CẤU TRÚC PHÂN TỬ CỦA NHIỄM SẮC THỂ NST được cấu tạo gồm AND và protein; cũng có một lượng nhỏ ARN nhưng chỉ để chuẩn bị chuyển ra TBC Hỗn hợp AND và protein đgl chất nhiễm sắc Protein cấu trúc NST được chia thành hai loại: histon (protein có tính kiềm) và phi histon (protein có tính acid) Histon là các protein có khối lượng phân tử nhỏ hơn 23kDa. Khối lượng khô của histon tương đương với AND trong thành phần chất nhiễm sắc. Tích điện dương do tần số aa lysin và arginin cao => Giúp tương tác với AND tích điện âm Có 5 loại histon: H1, H2a, H2b, H3 và H4. Các histon này được tìm thấy ở mọi loài sinh vật nhân chuẩn, trừ vài trường hợp ngoại lệ Trình tự aa của histon có tính bảo thủ rất cao được chứng minh bằng cấu trúc ổn định của các thể nhân trong cấu tạo chất nhiễm sắc khi so sánh giữa các loài khác nhau. Điều này có ý nghĩa sống còn đối với sinh vật nhân chuẩn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM KHOA SINH HỌC Đề tài CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ GVHD: Ths.Nguyễn Thị Hằng Thành viên nhóm: Lê Nguyễn Thị Nhật Lê Thị Trinh Đặng Thị Ngân Hình thái Hiển vi Nhiễm sắc thể Cấu trúc Nội dung Nguyên phân Giảm phân Siêu hiển vi Hình thái nhiễm sắc thể Nhiễm sắc thể prokaryote - Nhiễm sắc thể prokaryote gồm chuỗi xoắn kép DNA dạng vòng, cuộn lại cách tinh vi hay siêu xoắn, tương tác với phân tử protein - Các protein có chức ổn định cấu trúc nhiễm sắc thể Nhiễm sắc thể Eukaryote • Quan sát rõ kì • Bắt màu thuốc nhuộm kiềm, quan sát kính hiển vi Bộ nhiễm sắc thể Lợn (2n=38, XY) Bộ nhiễm sắc thể Người (2n=46, XY) Cấu trúc hiển vi nhiễm sắc thể • Tâm động (Centromere) • Thể mút (telomere) • Các băng nhiễm sắc (chromosome bands) • Thể nhiễm sắc thường thể nhiễm sắc giới tính 1.Tâm động (Centromere) • Là cấu trúc định khu chiều dọc thể nhiễm sắc vùng gọi eo thắt cấp (primary constriction) • Tâm động có vai trò vận chuyển nhiễm sắc tử hai cực tế bào (thơng qua tạo tâm động) Ngồi ra, người ta cho tâm động có chức tham gia vào di truyền ngoại sinh (epigenetic) biến đổi di truyền không biến đổi nucleotit ADN mà thay đổi biểu gen methyl hóa ADN liên kết ADN với protein cấu trúc không gian sợi nhiễm sắc thể nhiễm sắc Tâm động (Centromere) • Tâm động chia thể nhiễm sắc thành hai vai, chiều dài hai vai phụ thuộc vào vị trí tâm động Người ta thành lập số tâm động (centromere index Ic) để xác định vị trí tâm động phân loại thể nhiễm sắc, với p vai ngắn q vai dài: A Thể nhiễm sắc tâm mút: có tâm động đầu mút vai ngắn B Thể nhiễm sắc cận mút: có tâm động gần đầu mút vai ngắn C Thể nhiễm sắc cận tâm (tâm lệch): có tâm động gần D Thể nhiễm sắc tâm giữa: có tâm động chia vai Thể mút (telomere) • Đầu tận phân tử ADN đầu tận thể nhiễm sắc gọi thể mút • Những dẫn liệu cấu trúc phân tử chứng minh thể mút có ba chức quantrọng : (1) ngăn cản không cho enzym deoxiribonucleaza phân giải đầu tận phân tử ADN, (2) ngăn cản khơng cho thể nhiễm sắc dính kết với (3) tạo thuận lợi cho tái ADN phần đầu cuối phân tử Kì trước • Các NST đặc • Một hai nhiễm sắc tử NST động, cấu trúc protein liên kết với đoạn đặc hiệu tâm động Hai thể động NST quay hai hướng đối lập • Một số vi ống bám vào thể động trở thành “vi ống thể động” Các vi ống kéo nhiễm sắc từ chị em hai phía đối lập 3.Kì (metaphase): • Là kì dài nhất, kéo dài khoảng 20 phút • Các trung thể hai cực tế bào • Các vi ống khơng bám thể động kéo dài, cài lược tương tác với vi ống động từ cực đối lập thoi (vi ống cực) Thoi phân bào hoàn chỉnh => Các NST tập trung phiến Các tâm động NST nằm phiến Thể động nhiễm sắc tử chị em NST nằm áp lưng vào • Tâm động nhiễm sắc tử bám với vi ống thể động từ hai cực đối lập Kì sau (anaphase): Là kì ngắn nhất, kéo dài vài phút • Các protein cohesin bị phân huỷ enzyme separase làm cho nhiễm sắc tử chị em cặp tách trở thành NST đầy đủ • NST tách di chuyển hai cực tế bào • Hai cực tế bào có hai NST hoàn chỉnh tương đương Kì cuối phân chia tế bào chất (Telophase and Cytokinesis) • Hình thành hai nhân • Màng nhân hình thành từ mảnh vụn màng nhân cũ phận khác hệ thống màng nội bào • Xuất nhân • NST dãn xoắn • Các vi ống trục lại bắt đầu giải trùng hợp • Trong tế bào động vật, rãnh phân cắt (ở thực vật phiến tế bào) hình thành • Sự phân chia nhân thành hai nhân giống hệt di truyền kết thúc • Cuối kì cuối, phân chia tế bào chất diễn Hai tế bào xuất sau phân chia Giảm phân Giảm phân gồm có: • Giảm phân I: nhiễm sắc thể tương đồng tách • Giảm phân II: nhiễm sắc tử chị em tách rời • Giảm phân I Kì đầu I (prophase I): giai đoạn dài • NST bắt đầu co xoắn NST tương đồng bắt đôi với suốt chiều dài, gene nằm cạnh gene nhờ cấu trúc protein kiểu khố kéo • Trao đổi chéo xảy NST tương đồng tiếp hợp, giữ chặt với nhờ protein suốt dọc chiều dài chúng • Giữa kì đầu I, tiếp hợp kết thúc NST cặp tách dần ra, liên hệ với vùng có hình X gọi bắt chéo • Tương tự nguyên phân, trung thể di chuyển, thoi phân bào hình thành, màng nhân bị phân hủy, nhân tiêu biến • Cuối kỳ đầu I, cặp NST tương đồng di chuyển mặt phẳng xích đạo Giảm phân I Kỳ I (Metaphase I) • Tương tự nguyên phân, NST xếp phiến cặp tương đồng, NST cặp hướng cực tế bào • Cả nhiễm sắc tử NST tương đồng gắn với vi ống thể động từ cực, nhiễm sắc tử NST thể tương đồng gắn với vi ống từ cực đối lập Giảm phân I Kỳ sau I (Anaphase I) • Các protein gắn kết nhiễm sắc tử chị em bị phân hủy làm cho NST tương đồng tách Tuy nhiên, protein cohesin tâm động protein shugoshin bảo vệ khỏi bị phân huỷ • Mỗi NST cặp tương đồng di chuyển cực đối lập nhờ hướng dẫn thoi phân bào tương tự nguyên phân • Tuy nhiên, lực liên kết nhiễm sắc tử chị em trì tâm động, làm cho nhiễm sắc tử di chuyển đơn vị hướng cực Giảm phân I Kỳ cuối I phân chia tế bào chất (Telophase I and Cytokinesis) • Đầu kỳ cuối I, tế bào có nhiễm sắc thể đơn bội hoàn chỉnh với NST nhân đôi Mỗi NST gồm nhiểm sắc tử chị em; hai nhiễm sắc tử có vùng ADN nhiễm tử khơng chị em • Phân chia tế bào chất thường xảy đồng thời với kỳ cuối I hình thành nên hai tế bào đơn bội • Trong tế bào động vật, rãnh phân cắt (ở thực vật phiến tế bào) hình thành • Giữa lần giảm phân I II không có nhân đơi NST Giảm phân II Kỳ đầu II (prophase II) • Bộ máy thoi phân bào hình thành • Ở cuối kỳ đầu II, NST hai NST tử đính tâm động, di chuyển mặt phẳng xích đạo Giảm phân II Kỳ II (metaphase II) • Các NST xếp mặt phẳng xích đạo q trình ngun phân • Vì trao đổi chéo xảy giảm phân I nên hai nhiễm sắc tử chị em khơng giống hệt mặt di truyền • Các thể động nhiễm sắc tử chị em gắn với vi ống từ cực đối lập Giảm phân I Kỳ sau II (anaphase II) • Phân hủy protein gắn kết nhiểm sắc tử chị em với tâm động làm cho nhiễm sắc thể tự tách Các nhiễm sắc tử di chuyển cực đối lập NST riêng biệt Giảm phân II Kỳ cuối II phân chia tế bào chất (telophase II and Cytokinesis) • Nhân hình thành, NST bắt đầu dãn xoắn, bắt đầu phân chia tế bào chất • Một tế bào mẹ giảm phân tạo bốn tế bào đơn bội • Mỗi số tế bào khắc biệt hẳn mặt di truyền khác với tế bào mẹ TÀI LIỆU THAM KHẢO • Campbell, Biology, tr 229-236, tr 253-259 • Nguyễn Như Hiền (2012), Giáo trình Sinh học tế bào, tr 235 - 248 • https://wikispaces.psu.edu/display/230/Mitosis,+Cell+Division+and+the+Cell+ Cycle • http://www.nature.com/nrm/journal/v13/n6/fig_tab/nrm3349_F4.html • http://www.biologyexams4u.com/2012/09/synaptonemal-complex-ultra-struc ture.html#.WBCXjh-g_cd • http://www.cytoskeleton.com/info-resources/ksp-eg5-in-parasites-and-fungi • http://www.nature.com/nrm/journal/v14/n1/fig_tab/nrm3494_F4.html Cảm ơn thầy cô bạn theo dõi ^^ ... (sex chromosome) Cấu trúc siêu hiển vi • Cấu trúc xoắn NST • Nguyên nhiễm sắc dị nhiễm sắc • Yếu tố làm thay đổi cấu trúc xoắn NST • Ý nghĩa cuộn xoắn nhiều cấp độ Cấu trúc xoắn NST Mức xoắn 1:... protein Cấu trúc xoắn NST Mức xoắn 4: Chromatid (700nm) • Cuối cùng, cấp trúc bậc cuộn xếp lần cuối để hình thành cấu trúc NST trung kỳ • Đây mức kết tụ cuối NST điều cho ta hình ảnh rõ nét NST trình... Cấu trúc xoắn NST Mức xoắn 3: sợi siêu xoắn (đường kính 300nm) • Hình thành mức kết tụ bậc cấu trúc bậc tiếp tục co xoắn tạo dải cuộn gấp dựa theo hệ thống khung xương tựa có chất protein Cấu