Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M and Losick R. Molecular[r]
(1)(2)L i nói đ uờ ầ
Sinh h c phân t khoa h c nghiên c u hi n tọ ọ ứ ệ ượng s ng m c đ phân t ố ứ ộ Ph m vi nghiên c u c a mơn h c có ph n trùng l p v i m t s môn h c khácạ ứ ủ ọ ầ ặ ộ ố ọ sinh h c đ c bi t di truy n h c hóa sinh h c Sinh h c phân t ch y u t pọ ặ ệ ề ọ ọ ọ ủ ế ậ trung nghiên c u m i tứ ố ương tác gi a h th ng c u trúc khác t bào, baoữ ệ ố ấ ế g m m i quan h qua l i gi a trình t ng h p c a DNA, RNA protein tìmồ ố ệ ữ ổ ợ ủ hi u cách th c u hòa m i tể ứ ề ố ương tác
Hi n nay, sinh h c phân t sinh h c t bào đệ ọ ọ ế ược xem n n t ng quan tr ngề ả ọ c a công ngh sinh h c Nh phát tri n công c c b n c a sinh h c phân t nhủ ệ ọ ể ụ ả ủ ọ enzyme c t h n ch , DNA ligase, vector t o dòng, lai phân t , k thu t PCR ắ ế ỹ ậ sinh h c phân t ngày đ t nhi u thành t u ng d ng quan tr ng ọ ề ự ứ ụ ọ
Giáo trình sinh h c phân t cung c p nh ng ki n th c c b n cho sinh viênọ ấ ữ ế ứ ả v i n i dung sau:ớ ộ
- C u trúc ch c c a genấ ứ ủ - C u trúc genomeấ
- Các trình tái b n, phiên mã d ch mã c a nguyên li u di truy nả ị ủ ệ ề - Đi u hòa bi u hi n genề ể ệ
- S a ch a b o v genử ữ ả ệ - Tái t h p chuy n genổ ợ ể
Do m i đớ ược xu t b n l n đ u nên giáo trình khó tránh kh i thi u sót ho cấ ả ầ ầ ỏ ế ặ ch a đáp ng đư ứ ược yêu c u b n đ c Vì th , chúng tơi mong nh n đầ ọ ế ậ ược nhi u ý ki nề ế đóng góp đ l n xu t b n sau để ầ ấ ả ược hoàn thi n h n ệ
Chúng chân thành c m n Qu Nâng cao ch t lả ỹ ấ ượng-D án Giáo d c đ i h cự ụ ọ h tr biên so n giáo trình này, PGS TS Nơng Văn H i đ c b n th oỗ ợ ả ọ ả ả góp nhi u ý ki n quý báu.ề ế
(3)Chương 1
Cac đai phân t sinh hoć ̣ ử ̣ I Nucleic acid
Nucleic acid, vât chât mang thông tin di truyên cua cac thông sông, la môṭ ́ ̀ ̉ ́ ̣ ́ ́ ̀ ̣ polymer hinh t cac monomer la nucleotide Môi nucleotide gôm ba phân:̀ ̀ ́ ̀ ̃ ̀ ̀ ̀ nhom phosphate, đ́ ường pentose (đường carbon) va môt nitrogen base Cac nitrogeǹ ̣ ́ base thuôc hai nhom: cac purine gôm adenine (A) va guanine (G), cac pyrimidine gôṃ ́ ́ ̀ ̀ ́ ̀ thymine (T), cytosine (C) va uracil (U) Cac nucleotide đ̀ ́ ược nôi v i băng liên kêt́ ̀ ́ phosphodiester tao chuôi dai.̣ ̀ ̃ ̀
Nucleic acid gôm hai loai phân t co câu tao rât giông la deoxyribonucleic̀ ̣ ́ ́ ̣ ́ ́ ̀ acid (DNA) va ribonucleic acid (RNA).̀
1 Deoxyribonucleic acid
Phân t DNA la môt chuôi xoăn kep gôm hai s i đ n Môi s i đ n la môt chuôiử ̀ ̣ ̃ ́ ́ ̀ ợ ̃ ợ ̀ ̣ ̃ nucleotide (Hình 1.1) Mơi nucleotide gơm ba phân: nhom phosphate, đ̃ ̀ ̀ ̀ ́ ường deoxyribose va môt bôn base (A, C, G T) (Hình 1.2) Hai s i đ n kêt h p v ì ̣ ́ ợ ́ ợ nh cac liên kêt hydrogen hinh gi a cac base bô sung năm hai s i: A bôờ ́ ́ ̀ ̀ ữ ́ ̉ ̀ ợ ̉ sung cho T va C bô sung cho G Môi s i đ n co môt trinh t đinh h̀ ̉ ̃ ợ ́ ̣ ̀ ự ̣ ướng v i môt đâuớ ̣ ̀ 5’phosphate t do, đâu la 3’ hydroxyl t (quy ự ̀ ̀ ự ước la 5’̀ →3’) Hướng cua hai s ỉ ợ đ n chuôi xoăn kep ngơ ̃ ́ ́ ược nhau, nên goi la hai s i đơi song.̣ ̀ ợ ́
(4)Hình 1.1 Chu i xo n kép c a DNAỗ ắ ủ
Phân t DNA nhiêm săc thê cua sinh vât eukaryote dang m ch thăng, conử ̃ ́ ̉ ̉ ̣ ̣ ̉ ̀ phân l n tê bao prokaryote (vi khuân) phân t DNA l i co dang m ch vong Tuy
ở ̀ ́ ̀ ̉ ́ ̣ ̀
nhiên, du dang nao thi cac phân t DNA đêu tôn tai theo ki u cuôn chăt Trong tề ̣ ̀ ̀ ́ ̀ ̀ ̣ ể ̣ ̣ ́ bao eukaryote, DNA kêt h p chăt che v i protein la histone.̀ ́ ợ ̣ ̃ ̀
DNA eukaryote co kich th́ ́ ước rât l n (Vi du: DNA nǵ ́ ̣ ười co thê dai đên m)́ ̉ ̀ ́ nên v n đ đăt la phân t phai đấ ề ̣ ̀ ̀ ̉ ược nen nh thê nao m t thê tich rât hań ́ ̀ ộ ̉ ́ ́ ̣ chê cua nhân Viêc nen đ́ ̉ ̣ ́ ược th c hiên nhiêu m c đô, m c đô thâp nhât la nucleosomeự ̣ ̀ ứ ̣ ứ ̣ ́ ́ ̀ va m c đô cao nhât la câu truc nhiêm săc chât Thât vây, đ̀ ứ ̣ ́ ̀ ́ ́ ̃ ́ ́ ̣ ̣ ường kinh cua chuôi xoăń ̉ ̃ ́ DNA chi la 20̉ ̀ , s i nhiêm săc chât quan sat dợ ̃ ́ ́ ́ ưới kinh hiên vi điên t có ̉ ̣ ́ đường kinh 100́ , đat 300̣ Điêu ch ng to phân t DNA tham gia hinh̀ ̀ ứ ̉ ̀ nh ng câu truc ph c tap h n (Hinh 1.3) ̀ ữ ́ ́ ứ ̣ ̀
(5)(6)Vùng hướng (downtream). Đ c p đ n v trí c a m t đo n trình t nàoề ậ ế ị ủ ộ ự n m phía đ u 3’ c a gen ho c m t đo n gen quan tâm.ằ ầ ủ ặ ộ
Vùng đa n i (polylinker ố hay polycloning sites) M t trình t DNA m ch képộ ự đượ ổc t ng h p nhân t o có mang m t lo t v trí nh n bi t c a enzyme h nợ ộ ị ậ ế ủ ch Trình t đế ự ược g n vào vector dùng k thu t t o dòng gen (nh vùngắ ỹ ậ t o dòng).ạ
Vùng liên k t ribosome (ribosome binding sites, RBS) ế Vung phân t̀ mRNA giup cho no bam vao ribosome qua trinh dich ma (xem trình t Shine-́ ́ ́ ̀ ́ ̀ ̣ ̃ ự Dalgarno)
Vùng nhân (nucleoid) M t vùng t bào vi khu n t p trung v t ch t diộ ế ẩ ậ ậ ấ truy n.ề
Vùng ngược hướng (upstream region) V trí c a m t trình t nucleotide nàoị ủ ộ ự n m phía đ u 5’ c a phân t DNA so v i gen quan tâm.ằ ầ ủ
Vùng siêu bi n (hypervariable region, HVR) ế Vùng h gen bao g m m tệ ộ s lố ượng bi n đ ng trình t l p l i đế ộ ự ặ ược dùng đ xác đ nh đ c tr ng cá thể ị ặ ể (xem in d u di truy n).ấ ề
Vùng t o dịng (multiple cloning sites, MCS).ạ Đoan DNA ngăn mơt vectoṛ ́ ̣ th h th ba (ví d : nhóm pUC, pGEM, pBluescript…) co ch a cac vi tri nhân biêtế ệ ứ ụ ́ ứ ́ ̣ ́ ̣ ́ cho m t s enzyme c t h n ch thông d ng, độ ố ắ ế ụ ược thi t k đ chèn đo n DNA ngo iế ế ể ạ lai vào (xem vùng đa n i).ố
Western blot K thu t phân tích protein d a nguyên lý liên k t khángỹ ậ ự ế nguyên-kháng th đ phát hi n protein đ c hi u có b n ch t kháng nguyên (thể ể ệ ặ ệ ả ấ ường th m tích lên màng nitrocellulose sau ch y n di SDS-PAGE, c đ nh ẩ ệ ố ị đó) Sau protein màng lai g n v i kháng th th nh t đ c hi u ti p đ n làắ ể ứ ấ ặ ệ ế ế kháng th th hai có đánh d u enzyme (alkaline phosphatase ho c horse-radishể ứ ấ ặ peroxidase…) ph c h p s đứ ợ ẽ ược liên k t v i c ch t đ t o màu S hi n di nế ấ ể ự ệ ệ c a protein ngo i lai (s n ph m d ch mã c a gen ngo i lai đủ ả ẩ ị ủ ược chuy n vào t bào v tể ế ậ ch ) s đủ ẽ ược phát hi n nh s xu t hi n màu c a ph n ng lai.ệ ự ấ ệ ủ ả ứ
Xo n alpha (helix ắ α) C u trúc xo n c a chu i polypeptide, thấ ắ ủ ỗ ường quay ph i, v i s lả ố ượng t i đa liên k t chu i, m t nh ng c u trúc b c hai phố ế ỗ ộ ữ ấ ậ ổ bi n c a protein đế ủ ược tìm th y keratin.ấ
Xo n kép (double helix).ắ C u trúc ba chi u t nhiên c a hai chu i DNA bấ ề ự ủ ỗ ổ sung, đ i song xo n v i nhau.ố ắ
YAC (Yeast artificial chromosome) Nhi m s c th nhân t o c a n m men,ễ ắ ể ủ ấ dùng làm vector đ t o dịng nh ng đo n DNA có kích thể ữ ướ ấ ớc r t l n n mấ men
(7)Y u t tác đ ng ế ố ộ cis (cis-acting element) Đo n trình t DNA ch bi u hi nạ ự ỉ ể ệ hi u qu phân t DNA mà tác đ ng Ví d : h p CAAT m t ph n tệ ả ộ ụ ộ ộ ầ tác đ ng ộ cis đ i v i trình phiên mã sinh v t eukaryote.ố ậ
Y u t tác đ ng ế ố ộ trans (trans-acting element) Y u t di truy n có th bi uế ố ề ể ể hi n hi u qu mà không c n n m m t phân t v i đo n trình t đích.ệ ệ ả ầ ằ ộ ự Thường y u t mã hóa cho m t s n ph m protein (có th m t enzyme hay m tế ố ộ ả ẩ ể ộ ộ protein u hòa) s n ph m có th khu ch tán đ n m tác đ ng.ề ả ẩ ể ế ế ể ộ
Tài li u tham kh o/đ c thêmệ ả ọ
1 Ban T n-NXB Khoa h c K thu t.ừ ể ọ ỹ ậ 2002 T n Bách khoa Sinh h c ể ọ NXB Khoa h c K thu tọ ỹ ậ, Hà N i.ộ
2 Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K and Walter P. 2002 Molecular
Biology of the Cell 4th ed Garland Science Publishing, Inc. New York, USA.
3 Karp G. 2002 Cell and Molecular Biology John Wiley & Sons, Inc. New York, USA
4 Lawrence E. 1995 Henderson’s Dictionary of Biological Terms 7th ed Longman
Group Ltd Singapore
5 Singleton P and Sainsbury D 2001 Dictionary of Microbiology and Molecular
Biology 3rd ed John Wiley & Sons, Ltd UK.
6 Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M and Losick R. 2004 Molecular
Biology of the Gene Pearson Education, Inc./Benjamin Cummings Publishing, San Francisco,