CAU TRUC VA CHUC NANG CUA DNA

trình tự các base giữa hai sợi đơn của mỗi chuỗi xoắn kép. Ví dụ:[r]

(1)

ĐỀ TÀI: ĐỀ TÀI:

CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG

CỦA DNA

(2)

NHÓM LỚP 07TP113

NHÓM LỚP 07TP113 GVHD:LÊ HỒNG PHÚ

GVHD:LÊ HỒNG PHÚ 1.

1. Huỳnh Thị Mai HuyềnHuỳnh Thị Mai Huyền

2.

2. Dương Thị Ánh KiềuDương Thị Ánh Kiều

3.

3. Nguyễn Đăng LâmNguyễn Đăng Lâm

4.

4. La Văn LậpLa Văn Lập

5.

5. Đoàn Thị Phượng LiênĐoàn Thị Phượng Liên

6.

6. Vũ Hà Thảo LinhVũ Hà Thảo Linh

7.

7. Nguyễn Hoàng MộngNguyễn Hoàng Mộng

8.

(3)

MỤC TIÊU

I.

I. MỞ ĐẦUMỞ ĐẦU

II.

II. DNADNA

1/Thành phần hoá học cấu trúc khơng 1/Thành phần hố học cấu trúc khơng gian DNA

gian DNA

2/Hiện tượng cuộn xoắn DNA

III.

III. CẤU TRÚC CHUỖI XOẮN KÉP DNACẤU TRÚC CHUỖI XOẮN KÉP DNA 1/Mơ hình Watson-Crick

1/Mơ hình Watson-Crick

2/Các dạng DNA xoắn phải xoắn trái

3/Các dạng mạch vòng sợi kép sợi đơn

IV.

(4)

I MỞ ĐẦU

Sự sống tùy thuộc vào khả lưu trữ, khôi phục dịch

thông tin di truyền tế bào Những thông tin di truyền

này quan trọng cho kiến tạo trì sống

Thơng tin truyền từ tế bào sang tế bào sang

Thông tin truyền từ tế bào sang tế bào sang

tế bào chị em qua phân bào, truyền từ

thế hệ cá thể sang hệ qua tế bào sinh

sản cá thể Những thông tin di truyền lưu trữ

trong tế bào sống gene Gene

được xem đơn vị di truyền, chứa đựng

thông tin quy định đặc điểm lồi

thơng tin quy định đặc điểm loài

những đặc điểm riêng biệt cá thể

Phân tử DNA xem phân tử đặc biệt lý thú

sự sống Chức cấu trúc liên quan mật thiết

với Phân tử DNA mang gene có khả tự nhân

đơi để đảm bảo thông tin di truyền truyền từ hệ tế

(5)

I DNA

1/Thành phần hố học cấu trúc khơng gian

1/Thành phần hoá học cấu trúc không gian

của DNA

Phân tử DNA (deoxyribosenucleic acid) cấu Phân tử DNA (deoxyribosenucleic acid) cấu tạo từ đơn phân nucleotide Mỗi nucleotide

tạo từ đơn phân nucleotide Mỗi nucleotide

có thành phần bản:

Đường pentose: deoxyriboseĐường pentose: deoxyribose Nhóm phosphateNhóm phosphate

Một bốn loại base: Hai loại base Một bốn loại base: Hai loại base

cytosine (C) thymine (T) gọi

pyrimidine Hai loại base adenine (A)

guanine (G) gọi purine

(6)

DNA có cấu trúc khơng gian thang

xoắn với tay thang phân tử đường

phosphate bền vững, bậc thang base hai

bên nối với qua liên kết hydro yếu theo

nguyên tắc bổ sung adenine với thymine (liên

kết với cầu nối hydro) guanine

với cytosine ( liên kết với cầu nối hydro)

Mỗi tay thang vị trí

Mỗi tay thang vị trí 5’’,, kết thúc vị trí kết thúc vị trí 3’’

của phân tử đường deoxyribose hai tay thang

ngược chiều

(7)

Hình vị trí DNA thể người

(8)

Hình cấu trúc hố học DNA

(9)

Hình cấu trúc hoá học chi tiết DNA

(10)

2/Hiện tượng cuộn xoắn DNA

_Tổng chiều dài DNA tế bào khoảng

mét.Do đó, để nằm gọn nhân tế bào,

DNA phải cuộn lại nhiều mức độ khác

_Nucleosome:Tạo thành đoạn DNA với chiều dài

từ 140 đến 150 cặp base (base pair:bp) cuộn quanh

một lõi protein histone Các nucleosome nối với

bằng đoạn DNA khoảng 20-60 bp

_Solenoid: khoảng nucleosome cuộn lại thành quai

chromatin, dài khoảng 100.000 bp (100 kb).Các quai

này gắn với khung protein

_Bằng cách DNA giảm chiều dài xuống

khoảng 10.000 lần so với chiều dài trước

cuộn xoắn

(11)

III CẤU TRÚC CHUỖI XOẮN KÉP DNA

1/Mơ hình Watson-Crick

(12)

(13)

(14)

Mơ hình Watson-Crick (DNA dạng B) có đặc điểm sau:

(1) DNA gồm hai chuỗi đối song song (antiparallel)

uốn quanh trục trung tâm theo chiều xoắn phải, với

đường kính 20 A

đường kính 20 Aoo(1Angstrom=10(1Angstrom=10-10-10m), gồm nhiều vịng m), gồm nhiều vòng xoắn lặp lại cách đặn chiều cao vòng

xoắn lặp lại cách đặn chiều cao vòng

xoắn 34 A

xoắn 34 Aoo, ứng với 10 cặp base (base pair, viết tắt , ứng với 10 cặp base (base pair, viết tắt bp)

bp)

(2) Các khung đường-phosphate phân bố mặt

ngoài chuỗi xoắn base nằm bên trong; chúng

xếp mặt phẳng song song với thẳng

góc với trục phân tử, với khoảng cách trung bình 3,4 A

góc với trục phân tử, với khoảng cách trung bình 3,4 A00 (3) Hai sợi đơn gắn bó với mối liên kết

(3) Hai sợi đơn gắn bó với mối liên kết

hydro (vốn lực hoá học yếu) hình thành

hydro (vốn lực hố học yếu) hình thành

các cặp base đối diện theo nguyên tắc bổ xung “một

purine – pyrimidine”.Cụ thể là, DNA tồn

tại hai kiểu kết cặp base đặc thù A-T(với hai liên kết

hydro) G-C (với ba liên kết hydro)

(15)

(4) Tính chất bổ sung theo cặp base dẫn đến bổ sung

trình tự base hai sợi đơn chuỗi xoắn kép

Vì vậy, phân tử DNA sợi kép

đoạn có: A = T G = C ; nghĩa là:

đoạn có: A = T G = C ; nghĩa là: [A [A +G] = [T+ C] hay A+G/T+C =1 (đây tỷ số

+G] = [T+ C] hay A+G/T+C =1 (đây tỷ số

base purine base pyrimidine), tỷ lệ A+T/G+C

đặc thù cho loài (thực chất đay tỷ lệ hai base

không bổ sung cho hai base nhóm, ví

khơng bổ sung cho hai base nhóm, ví

dụ A/G T/C)

Theo nguyên tắc bổ sung cặp base, ta

xác định trình tự base sợi bổ sung biết trình tự

base sợi đơn Ví dụ:

Sợi đơn trước: 5’- AATTCTTAAATTC -3’

Sợi bổ sung:

(16)

Hai kiểu kết cặp base DNA Cặp AT nối với hai liên kết Hai kiểu kết cặp base DNA Cặp AT nối với hai liên kết

hydro cặp GC – ba liên kết hydro (biểu thị đường hydro cặp GC – ba liên kết hydro (biểu thị đường

chấm: ).Các nguyên tử C

(17)

Tóm lại, hai đặc điểm quan trọng cấu trúc DNA

là phân cực ngược chiều hai sợi đơn (5

là phân cực ngược chiều hai sợi đơn (5’’33’ ’ 3và 3’’55’’) )

và nguyên tắc bổ sung cặp base (A-T G-C)

_Mơ hình Waston Crick thực gợi chế

sao chép cho DNA Vì sợi bổ sung sợi kia, nên

hai sợi tách sợi sau dùng

để làm khuôn cho việc xây dựng nên sợi cặp với

nó

(18)

Hình liên kết DNA theo cấu trúc hoá học

(19)

2/Các dạng DNA xoắn phải xoắn trái

_

_Mơ hình Watson –Crick hay DNA dạng B cấu trúc phổ Mô hình Watson –Crick hay DNA dạng B cấu trúc phổ

biến.Tuy nhiên, sau người ta phát

nhiều dạng xoắn phải khác (A,C,D…); chúng có

số biến đổi so với DNA-B

_Bên cạnh dạng DNA xoắn phải, Alexander Rich

đồng (1979) phát thêm dạng DNA

xoắn trái Dạng DNA có

khung hình zigzag (nên gọi DNA-Z) uốn gập khúc

theo chiều xoắn trái, vòng xoắn dài 45,6A

theo chiều xoắn trái, vòng xoắn dài 45,6Aoo chứa chứa

12 cặp base.Nhìn chung, so với DNA dạng B, DNA-Z

dài gầy hơn, rãnh lớn bị dẹt phần bề mặt

của chuỗi xoắn; DNA dạng A ngắn to mập

(20)

(21)

Những vùng DNA có chứa purine

pyrimidine xếp xen kẽ sợi

tiếp nhận cấu hình DNA-Z, ví dụ:

5

5’ GCGCGCGC 3’’ GCGCGCGC 3’ 3’ CGCGCGCG 5’

3’ CGCGCGCG 5’

Sự chuyển đổi tạo thuận lợi có

mặt 5-methylcytosine trạng thái siêu xoắn

nghịch DNA phân tử động học có

thể chuyển từ cấu hình sang cấu hình khác dựa

trên lực bên ngồi tế bào Có thể chuyển

trên lực bên tế bào Có thể chuyển

đổi từ dạng B sang dạng Z có liên quan đến điều hoà

đổi từ dạng B sang dạng Z có liên quan đến điều hồ

biểu gene.Mặc dù Rich khám phá DNA-Z nghiên

cứu hợp chất mơ hình, cấu trúc dường

cũng có mặt tế bào sống tỷ lệ nhỏ song

chức chưa thực hiểu rõ

(22)

Bảng:Một số đặc điểm DNA dạng A,B,C Z Bảng:Một số đặc điểm DNA dạng A,B,C Z

3/ Các DNA mạch vòng sợi kép sợi đơn

DNA sợi kép dạng vịng có mặt hầu hết DNA sợi kép dạng vịng có mặt hầu hết gene prokaryote, gene số virus

gene prokaryote, gene số virus

gene tế bào chất tế bào eukaryote (các

phân tử DNA ty thể lạp thể);DNA sợi đơn

vòng số virus ký sinh vi khuẩn

Dạng

Dạng ChiềuChiều xoắn xoắn Số bp/vòng Số bp/vịng xoắn xoắn

Đường kính chuỗi

xoắn xoắn A A B B C C Z Z Phải Phải Phải Phải Phải Phải Trái Trái 11,0 11,0 10,0 10,0 9,3 9,3 12,0 12,0 23A

23Aoo

19A

19Aoo

19A

19Aoo

18A

(23)

IV CHỨC NĂNG CỦA DNA

_DNA hay gene tất sinh vật nói _DNA hay gene tất sinh vật nói

chung có chức mang đầy đủ tồn

bộ thơng tin di truyền đặc trưng cho

bộ thông tin di truyền đặc trưng cho

lồi.Thơng tin di truyền ghi lại

dạng mật mã, gọi mã di truyền, chứa đựng

trong gene cấu trúc yếu tố

kiểm soát di truyền nhằm điều khiển hoạt

động sinh trưởng, phân chia biệt hoá tế

bào

_Hơn nữa, DNA hay vật chất di truyền nói chung _Hơn nữa, DNA hay vật chất di truyền nói chung có khả tự chép cách xác

đều có khả tự chép cách xác

bản thân q trình gọi tái bản-cơ

bản thân trình gọi tái bản-cơ

sở tự nhân đơi nhiễm sắc.Nhờ mà

cái sinh thường giống với cha mẹ

(24)

_Mặt khác, DNA có khả phát _Mặt khác, DNA có khả phát sinh biến đổi trình phát

sinh biến đổi trình phát

triển cá thể sinh sản sinh vật

đó đột biến gene.Chính

quá trình biến đổi đa dạng

không ngừng tạo nên nguồn biến

dị di truyền sơ cấp thứ cấp cho

chọn lọc tiến hoá sinh giới.

Tóm lại, chức DNA

là lưu trữ, bảo quản truyền đạt

thông tin di truyền

(25)

_Các chức chế truyền đạt thông tin di truyền

_Các chức chế truyền đạt thơng tin di truyền

chính yếu DNA mơ tả tóm tắt hình 3.19

đây:

(26)

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ

LẮNG NGHE