Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 48 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
48
Dung lượng
5,18 MB
Nội dung
11/7/2017 SINHHỌCĐẠICƯƠNG I Lớp 17KVL1 Phần Ditruyền GV: ThS Nguyễn Thái Hoàng Tâm Khoa Sinhhọc & Công nghệ sinhhọc Email: nthtam@hcmus.edu.vn Phân bố nội dung Ditruyền (12tiết/ buổi) Chu kỳ tế bào, nguyên phân giảm phân Cấu trúc nhiễm sắc thể - Các biến đổi NST Ditruyền vi khuẩn virus Cấu trúc DNA: chế chép sửa sai DNA Sự biểu gene điều hòa biểu gene Công cụ DNA công nghệ sinhhọc 11/7/2017 11/7/2017 Đơn vị ditruyền gene 11/7/2017 Chu kỳ tế bào Chương XIII/tr 254 11/7/2017 10 11/7/2017 11 11/7/2017 Cấu trúc DNA/NST NUCLEIC ACID - Mang thông tin ditruyền - Cấu trúc polymer gồm nucleotide nối với lk phosphodiester Nucleotide = base + đường + phosphate - Mạch có định hướng đầu 5’phosphate tự do, đầu lại đầu 3’hydroxyl tự (hướng 5’3’) 11/7/2017 NUCLEIC ACID (tiếp) Purine: Adenine, Guanine Pyrimidine: Uracil, thymine, cytosine 11/7/2017 Các dạng cấu trúc DNA xác định dựa vào số: - Số cặp base vòng xoắn (n) - Góc xoắn so với bề mặt phẳng base - Chiều cao base kế cận (h) - Đường kính choỗi xoắn kép 11/7/2017 Học thuyết trung tâm 10 11/7/2017 BIẾN ĐỔI SAU DỊCH MÃ ( Post – translational modification) Thêm protein hay peptides sumoyl hóa, ubiquitin hóa… Thay đổi chất hóa học (biến cấu) amino acids cách deamid hóa, citrullin hóa hay eliminyl hóa,… Thay đổi cấu trúc cách tạo cầu nối disulfide hay cắt đứt lên kết peptide Tương tác với chaperone phân tử gấp cuộn protein Điều hòa biểu gen Prokaryote 34 11/7/2017 -Ở prokaryote, điều hòa biểu gen nhằm đáp ứng nhanh thay đổi môi trường xung quanh - Ở sinh vật đa bào, điều hòa biểu gen mang tính chất chun mơn hóa khác từ tế bào biệt hóa - Hệ thống điều hòa: nhân tố điều hòa (proteins), genes tín hiệu Prokaryote • Mục tiêu: đáp ứng nhanh, phù hợp với tác nhân dinh dưỡng lý hóa từ mơi trường đảm bảo: tăng trưởng sinh sản • Ba thành phần tham gia điều hòa biểu gen: - Tín hiệu: yếu tố dinh dưỡng hay vật lý môi trường - Giai đoạn tác động: phiên mã,… - Cơ chế phân tử 35 11/7/2017 Mơ hình điều hòa prokaryote • Cơ chế điều hòa chủ yếu thực thơng qua operon có tính chất “cascade” • Gen điều hòa (regulator gene) • Operon gồm: - Gen cấu trúc (gen mã hóa cho polypeptide) - Các trình tự DNA tham gia vào hoạt động điều hòa (operator, enhancer, silencer,…) Điều hòa biểu gen vi khuẩn thông qua cấu trúc operon 36 11/7/2017 Mơ hình điều hòa prokaryote (tt) • Có kiểu hoạt động operon: phụ thuộc vào chế hoạt động operon - Operon cảm ứng (những gen tham gia vào q trình dị hóa): bình thường, biểu gen cấu trúc operon bị khóa lại khi có hoạt động protein điều hòa hoạt hóa (activator) gen biểu - Operon kìm hãm (những gen tham gia vào trình đồng hóa): bình thường, biểu gen cấu trúc operon xảy khi có hoạt động protein điều hòa kìm hãm (repressor) gen khơng biểu • Có kiểu kiểm sốt điều hòa: - Điều hòa âm: tín hiệu tác động (kìm hãm – hoạt hóa) lên trạng thái hoạt động protein có chức ức chế phiên mã - Điều hòa dương: tín hiệu tác động (kìm hãm – hoạt hóa) lên trạng thái hoạt động protein có chức tăng cường phiên mã Operon lactose (lac) • Operon = P (promoter) + O (operator) + gen cấu trúc (Z, Y, A) • Khi khơng có lactose mơi trường gen operon lactose khơng biểu khơng biến dưỡng lactose • Điều hòa giai đoạn phiên mã Promoter gồm thành phần: trình tự để gắn RNA polymerase để gắn protein CAP (Catabolite Activator Protein) 37 11/7/2017 Điều hòa cảm ứng – âm (operon lac+tín hiệu lactose/protein điều hòa lacI) Điều hòa cảm ứng – dương (operon lac-tín hiệu cAMP/protein điều hòa CAP) Mục tiêu: mơi trường vừa có glusoce lactose tế bào ưu tiên sử dụng glucose trước glucose có tác động hãm lại biểu gen operon lac Glucose cao lactose cao mơi trường operon lac không phiên mã 38 11/7/2017 Operon Tryptophan (Trp) • Operon = trình tự TrpL + promoter + operator + gen cấu trúc • Điều khiển sinh tổng hợp enzyme đường tổng hợp amino acid Trp • Khi tế bào có Trp operon ức chế biểu giai đoạn phiên mã Điều hòa kìm hãm – âm (operon Trp – tín hiệu Trp với nồng độ cao) 39 11/7/2017 Điều hòa biểu gen Eukaryote Điều hòa Eukaryote Trước phiên mã (biến đổi cấu trúc nhiễm sắc chất (nsc), cấu trúc DNA) Phiên mã Sau phiên mã Dịch mã Sau dịch mã 40 11/7/2017 BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC NSC, DNA Điều hòa cách acetyl hóa/ khử acetyl protein histone - HAT = Histone AcetylTranferase - HDAC = Histone DeAcetylase BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC NSC, DNA Điều hòa cách methyl hóa DNA Methyl hóa DNA thường ức chế gắn lên protein hoạt động 41 11/7/2017 Một số gen biểu có xếp lại DNA - Nấm men (S.C): tế bào lưỡng bội, bào tử đơn bội - Tế bào lưỡng bội mang gen MATa MATα 1NST có khả tạo bào tử - Bình thường, MATa MATα trạng thái nằm “chờ” - gen tạo chèn vào vị trí MAT biểu tế bào tạo bào tử MATa hay MATα ĐIỀU HÒA Ở MỨC DỊCH MÃ Trường hợp ferritine (dự trự sắt) thụ thể transferrine (thu hút sắt vào tế bào) 42 11/7/2017 DITRUYỀN VIRUS & VI KHUẨN 43 11/7/2017 DITRUYỀN VIRUS ĐẶC ĐIỂM CỦA VIRUS • Khơng có cấu trúc tế bào: vật liệu ditruyền tạo phức hợp với protein hay phức tạp có thêm màng bao capsid • Đa dạng hình dáng: hình khối đa diện, xoắn, … • Vật liệu di truyền: DNA hay RNA, mạch đơi/đơn, dạng thẳng/vòng • Ký sinh: tế bào vk, nấm, động vật, thực vật • Sinh sản nhờ tế bào chủ 44 11/7/2017 CHU TRÌNH SỐNG CỦA VIRUS THỰC KHUẨN (BACTERIOPHAGE) VIRUS RNA • RNA virus với gen phân tử RNA (+): mã hóa thành phần cấu tạo virus phiên mã trực tiếp tạo thành phần cấu tạo virus • RNA virus với gen phân tử RNA (-) phải tạo RNA (+) thành phần cấu trúc virus • RNA cDNAs cDNAd gắn chèn vào gen tạo provirus sao chép tế bào chủ • Provirus phiên mã bản ditruyền virus • vd: HIV, HCV… 45 11/7/2017 DITRUYỀN VI KHUẨN ĐẶC ĐIỂM VI KHUẨN • Sinh vật đơn bào • Tế bào khơng có cấu tạo bào quan màng nhân • Hầu hết gen NST dạng vòng có kích thước vài triệu bp (base pair) Một số có NST dạng mạch thẳng (1 hay nhiều NST) • Plasmids: DNA dạng vòng có kích thước vài ngàn bp, 1/nhiều tế bào vi khuẩn Có điểm khởi đầu chép (1 hay nhiều) sao chép độc lập với DNA gen vk hay có khả gắn chèn vào DNA gen (episomes) • Sinh sản vơ tính có khả truyền đặc điểm ditruyền cho vk khác = tải nạp, giao nạp, biến nạp (Những q trình khơng liên quan đến trình sinh sản vk) 46 11/7/2017 Sao chép vật liệu ditruyền Sao chép NST: vòng/thẳng Sao chép plasmids: độc lập với NST plasmid có vùng khởi đầu chép (ori) Quá trình chuyển thơng tin ditruyền DNA chuyển qua lại tế bào vk thích nghi tiến hóa 47 11/7/2017 Q trình giao nạp (conjugation) q trình chuyển DNA thơng qua cầu liên bào, xảy vi khuẩn mang yếu tố F (fertility factor), hay vi khuẩn mang không mang yếu tố F (F+, Hfr F-) Quá trình chấm dứt cầu liên bào bị “đứt” hay gián đoạn quy định DNA chuyển nhiều hay Quá trình tải nạp (transduction) trình chuyển DNA tế bào vi khuẩn thông qua hoạt động virus vi khuẩn (bacteriophages) Quá trình biến nạp (transformation) trình chuyển DNA dạng trần vào tế bào vi khuẩn có khả dung nạp (tế bào vi khuẩn khả nạp – competent cells) Các q trình khơng phải xảy tất vi khuẩn mà phụ thuộc vào đặc tính vi khuẩn điều kiện sống vi khuẩn 48 ... Adenine định tạo đuôi polyA 26 11/7/2017 rRNA 5S tRNA Mã di truyền trình dịch mã Mã di truyền Quá trình dịch mã 27 11/7/2017 MÃ DI TRUYỀN Mã di truyền: hệ thống tương ứng tổ hợp nucleotide với amino... khơng chồng lấp, liên tục (cách đọc mã di truyền) 28 11/7/2017 RNA thơng tin (mRNA) • Mang thơng tin di truyền xác định trình tự polypeptide Thơng tin di truyền chép lại từ DNA qua trình phiên...11/7/2017 11/7/2017 Đơn vị di truyền gene 11/7/2017 Chu kỳ tế bào Chương XIII/tr 254 11/7/2017 10 11/7/2017 11 11/7/2017 Cấu trúc DNA/NST NUCLEIC ACID - Mang thông tin di truyền - Cấu trúc polymer