BÀI GIẢNG SAO CHÉP ADN

Sao chép DNA Định nghĩa • Sự chép DNA bao gồm tách mạch phân tử DNA mạch đơi, từ mạch làm khn mẫu để tổng hợp mạch mới, kết tạo phân tử DNA mạch đôi giống hệt ban đầu Mục tiêu • Sao chép DNA sở để lưu trữ thông tin di truyền qua hệ tế bào/cơ thể DNA vật liệu di truyền – Griffith (1928) DNA vật liệu di truyền  Mang thông tin di truyền  Có khả nhân  Có khả thay đổi thơng tin di truyền  Có chi phối khả biểu kiểu hình Các đặc điểm chép DNA • Tham gia nhiều nhân tố tế bào bắt đầu điểm khởi đầu chép • Diễn theo kiểu bán bảo tồn • Diễn theo hướng hay hai hướng • Diễn pha S chu trình tế bào • Ở prokaryote: diễn tế bào chất Ở eukaryote: diễn nhân tế bào chất • Chiều chép từ 5’ đến 3’ theo mạch DNA • Các nucleotide bắt cặp theo nguyên tắc bổ sung • Gồm bước chính: khởi động, kéo dài, kết thúc • Có xảy sai hỏng q trình chép có chế sửa chữa sai hỏng chép • Sao chép eukaryote giống khác với trình chép prokaryote Các nhân tố tham gia chép •DNA mẫu •4 loại nucleotide: A, T, G, C •Protein SSB •Cation hóa trị •Các DNA polymerase: I, II, III •Các polymerase:       •Topoisomerase •Helicase •Primase •DNA ligase •Các protein chép Khởi đầu chép- Replication Origin • Site where replication begins – in E coli – 1,000s in human • Strands are separated to allow replication machinery contact with the DNA – Many A-T base pairs because easier to break H-bonds that H-bonds Sao chép bán bảo tồn- Meselson–Stahl (1958) Sao chép bán bảo tồn Sao chép đồng hướng - dị hướng PHỐI HỢP TỔNG HỢP CỦA DNA POL TRÊN MACH TỚI VÀ MẠCH CHẬM PHỐI HỢP TỔNG HỢP CỦA DNA POL TRÊN MACH TỚI VÀ MẠCH CHẬM Quá trình chép Eukaryote Đặc điểm Giống prokaryote: •Bán bảo tồn •Cùng kiểu nucleotide •Tạo đoạn Okazaki •Gồm bước khởi động-kéo dài-kết thúc •Nhằm mục tiêu phân bào Khác prokaryote: •Diễn nhân •Có nhiều oriC gen •Nhiều protein tham gia  phức tạp •Okazaki ngắn •Tốc độ chép chậm •Được kiểm sốt nghiêm ngặt Q trình chép Eukaryote Khởi động Quá trình chép Eukaryote Kéo dài PHỐI HỢP TỔNG HỢP CỦA DNA POL TRÊN MACH TỚI VÀ MẠCH CHẬM TELOMER Vai trò: -Bảo vệ DNA -Ngăn cản dính nhiễm sắc thể Cấu trúc so le đầu mút Cấu trúc telomerase HOẠT ĐỘNG CỦA TELOMERASE Sự sai hỏng chép -Các enzyme DNA pol có tỷ lệ sai hỏng 1/100.000 nucleotide -Sai hỏng chung chép DNA 1/1.000.000.000 nucleotide tồn chế sửa chữa sai hỏng chép DNA -Nếu không sửa chữa, đột biến tế bào sinh dưỡng gây bệnh người (ung thư) và/hoặc di truyền cho hệ sau đột biến xảy tế bào sinh dục Hậu đột biến DNA Bệnh Phenylketone niệu -Do đột biến gen PAH -Các biểu hiện: nhỏ đầu, suy giảm chức não, co giật, giảm khả học tập… trẻ em -khơng chuyển hóa phenylalanin  ứ đọng phenylalanine  cạnh tranh vận chuyển với aa khác  chậm phát triển trí não -Trẻ sinh khơng có triệu chứng -Khi lớn trẻ phát triển triệu chứng -Điều trị sớm giảm nhiều hậu Hậu đột biến DNA Duchene Muscular Dystrophy - DMD -Đột biến gen dystrophin nhiễm sắc thể giới tính X (locus Xp21) -Các kiểu đột biến: đoạn, đột biến điểm, chuyển đoạn -Chức gen dystrophin cho có tác dụng giữ cho màng sợi vững -Gen dystrophin bị đột biến dẫn đến tình trạng thối hóa suy yếu cách -Chẩn đoán bệnh Lâm sàng Xét nghiệm DNA Hậu đột biến DNA Mc Cune Albright syndrome -Đột biến gen GNAS -Gen GNAS mã hóa protein GNAS complex locus  kích thích hoạt động adenylate cyclase sinh cAMP -Khi gen GNAS bị đột biến  tăng cường sản sinh cAMP  tăng cường chức tế bào xương, da, tuyến nội tiết -Chẩn đoán Triệu chứng lâm sàng GNAS test Sửa sai hoạt tính proofreading DNA polymerase -DNA polymerase có hoạt tính 5’-3’ polymerase để tổng hợp mạch từ mạch khuôn -Trong trình chép, DNA polymerase gắn nhầm nucleotide vào mạch -Khi đó, cấu trúc DNA bị thay đổi  DNA polymerase nhận  tạm ngưng tổng hợp mạch  sử dụng hoạt tính 3’-5’ exonuclease để cắt bỏ nucleotide bị gắn sai  gắn nucleotide vào mạch  mạch khơng sai sót -Hoạt tính proofreading sửa chữa đến 99% sai sót chép DNA Hệ thống sửa chữa sai hỏng bắt cặp sai DNA (mismatch repair) -Nucleotide gắn sai tạo thành cấu trúc bất thường DNA -Sau enzyme DNA glycosylase nhận biết cấu trúc cắt base nitơ nucleotide bị gắn sai -Tiếp đến Endonuclease loại bỏ nucleotide base nitơ -Tiếp đến, DNA polymerase gắn nucleotide vào chỗ bị cắt -Cuối DNA ligase tạo liên kết phosphodiester nucleotide nucleotide kế cận đầu 3’ ... to break H-bonds that H-bonds Sao chép bán bảo tồn- Meselson–Stahl (1958) Sao chép bán bảo tồn Sao chép đồng hướng - dị hướng Sao chép DNA chu trình tế bào Hướng chép DNA 5 3 5 need “primer”... xảy sai hỏng q trình chép có chế sửa chữa sai hỏng chép • Sao chép eukaryote giống khác với trình chép prokaryote Các nhân tố tham gia chép •DNA mẫu •4 loại nucleotide: A, T, G, C •Protein SSB...Định nghĩa • Sự chép DNA bao gồm tách mạch phân tử DNA mạch đôi, từ mạch làm khn mẫu để tổng hợp mạch mới, kết tạo phân tử DNA mạch đơi giống hệt ban đầu Mục tiêu • Sao chép DNA sở để lưu