, Mr Một Một Polymerase E coli I 400 Số phân tử/ tế bào Virus III 180 000 a 140 000 e 25 000 Q 10 000 160 000 a 65 000 b 95 000 Virus II 100 III 10 Trường ĐHKG Polymer hóa 5’đến 3’ Hoạt tính exonuclease 5’ đến 3’ 3’ đến 5’ Cơ sở di truyền + + + + + + + + + -  ADN polymerase I E coli chuỗi polypeptid lớn có trọng lượng phân tử 109.000 Trong phân tử có chứa nguyên tử kẽm Enzyme polymerase I xúc tác polymer hóa theo hướng 5’  3’ thêm nucleotid từ deoxyribonucleotid-5’-triphosphat vào nhóm 3’-hydroxy chuỗi ADN (Hình 3)  Tất ADN polymerase nhân nguyên thủy có hoạt tính exonuclease, chúng thủy phân mạch đơn ADN chuỗi từ đầu 3’theo hướng 3’  5’(hoạt tính exonuclease 3’ đến 5’); chúng thủy phân chuỗi ADN từ đầu 5’ (hoạt tính exonuclease 5’ đến 3’) ADN polymerase II E coli giống ADN polymerase I hoạt tính exonuclease 5’ đến 3’ ADN polymerase III cấu tạo gồm đơn vị nhỏ : a, b, g, d, e, q, t Tất đơn vị nhỏ cần cho chép ADN E coli ADN polymerase III enzyme chép E coli đột biến với ADN polymerase III ưa nhiệt chép nhiệt độ 42oC ADN polymerase I chịu trách nhiệm sửa chữa ADN hư hỏng Vai trò ADN polymerase II chưa rõ  Ở tế bào nhân thật có loại polymerase biết a, b, g, d, e (Bảng 3) Bảng ADN polymerase nhân thật Polymerase Mr A 300.000 B 45.000 Đơn vị nhỏ Vị trí Hoạt tính polymer 5’-> 3’ Nhân Nhân Sao chép Sửa chửa ADN nhiễm sắc thể (sợi muộn) G 140.000 D 180.000– 240.000 Tuy thể Nhân Sao chép Sao chép AND ty thể AND nhiểm sắc thể (sợ dẫn) E 290.000 Nhân Sao chép AND nhiễm sắc thể  Các enzyme có chế tác động tương tự với enzyme nhân nguyên thủy a d polymerase liên quan tới chép ADN nhiễm sắc thể b polymerase cấu tạo từ chuỗi polypeptid đơn, đóng vai trò sữa chữa g polymerase tìm thấy ty thể chịu trách nhiệm chép ADN ty thể e ADN polymerase tìm thấy gần đây, có số điểm tương tự d polymerase hoạt tính Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Quá trình chép ADN E coli: a Chạc ba chép:  ADN nhân nguyên thủy có dạng vòng, xoắn kép Quá trình chép ADN thường bong bóng chép, vị trí tổng hợp ADN Các nút chép chạc ba chép (Hình 4)  ADN ty thể có dạng vòng, có hai chạc ba chép Sự tổng hợp ADN nhiễm sắc thể vi khuẩn luôn bắt đầu điểm Điểm gọi vị trí Origin hay vị trí OriC, vùng gồm 254 cặp bases Dùng chủng vi khuẩn đột biến, người ta chứng minh có số nhỏ số base cần cho khởi đầu chép Ở E coli, trình chép bắt đầu protein B nhận biết điểm khởi đầu chép (Ori)  Các sợi ADN tách sợi ADN có hướng 3'  5' chép trực tiếp ADN polymerase III Sợi bổ sung vừa tạo gọi sợi dẫn Sợi gốc lại có hướng 5'  3', không chép phần sợi gốc tháo xoắn Bản gọi sợi muộn Sợi muộn tổng hợp trình chép không liên tục Sự sinh tổng hợp sợi muộn sợi dẫn điều hòa tạo nút thắt sợi muộn, nhờ sợi muộn tổng hợp hướng với sợi dẫn Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Hình Chạc ba chép trình chép AND (https://www.google.com.vn/search?biw=1600&bih=784&tbm=isch&sa=1&q=Ch%E1%BA %A1c+ba+sao+ch%C3%A9p+trong+qu%C3%A1+tr%C3%ACnh+sao+ch%C3%A9p+ADN&oq=Ch %E1%BA%A1c+ba+sao+ch%C3%A9p+trong+qu%C3%A1+tr%C3%ACnh+sao+ch %C3%A9p+ADN&gs_l=psy-ab.3 339653.340613.0.340903.2.2.0.0.0.0.99.193.2.2.0 1.1.64.psyab 0.0.0 0.FHNH1q137DI#imgrc=RMY4MFLzBmcpYM:)  Việc chép không liên tục tạo đoạn ADN ngắn vào khoảng 1000 2000 nucleotid gọi đoạn Okazaki (Hình 5) Các đoạn sau nối với ADN ligase để tạo sợi ADN liên tục Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Hình Sự hình thành đoạn Okazaki sợi chậm ADN chép không liên tục sợi gốc (https://www.google.com.vn/search?biw=1600&bih=784&tbm=isch&sa=1&q=S%E1%BB%B1+h %C3%ACnh+th%C3%A0nh+c%E1%BA%A5u+tr%C3%BAc+theta+do+s%E1%BB%B1++sao+ch %C3%A9p+hai+h%C6%B0%E1%BB%9Bng+c%E1%BB%A7a+ADN+k%C3%A9p&oq=S%E1%BB %B1+h%C3%ACnh+th%C3%A0nh+c%E1%BA%A5u+tr%C3%BAc+theta+do+s%E1%BB%B1+ +sao+ch%C3%A9p+hai+h%C6%B0%E1%BB%9Bng+c%E1%BB%A7a+ADN+k %C3%A9p&gs_l=psy-ab.3 417607.418679.0.418995.2.2.0.0.0.0.104.202.1j1.2.0 1.1.64.psyab 0.0.0 0.s9qP7UgVziU#imgrc=bW28xe1089vOBM:)  Đoạn mồi (primer) ARN luôn cần cho tổng hợp ADN ADN polymerase đòi hỏi đoạn ARN ngắn có đầu 3' - OH tự để bắt đầu tổng hợp để gắn desoxyribonucleotid vào mạch con, bổ sung với ADN khuôn  Mồi ARN tổng hợp enzyme đặc biệt có tên gọi primase Chúng kéo dài khởi động chuỗi de novo Primase nhận trình tự đặc hiệu chuỗi ADN đơn Tự thân primase không hoạt động được, phải tạo phức hợp với vài chuỗi polypeptid để tạo thành primosome chức Các trình tự ARN tạo primosome đoạn ngắn khoảng - 10 base đặc hiệu Các protein nhận diện gọi N - protein, chọn điểm (origin) ADN, primase hoạt động Các đoạn mồi ARN bị ADN polymerase I loại khỏi chuỗi ADN Enzyme đồng thời làm nhiệm vụ lắp đầy khoảng trống (GAP) deoxyribonucleotid thích hợp việc loại mồi Các đoạn ADN nối lại với ADN ligase tạo thành sợi ADN liên tục b Cấu trúc theta (q):  Sự chép ADN vòng tạo cấu trúc theta, hình thành hai chạc ba chép xuất phát từ vị trí Origin Sự tổng hợp ADN tiến hành theo hai chiều thuận nghịch kim đồng hồ lúc Để tạo sợi đơn ADN, hai sợi ADN gốc Trường ĐHKG Cơ sở di truyền phải vặn xoắn (quay) Cứ 10 base chép phân tử ADN phải vặn xoắn vòng  Chạc ba chép E coli cần phải di chuyển với tốc độ 800 base/giây, đòi hỏi ADN gốc phải tháo xoắn với tốc độ 80 vòng/giây Sự tháo xoắn ADN gây tượng siêu xoắn (supercoiling) Việc tháo xoắn sợi kép dẫn đến siêu xoắn âm, đó, xoắn thêm dẫn đến siêu xoắn dương Hình Siêu xoắn dương âm ADN (https://www.google.com.vn/search?biw=1600&bih=784&tbm=isch&sa=1&q=+Si%C3%AAu+xo %E1%BA%AFn+d%C6%B0%C6%A1ng+v%C3%A0+%C3%A2m+c%E1%BB%A7a+ADN&oq=+Si %C3%AAu+xo%E1%BA%AFn+d%C6%B0%C6%A1ng+v%C3%A0+%C3%A2m+c%E1%BB Trường ĐHKG Cơ sở di truyền %A7a+ADN&gs_l=psy-ab.3 910001.911437.0.912087.2.2.0.0.0.0.94.187.2.2.0 1.1.64.psyab 0.0.0 0.sZTjqDusako#imgrc=korrb77aTdmL5M:)  Cơ chế chép bán bảo tồn ADN đòi hỏi điểm cắt sợi hay hai sợi ADN để tách chuỗi Một nhóm enzyme, gọi topoisomerase chuyển trạng thái topo ADN sang trạng thái khác Topoisomerase II gọi gyrase tạo dạng siêu xoắn âm (phải sang trái) Topoisomerase I gắn với ADN, cắt sợi, cho phép ADN xoắn kép quay quanh điểm làm xoắn (hình 8) Hình Vai trò tháo xoắn ADN topoisomerase I (https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&q=th%C3%A1o+xo%E1%BA%AFn+ADN+c%E1%BB %A7a+topoisomerase+I#imgdii=hOhvm65hppfihM:&imgrc=E4l9-Q0K_XKfCM:) Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Hình Vai trò tách hai phân tử ADN mạch kép lồng vào (catena) topoisomerase II (Gyrase) (https://www.google.com.vn/search? q=topoisomerase+II&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiJgpGk7tbWAhWGXrwKHcaGB WMQ_AUICigB&biw=1600&bih=784#imgdii=GLnt7Wkwy7NW1M:&imgrc=WlxEtOoxpMlREM:)  Phần Tyrosin topoisomerase gắn với gốc phosphat tự ADN gốc phức hợp quay Lúc giờ, enzyme tách khỏi phức hợp sợi ADN tạo thành Loại topoisomerase I tham gia vào trình tạo chạc ba vi khuẩn tìm thấy tế bào động vật  Hai sợi ADN lồng vào gọi vòng lồng ghép (catena) hay ADN lồng ghép thường tạo chép ADN vòng Loại topoisomerase II thường làm vòng catena, cắt sợi ADN để phân tử ADN sợi kép xuyên qua điểm cắt, tạo phân tử ADN kép (Hình 9) c Enzyme helicase:  Các enzyme helicase cần thiết để hổ trợ cho tháo xoắn ADN gốc hai sợi đơn ADN tự nhiên tách  Helicase cần ATP cofactor Helicase dùng lượng tự thủy phân ATP để dọc theo sợi ADN, làm tăng tốc độ tách hai sợi ADN Trường ĐHKG Cơ sở di truyền  Có hai loại helicase khác : Rep-protein gắn với ADN gốc, trực tiếp tổng hợp sợi dẫn di chuyển theo hướng 3'  5' Helicase thứ hai gắn với sợi khuôn để tổng hợp sợi chậm, enzyme tạo phức hợp với primase để tạo mồi ARN d Các protein khác tham gia chép:  Các SSB - protein (Single Stranded binding Protein) (protein căng mạch) giữ cho sợi đơn ADN helicase tạo không chập lại với Nhờ diện SSB - protein mà ADN dạng tháo xoắn vững chắc, lý tưởng cho việc chép Nếu SSB - protein bị tách làm xuất nút kẹp tóc (hairpin loop) ADN gốc ngăn chặn chép  protein khác hỗ trợ cho việc gắn ADN polymerase hợp đồng tác động ATPase, thủy phân ATP để tạo lượng tự cho helicase hoạt động Tác động hiệp đồng protein Hình 10 chức chúng tóm tắt Bảng Chức protein chép quan trọng E Coli PROTEIN CHỨC NĂNG Protein B Nhận biết điểm Ori N – protein Cho phép primase hoạt động Primase Tổng hợp mồi ARN Rep protein Tháo xoắn sợi dẫn Helicase Tháo xoắn sợi chậm SSB - protein Ổn định sợi ADN đơn ADN polymerase III Tổng hợp AND ADN topoisomerase I Cắt khía sợi đơn AND ADN topoisomerase II Cắt khía hai sợi đơn AND ADN ligase Nối đầu polynucleotid hình thành e ADN ligase:  ADN ligase gồm enzyme xúc tác hình thành liên kết phosphodiester polynucleotid hình thành  ADN ligase liên quan tới việc tổng hợp ADN không liên tục cách nối đoạn okazaki sau thay đoạn mồi ARN Chúng cần thiết cho việc sửa chữa ADN hư hỏng Cơ chế tác động enzyme khác với ADN polymerase liên kết pyrophosphat NAD+ tham gia Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Hình Cơ chế hoạt động ADN ligase (NMN = Nicotinamide mononucleotide) (https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&sa=1&q=C%C6%A1+ch%E1%BA%BF+ho%E1%BA %A1t+%C4%91%E1%BB%99ng+c%E1%BB%A7a+ADN+ligase&oq=C%C6%A1+ch%E1%BA %BF+ho%E1%BA%A1t+%C4%91%E1%BB%99ng+c%E1%BB%A7a+ADN+ligase&gs_l=psyab.3 444110.445319.0.445686.2.2.0.0.0.0.363.473.0j1j0j1.2.0 1.1.64.psyab 0.0.0 0.fvulqxoAjUw#imgrc=_2OzrYYMVuGdIM:) Sao chép ADN tế bào nhân thật: a Cơ chế chép:  Cơ chế tổng hợp ADN nhân thật tương tự nhân nguyên thủy Điểm khác biệt chủ yếu ADN nhân thật đóng cuộn nhiều nhiễm sắc thể dài Tốc độ di chuyển ADN polymerase nhân thật chậm nhiều so với nhân nguyên thủy (khoảng 50 nucleotid/giây) Nhưng tế bào nhân thật chứa tới 20 000 phân tử enzyme Do vậy, nhiễm sắc thể nhân thật hình thành lượng lớn chạc ba chép, khoảng 2000 hay nhiều Các đoạn okazaki nhỏ hơn, dài khoảng 40 – 300 base tạo Do đó, tốc độ chép ADN nhân thật nhanh nhiều so với E coli Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Điểm khác biệt ADN tế bào nhân thực có nhiều replicon, ví dụ Saccharomyces cerevisiae có tới 500 replicon tức có 500 điểm Ori  Cơ chế điều hòa chép nhân thật nghiên cứu mô hình đơn giản, nghiên cứu chép ADN virus tế bào động vật  Hai loại virus, Adenovirus SV40 (virus linh trưởng) dùng làm mô hình Cơ chế chép nhiễm sắc thể vòng SV40 tương tự với chế chép từ vị trí khởi đầu (Ori) nhiễm sắc thể nhân thật Hình 10 Mô hình chép nhân thật (PCNA = proliferating cell nuclear antigen = kháng nguyên tăng sinh nhân tế bào) (https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&sa=1&q=+M%C3%B4+h%C3%ACnh+sao+ch %C3%A9p+%E1%BB%9F+nh%C3%A2n+th%E1%BB%B1c&oq=+M%C3%B4+h Trường ĐHKG Cơ sở di truyền %C3%ACnh+sao+ch%C3%A9p+%E1%BB%9F+nh%C3%A2n+th%E1%BB%B1c&gs_l=psyab.3 88736.150750.0.151706.228.63.13.0.0.0.570.6331.2j29j7j0j1j1.42.0 1.1.64.psyab 188.3.411.0 0j0i8i30k1j0i24k1.100.cdyHHiXycTs#imgrc=yz4ETGGDuXUWhM:)  Có hai loại polymerase tham gia vào trình chép Polymerase d tham gia tổng hợp sợi dẫn polymerase a tổng hợp sợi chậm Sợi chậm thắt nút xung quanh polymerase a, cho phép enzyme di chuyển theo hướng chạc ba chép, giống chép nhân nguyên thủy b Chu kỳ tế bào:  Sự chép ADN diễn phần tiến trình phối hợp phân chia tế bào Chu kỳ tế bào nhân thật gồm pha riêng biệt : pha M, G1, S G2 Hình 12 Chu kỳ tế bào nhân thật (https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&q=Chu+k%E1%BB%B3+t%E1%BA%BF+b %C3%A0o+nh%C3%A2n+th%E1%BA%ADt#imgrc=93NDad11bD8EUM:)  Pha G1 thời kỳ trước ADN bắt đầu tổng hợp, độ dài G1 thay đổi từ phút, giờ, tuần chí đến hàng năm Tế bào không phân chia tế bào G1 bị ngưng trệ, thường coi giai đoạn Go  Trong pha S, ADN chép lượng ADN tăng gấp đôi (Hình 13) Các histone tổng hợp pha này, tạo thành nhiễm sắc thể Tuy nhiên, nhiễm sắc tử dính chung phân chia  Pha G2 ngắn pha G1, pha người ta biết điều xảy tế bào Pha G2 kết thúc với dấu hiệu phân bào  Pha M hay pha phân bào dẫn đến hòa tan màng nhân, tách nhiễm sắc thể phân chia tế bào Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Hình 12 Lượng ADN tạo chu kỳ tế bào (https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&q=L%C6%B0%E1%BB%A3ng+ADN+ %C4%91%C6%B0%E1%BB%A3c+t%E1%BA%A1o+ra+trong+chu+k%E1%BB%B3+t%E1%BA %BF+b%C3%A0o#imgrc=EU5RACSeRzki6M:) c Sự chép ADN ty thể lạp thể:  Ty thể (mitochrondia) có lạp thể (chloroplast), chứa ADN polymerase Cụ thể ty thể có ADN polymerase g Sự chép việc chép sợi ADN gốc Sự chép tiến hành chưa nửa đường chép sợi bắt đầu Kết tạo nên cấu trúc D Kết trình chép hình thành lồng ghép (catenation) vòng ADN topoisomerase II cần cho việc tách đôi vòng kép ADN ty thể Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Hình 13 Sự hình thành cấu trúc D trình chép ADN ty thể (https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&q=.+S%E1%BB%B1+h%C3%ACnh+th%C3%A0nh+c %E1%BA%A5u+tr%C3%BAc+D+trong+qu%C3%A1+tr%C3%ACnh+sao+ch%C3%A9p+ADN+ty+th %E1%BB%83#imgrc=Bf3U76KfA5hxFM:) Sự chép ADN virus:  Vì virus có nhiều loại acid nucleic, nên chép diễn theo nhiều cách Trong đó, có cách đề cập sau  Thực khuẩn thể T7 có chứa mạch kép ADN dạng thẳng In vivo virus T7 tạo primase, ADN polymerase SSB – protein T7 Bacteriophage điển hình tạo mạch đơn ADN dài, đó, đơn vị gen (genome) lặp lại  Endonuclease đặc hiệu tạo điểm cắt khía, tạo phân tử ADN riêng biệt, từ phân tử ADN chuyên biệt hình thành  Retrovirus chép sợi đơn chúng tạo sợi ADN bổ sung cách dùng reverse transcriptase (Hình 16) ADN bổ sung dùng làm khuôn để tạo gen ARN virus Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Hình 14 Sự chép ADN thực khuẩn thể T7 - (a) Đầu 3’ ADN chép không đầy đủ (b) Sự hình thành phân tử ADN dài chứa nhiều ADN Nuclease cắt ADN thành gen riêng lẻ ADN polymerase hoạt động theo hướng 5’ đến 3’ hoàn chỉnh phân tử AND (https://www.google.com.vn/search?q=S%E1%BB%B1+sao+ch%C3%A9p+ADN+c%E1%BB%A7a+th %E1%BB%B1c+khu%E1%BA%A9n+th%E1%BB %83+T7&tbm=isch&tbs=rimg:CTtNJU2aEcg8Ijh8pdebT2hGU6XhvaFiA4sPcwSFvzuENnmOMS27LzU f1gMZ1MKlACSAlrLuglCeDMsZ7XNqHlrsqyoSCXyl15tPaEZTEVsJ3_1OJXdzVKhIJpeG9oWIDiw8RYG 2YrU1J4oqEglzBIW_1O4Q2eRER_1SKxJ5lbMCoSCY4xLbsvNR_1WEfSmwbN7NHLUKhIJAxnUwqUAJIARYtGE JgBUqZoqEgmWsu6CUJ4MyxHVjxGq7to6QioSCRntc2oeWuyrEZvE78Eq7pjV&tbo=u&sa=X&ved=0ah UKEwjL1t7btdTWAhXFT7wKHZd9ABUQ9C8IHw&biw=1600&bih=784&dpr=1#imgrc=_) Trường ĐHKG Cơ sở di truyền Hình 15 Enzyme reverse transcriptase tạo ADN gen ARN virus Sau cADN lại chép tạo ARN virus (https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&q=Enzyme+reverse+transcriptase+t%E1%BA %A1o+ra+b%E1%BA%A3n+sao+ADN+c%E1%BB%A7a+b%E1%BB%99+gen+ARN+virus.+Sau+ %C4%91%C3%B3+cADN+l%E1%BA%A1i+sao+ch%C3%A9p+t%E1%BA %A1o+ra+ARN+virus#imgrc=rWa9tLoSHCu36M:) III SỬA SAI TRONG SAO CHÉP VÀ KHI KHÔNG SAO CHÉP:  ADN chép ADN polymerase với độ xác cao (cứ khoảng 108 – 1012 base có base sai gắn vào lần chép) Sự chép xác phân tử ADN có tầm quan trọng sống hoạt động bình thường tế bào Do thông tin cho lắp ráp hàng ngàn protein khác nhau, ADN có chiều dài hàng trăm hàng ngàn base nên dễ xảy sai hỏng vài base số base điều có ý nghĩa quan trọng Sửa sai chép:  Người ta dùng nucleotid ADN polymerase để tổng hợp ADN in vitro (trong ống nghiệm) Sai sót trường hợp 10-5 tức 100 000 nucleotid có sai sót Sai sót tự nhiên thấp nhiều Ơ E coli có 3.106 cặp base, lần chép theo tính toán thực nghiệm phải có tới 30 sai sót Trên thực tế không nhiều Trường ĐHKG Cơ sở di truyền  Bằng cách đánh giá tần số đột biến xuất quần thể lớn theo dõi biến đổi enzyme nuôi cấy mô tế bào, người ta tính sai sót thể sinh vật chép in vivo (trong thể sinh vật ) 10-9 tức sai sót tỉ base Như tế bào có 3.109 cặp base lần chép có sai sót  Mức xác cao chép thể sinh vật có nhờ chế sửa sai : - Hướng chép từ đầu 5’ đến 3’để việc sửa sai xác - Ở nhân nguyên thủy ADN polymerase I III vừa polymer hóa, vừa có hoạt tính exonuclease 5’ 3’ 3’  5’ Nếu đường di chuyển để polymer hóa gặp base sai, ADN – polymerase lùi lại cắt bỏ theo hướng 3’ đến 5’ (hoạt tính 3’ đến 5’) - Ở nhân thật, hoạt tính exonuclease có polymerase d e Không tìm thấy hoạt tính exonuclease polymerase a, đơn vị nhỏ bị trình chiết tách enzyme  ADN ty thể dễ bị đột biến, polymerase g lại hoạt tính exonuclease Sửa sai không chép:  Phân tử ADN bị biến đổi không chép Các biến đổi đột biến xảy với tần số cao Nhờ chế sửa sai nên tần số đột biến trì mức thấp  Các enzyme nhận biết gắn vào trình tự sai cắt rời đoạn sai, dùng mạchđơn làm khuôn mẫu để tổng hợp lại chổ bị sai cho  Hàng loạt enzyme đặc hiệu làm nhiệm vụ dò tìm sửa sai Có khoảng 20 enzyme rà soát dọc ADN để dò tìm base bị biến đồi hóa học, enzyme có chức chuyên biệt cho loại sai hỏng Khoảng enzyme khác đặc hiệu cho liên kết cộng hóa trị sai base với chất hoá học khác base kề mạch Một số enzyme khác phát bắt cặp sai, trường hợp purin Tổng cộng có khoảng 50 enzyme chuyên biệt phát sửa sai hỏng ADN Tóm tắt: Sự chép xác ADN nhiễm sắc thể khởi đầu cần thiết cho sinh sản Sự chép theo chế bán bảo tồn phân tử ADN bao gồm mạch ADN gốc mạch tổng hợp Sự tổng hợp ADN bị ảnh hưởng ADN polymerase chuyên biệt, mà chúng dùng ADN có sẵn khuôn mẫu Chỉ có loại ADN polymerase III dường cần thiết cho chép khuôn mẫu nhân nguyên thủy Tuy nhiên, tế bào nhân thật có số polymerase tham gia vào trình chép Một số protein khác tham gia vào trình tổng hợp ADN Trường ĐHKG Cơ sở di truyền nhân thật lẫn nhân nguyên thủy Các phân tử ADN bị hư hại tác nhân khác hư hại sửa chữa để hạn chế đột biến có hại Quá trình sửa chữa điều khiển hệ thống có tham gia enzyme Câu hỏi - Thí nghiệm chứng minh ADN chép bán bảo tồn? - Các enzyme protein tham gia chép ADN? - Chức enzyme ADN polymerase nhân nguyên thủy nhân thật? - Để đảm bảo chép theo hướng 5’  3’ tế bào phải chép mạch khuôn? - Cấu trúc q D gì? - Sự chép virus? - Sự ổn định thông tin di truyền nhờ chế nào? TÀI LIỆU THAM KHẢO file:///D:/sinh%20học/Cở%20sở%20di%20truyền%20học/SAO%20CHÉP %20ADN.pdf ... ĐHKG Cơ sở di truyền Quá trình chép ADN E coli: a Chạc ba chép:  ADN nhân nguyên thủy có dạng vòng, xoắn kép Quá trình chép ADN thường bong bóng chép, vị trí tổng hợp ADN Các nút chép chạc ba chép. .. hóa học tác động lên ADN, làm phá hủy ADN hay gây đột biến, hư hại sửa chữa Các yếu tố làm chết tế bào làm biến đổi gen (genome) Tất thay đổi di truyền qua đường chép ADN II SỰ SAO CHÉP CỦA ADN: ... 0.fvulqxoAjUw#imgrc=_2OzrYYMVuGdIM:) Sao chép ADN tế bào nhân thật: a Cơ chế chép:  Cơ chế tổng hợp ADN nhân thật tương tự nhân nguyên thủy Điểm khác biệt chủ yếu ADN nhân thật đóng cuộn nhiều nhiễm sắc thể dài Tốc độ di