Đề cương sinh học phân tử

+ Trong MT nước các cation và anion luôn được vây bọc bởi các phân tử nước tạo thành một lớp vỏ ngoài nên không thể liên kết trực tiếp với các cation và anion khác Ko có vai trò quan[r]

(1)

1 Axit nucleic gì? Nêu thành phần cấu tạo axit nucleic?

2 Nêu chứng chứng tỏ axit nucleic vật chất mang thông tin di truyền? Nêu dạng cấu trúc khác phân tử DNA? Mô tả dạng cấu trúc Hãy nêu đặc tính axit nucleic, người ta áp dụng tính chất để làm ? RNA ? nêu loại RNA vai trò chúng ?

6 Liên kết cộng hóa trị (covalent bond) ? Vai trị liên kết cộng hóa trị cấu trúc đại phân tử sinh học

7 Liên kết hóa học yếu (weak non-covalent bonds) ? Nêu vai trị loại liên kết hóa học yếu (liên kết ion, liên kết hydro, lực van der Waals tương tác kỵ nước) hệ thống sống?

8 Gene ? Nêu đặc điểm cấu tạo gene cấu trúc sinh vật nhân sơ (prokaryote) nhân chuẩn (eukaryote), vẽ hình minh họa

9 Genome ? nêu cấu trúc genome prokaryote eukaryote

10 Trình tự DNA lặp lại (DNA repeat sequence) gì? Trình tự lặp lại liền kề (tandemly repeated DNA) gì? Thế minisatellite microsatellite? Ứng dụng minisatellite microsatellite

11 Hãy nêu mô tả trình lặp lại phân bố rải rác (Interspersed repetitive DNA) genome?

12 Hãy nêu yếu tố di động prokaryote virus nội sinh (endogenous retrovirus) sinh vật

13 Nêu thành phần cấu trúc genome người?

14 Trình bày trình tái bán bảo toàn DNA sinh vật prokaryote Nêu vai trị thành phần tham gia vào q trình tái DNA

15 Mơ tả q trình tái DNA sinh vật eukaryote so sánh với trình tái DNA prokaryote

16 Mơ tả trình kết thúc tổng hợp DNA đầu telomere nhiễm sắc thể, vẽ sơ đồ minh họa Cơ chế bảo vệ telomere sinh vật xảy nào?

(2)

18 Đột biến gì, nêu đặc điểm vai trị đột biến DNA tiến hóa? 19 Có loại đột biến điểm? Nêu sở phân tử loại đột biến

20 Nêu hậu đột biến DNA, nói ung thư hậu đột biến DNA? 21 Trình bày tác nhân gây đột biến chế tác động chúng

22 Biến nạp (transformation) gì, nêu chế biến nạp DNA vào vi khuẩn

23 Thực khuẩn thể vai trò chuyển nạp gen vi khuẩn, chuyển nạp rộng (general transduction) hẹp (specialized transduction) khác nào?

24 Gen nhảy hay yếu tố di động (transposable element) gì? cấu trúc vai trò yếu tố

25 Nêu trình phiên mã prokaryote Trình bày đặc điểm enzyme RNA polymerase vai trị trình tự promoter q trình

26 Mơ tả q trình phiên mã prokaryote

27 Nêu đặc điểm loại RNA polymerase tham gia vào trình phiên mã eukaryote? vai trò loại

28 Mơ tả q trình phiên mã eukaryote

29 So sánh trình phiên mã prokaryote eukaryote

30 Nêu đặc điểm cấu trúc gen eukaryote trình tự cầu nối exon –intron lên quan đến trình cắt nối tạo mRNA trưởng thành

31 Phức hợp spliceosome gì? Nêu vai trị snRNA trính cắt nối mRNA trưởng thành

32 Trình bày trình cải biến từ tiền mRNA thành mRNA trưởng thành eukaryote, q trình có xảy prokaryote hay không?

33 Mô tả cấu trúc promoter prokaryote eukaryote, trình tự DNA vùng promoter ảnh hưởng đến trình phiên mã

34 Mã di truyền gì? tượng suy thối mã di truyền gì? Thế suy thối hồn tồn (complete degeneracy) suy thoái cục (partial degeneracy), ý nghĩa việc bảo tồn tính ổn định di truyền sinh vật Liệu dự đốn trình tự gen sở biết trình tự amino acid khơng?

35 Tại methionyl- tRNAiMet sinh vật nhân chuẩn không phản ứng với mã AUG bên mRNA mà lại phản ứng với AUG codon khởi đầu mRNA

(3)

37 Mơ tả tóm tắt q trình dịch mã sinh vật nhân chuẩn

38 Thế cải biến sau dịch mã? Ý nghĩa việc cải biến

(4)

Câu 1: Axit Nucleic gì? Nêu thành phần cấu tạo axit nucleic ?

- KN : Axit Nucleic vật chất mang thơng tin DT Có cấu tạo polime Với monome nucleotide

- Gồm loại: + ADN (Axit Deoxyribonucleic) + ARN (Axit Ribonucleic)

- Nucleotide cấu tạo axit Nucleotide Một nucleotide bao gồm:

+ Nhóm Photphat

+ Đường pentose chứa 5C (đường 2’ deoxyribose, ribose)  Tạo nên xương sống sợi ADN ARN

+ Bazơ nitơ Gồm nhóm:

• Purine (Adenin, Guanin) : Bazo to hai vịng đơn • Pirimidine (Thimin,Cytosin, Uraxin): Một vòng đơn

- Các Nucleotide khác nhóm bazo nito tương ứng với loại bazo có

loại nucleotide khác

- Trong phân tử axit Nucleotide nu liên kết với liên kết photphodieste  tạo

chuỗi dài ( Poly Nucleotide ) ln có chiều 5’-3’ Trình tự xác định nu ADN ARN đặc trưng cho thông tin di truyền tế bào

Câu 2: Nêu chứng chứng tỏ axit Nucleic vật chất mang thông tin di truyền?  TN1: Thí nghiệm Griffith

- Năm 1928, thí nghiệm vi khuẩn Pneumococcus (Phế cầu khuẩn gây bệnh viêm phổi người gây chết chuột Phế câu khuẩn có dạng:

+ Dạng độc (S) có vỏ polysaccharide cản trở bạch cầu phá vỡ TB VK Gây chết chuột Khi nuôi cấy cho khuẩn lạc nhẵn

+ Dạng lành (R) khơng có vỏ polysaccharide bị bạch cầu tiêu diệt  Không gây chết chuột Khi nuôi cấy cho khuẩn lạc ráp

- Cách tiến hành TN sau:

+ Tiêm vi khuẩn S sống gây bệnh cho chuột chuột chết + Tiêm vi khuẩn R sống khơng gây bệnh chuột sống

(5)

+ Tiêm hỗn hợp vi khuẩn S bị xử lý nhiệt với R sống cho chuột tất chuột chết vi khuẩn độc có vỏ gây

- Kết quả: Trong xác chuột chết tìm thấy dạng S R Chứng tỏ có nhân tố chủng S chuyển sang chủng R nhờ Pr sống chủng R hoạt hóa tạo thể S, gây chuột chết  Hiện tượng biến nạp

 TN2

- Năm 1944 O Avery cộng Colin Macleod Maclyn Mccarty xác định tác

nhân gây biến nạp ADN Xử lí vi khuẩn S tác nhân ARNase (enz phân hủy ARN) protease (enz phân hủy pr ) khả biến nạp cịn Nhưng Xử lí vi khuẩn S tác nhân ADNase (enz phân hủy ADN ) khả biến nạp khơng cịn

 TN3:

- Năm 1952, D.Hershey M.Chase dùng mẫu virut, mẫu ADN đánh dấu đồng vị phóng xạ P32, mẫu protein đánh dấu đồng vị phóng xạ S35 ( P32 S35 dùng làm chất đánh dấu đặc thù để phân biệt ADN với protein)

- Một dòng E.coli nuôi cấy lây nhiễm virut đánh dấu 32P, dòng S35 Sau lây

nhiễm, tế bào vi khuẩn li tâm để phân tích phóng xạ.Kết quả, phát S 35 nằm lại tế bào vi khuẩn P32 nằm bên tế bào;

- Thế hệ virut có chứa P32 khơng có S35 Chứng tỏ ADN truyền lại cho hệ sau

cịn protein tổng hợp hồn toàn  Kết luận: vật chất di truyền ADN

Câu 3: Nêu dạng cấu trúc khác phân tử DNA? Mô tả dạng cấu trúc Các dạng cấu trúc ADN: B-ADN, A-ADN, Z-ADN, xoắn helix hay Z-ADN dạng chữ thập

 Dạng B-ADN ( mô hinh Watsonvà Crick)

- Là cấu trúc phổ biến, thường gặp ổn định

- Là cấu trúc xoắn phải

- Gồm 10 cặp nu vịng xoắn Đường kính chuỗi xoắn 19 A0 - Hai rãnh có độ sâu chiều rộng khác

(6)

- Là cấu trúc xoắn kép phải Ngắn bán kính lớn B-ADN dạng xoắn kép

- Gồm 11 cặp bazo vịng xoắn Đường kính chuỗi xoắn 23 A0

- Các cặp bazo nghieng với trục

- Rãnh nhỏ nên rộng nông Rãnh lớn hẹp sâu

- Sợi đôi ADN sợi lai ARN DNA thường xoắn tạo cấu trúc helix A

- Trong điều kiện nồng độ muối cao hay thiếu nước khơ ADN sợi đơi tạo dạng xoắn A

 Dạng Z-ADN

- Là chuỗi xoắn kép trái Dài bán kính nhỏ dạng B-ADN

- Gồm 12 cặp bazo vịng xoắn Đường kính chuỗi xoắn 19 A0 Khung P đường tạo thành đường zik zak

- Nồng độ muối cao làm giảm lực đẩy gốc P tích điện âm xương sống

DNA

- Z-ADN hình thành vùng chứa lượng lớn xen kẽ cặp GC hay GT - Sự xuất giúp loại bỏ áp lực siêu xoắn

 Dạng H-ADN

- Là chuỗi xoắn ba: sợi giàu purine, sợi giàu pirymidine - A kết cặp với T ( T=A=T), G kết cặp với C ( C=G=C)

- Khi độ axit cao dẫn đến proton nhóm P làm giảm nguyên tử điện tích âm, giảm lực đẩy sợi hình thành cấu trúc xoắn ba

 Dạng cấu trúc chữ thập

- Hình thành cấu trúc sợi đơn chuỗi ADN lặp đảo tách tạo thành hai

cấu trúc cuống vịng đối diện

- Trình tự lặp đảo dài 15-20 cặp bazo

- Cấu trúc phẳng phần cấu trúc siêu xoắn phân tử ADN khơng gấp chặt lại  chậm điện di gel

(7)

 Biến tính: Là khả sợi kép ADN điều kiện nhiệt độ cao hoặc pH <3 hay pH> 10 tách rời thành hai sợi đơn: mạch đơn ADN gắn với = lk hydro Khi đun nóng ADN từ từ khoảng 80-950C, lk hydro mạch bị đứt chúng tách Trước tiên lk A-T bị đứt, nhiệt độ > 900C lk G-C bị đứt. Nhiệt độ mà sợi đơn tách (50% số lk bị phá huỷ) gọi nhiệt độ nóng chảy (Tm) Tm đặc trưng cho loại ADN Đoạn ADN có nhiều lk GC có Tm cao

 Hồi tính: Sau ADN bị biến tính điều kiên quay trạng thái ban đầu cách từ từ hai sợi đơn có khả ghép bổ sung tạo sợi kép ban đầu

Ứng dụng:

 Lai Axit Nucleic: Sử dung đặc tính biến tính hồi tính lai ADN với ADN, ADN với ARN, ARN với ARN

- Nguyên tắc: Lấy ADN A làm biến tính thành mạch đơn, trộn với ADN B bị biến tính thành mạch đơn Hạ dần nhiệt độ mơi truờng để xảy hồi tính Q trình hồi tính xảy ra, sợi A kết hợp với A; B với B; đồng thời có sợi A kết hợp với B tạo thành phân tử lai

- Muốn lai với loại ADN ARN phải có đoạn có trình tự bổ sung

- Hiện thường dùng phương pháp Southern blot Northern blot  PCA: Kĩ thuật khuếch ADN

 ADN mạng điện âm protein histon mang điện dương, làm trung hòa điện tích ADN nhiễm sắc thể

 DNA nằm chủ yếu nhân TB Trong NST chiêm 98-99% Ngồi cịn nằm ty thể, lạp thể, virus

(8)

 DNA eukaryote có kích thước lớn (Ví dụ: DNA người dài đến m) nénchặt thể tích hạn chế nhân Việc nén thực nhiều mức độ, mức độ thấp nucleosome mức độ cao cấu trúc nhiễm sắc chất Thật vậy, đường kính chuỗi xoắn DNA 20 A0, sợi nhiễm sắc chất quan sát kính hiển vi điện tử có đường kính 100 A0 , đạt 300 A0

 Sợi nhiễm sắc chất có đường kính 100 A0 chuỗi chứa nhiều nucleosome ( sợi DNA quấn quanh lõi gồm phân tử histone (mức độ tổ chức cao DNA) Sợi có đường kính 100 A0 có cấu trúc phức tạp sợi có đường kính 300 A0 gọi solenoid

 Trong nhân tế bào, sợi solenoid kết hợp chặt chẽ với nhiều protein khác với RNA tạo thành nhiễm sắc chất

 Các DNA eukaryote có đặc điểm khác với DNA prokaryote Tồn phân tử DNA prokaryote mang thông tin mã hóa cho protein DNA eukaryote bao gồm trình tự mã hóa (các exon) xen kẽ với trình tự khơng mã hóa (intron) Tùy theo mức độ diện chúng nhân, trình tự DNA chia làm ba loại:

- Các trình tự lặp lại nhiều lần Ví dụ: động vật có vú trình tự chiếm 10-15% genome (hệ gen) Đó trình tự DNA ngắn (10-200 kb), khơng mã hóa, thường tập trung vùng chuyên biệt nhiễm sắc thể vùng tâm động (trình tự CEN) hay đầu nhiễm sắc thể (trình tự TEL) Chức trình tự chưa rõ, chúng tham gia vào trình di chuyển DNA thoi vơ sắc (trình tự CEN) vào q trình chép toàn phần DNA nằm đầu mút nhiễm sắc thể (trình tự TEL)

- Các trình tự có sớ lần lặp lại trung bình Ví dụ: genome người trình tự chiếm 25-40 % Chúng đa dạng có kích thước lớn (100-1.000 kb) trình tự lặp lại nhiều lần Các trình tự phân bố tồn genome Chúng trình tự khơng mã hóa mà trình tự mã hóa cho rRNA, tRNA 5S RNA

(9)

Câu 5: RNA ? nêu loại RNA vai trò chúng ?

 Phân tử RNA có cấu tạo tương tự DNA ngoại trừ ba điểm khác biệt sau: + Phân tử RNA chuỗi đơn

+ Đường pentose phân tử RNA ribose thay deoxyribose

+ Thymine (T), bốn loại base hình thành nên phân tử DNA, thay uracil (U) phân tử RNA

 Các loại ARN:

+ m-ARN: Thông tin + t-ARN : Vận chuyển + r-ARN : Ribosome + sn-ARN: ARN nhỏ a, m-ARN

- Đa dạng, chiếm 2-5% tổng lượng ARN TB

- Là trình tự ADN; Có vai trị trung tâm chuyển thơng tin mã hố từ ADN đến máy giải mã tổng hợp protein

Sao chép (ADN) → Phiên mã (ARN) → Dịch mã (Protein)

- Kích thước sợi mARN thường dài, từ 900 – 1200 Nucleotit Thời gian tồn tế bào ngắn

- Prokaryota: mARN hoản chỉnh gen, sau phiêm mã sử dụng làm khuôn để dịch mã tổng hợp pr

- Eucaryota: mARN tế bào từ hình thành đến xong trải qua biến đổi hoản thiện trước Tbc thực trình dịch mã: Gắn mũ 7-methyl guanin vào đầu 5’, đuôi poly A vào đầu 3’ ghép đoạn exon vào với

b, t-ARN

- Chiếm 10-15%/tổng ARN TB

- Là mạch polynucleotit ngắn, khoảng 75-95 Nucleotit - Cấu trúc dạng trẽ 3-4 nhánh (do sợi đơn tự cuộn xoắn):

+ Một nhánh tiếp nhận aa: đầu tận CCA Enzym Aminoacyl-tARN synthetaza

xúc tác gắn xác loại aa vào ptử tARn tương ứng

+ Nhánh đối mã (anticodon): mang ba đối mã phù hợp với mã hóa mARN + Một hai nhánh phụ: làm tăng tính ổn định mARN

- Vai trò: Vận chuyển aa đến máy giải mã để tổng hợp Pro theo mã mARN tương ứng

c, r-ARN

(10)

- Chiếm 80%/tổng số ARN TB, chủ yếu nằm TBC

- Có cấu trúc mạch đơn với nhiều khúc cuộn, chứa khoảng 100-150 Nucleotit - Theo hệ số lắng chia rARN thành nhiều loại:

• Eukaryote: 28S, 18S, 5,8S 5S • Prokaryote: 23S, 16S 5S

- Riboxome gồm: tiều phần lớn tiểu phần nhỏ (Pr + rARN) - Nhiều rRNA cịn có chức xúc tác enzyme

d, Sn-ARN

- Kích thước nhỏ, nhân,kết hợp với Pr→ Ribonucleoprotein (RNP)

- Chức năng: Tham gia trình trưởng thành ARNm ARNr

Câu 6: Liên kết cộng hóa trị (covalent bond) ? Vai trị liên kết cộng hóa trị trong cấu trúc đại phân tử sinh học.

- Liên kết cộng hóa trị liên kết tạo nên nguyên tử hai hay nhiều cặp e - Đặc điểm:

+ Lực liên kết mạnh, khó bị phá vỡ

+ Sự hình thành hay phá vỡ địi hỏi lượng cao( VD: liên kết C-C phải 83Kcal/mol)

+ Số lượng nguyên tử tham gia hạn chế Số lượng liên kết cộng hóa trị mà nguyên tử tham gia tối đa hóa trị ngun tử đó(oxy hóa trị 2)

+ Góc liên kết cộng hóa trị thường cố định, khả quay tự nguyên tử bị hạn chế

- Ý nghĩa: + Các nguyên tử phân tử liên lạc với LK cộng hóa

trị định

+ Góp phần hình thành cấu trúc đại phân tử hữu

Câu 7: Liên kết hóa học yếu (weak non-covalent bonds) gì ? Nêu vai trò các loại liên kết hóa học yếu (liên kết ion, liên kết hydro, lực van der Waals tương tác kỵ nước) hệ thớng sớng?

- KN: Liên kết hóa học yếu (weak non-covalent bonds) liên kết đóng vai trị quan trọng

trong việc tạo nên cấu trúc đại phân tử với phân tử khác

- Đặc điểm: + Lực liên kết yếu, dễ bị phá vỡ

(11)

+ Góc liên kết hợp thành hay thay đổi, khả quay tự nguyên tử bị hạn chế

- Vai trò các liên kết hóa học yếu:

 Liên kết Hidro: Là tương tác yếu hình thành ngtử mang điện tích âm (ngt nhận A) ngtử hydro (H) nằm liên kết cộng hóa trị với nguyên tử khác (ngtử cho D: NH-, OH-)

+ D – H + A → D – H ….A

+ Lực phá vỡ liên kết khoảng 5Kcal/mol

+ ngtử nhận A ngtử cho D xếp đường thẳng + Là lk QT phtử Pr, ax nucleic…

 Vai trị: + Nhờ có LK Hidro mà phân tử mang chúng dễ hòa tan

trong nước LK Hidro chúng với phân tử nước

+ Hình thành cấu hình không gian các phân tử sinh học: LK hidro theo nguyên tắc bổ sung giúp trì cấu trúc xoắn kép phân tử ADN tạo tính ổn định thơng tin di truyền ADN Tạo nên cấu trúc bậc II III protein

 Liên kết ion: Là tương tác tĩnh điện nhóm có điện tích ngược dấu.

+ Trong hc vô cơ, điện tử liên kết bị hút phía ngtử có độ âm điện cao gây phân li cation (nguyên tử tích điện âm) anion (nguyên tử tích điện dương)

Ví dụ: NaCl → Na+ + Cl

+ Trong MT nước cation anion vây bọc phân tử nước tạo thành lớp vỏ ngồi nên khơng thể liên kết trực tiếp với cation anion khác Ko có vai trị quan trọng định cấu hình khơng gian phtử hữu

 Vai trò: Đảm bảo tương tác các các đại phân tử sinh học, đặc biệt

là protein và AND:

(12)

+ Các protein đóng vai trị quan trọng chép AND polymerase, tro ng phiên mã ARN polymerase, protein có chức điều hòa hoạt động gen, Các protein nhận biết trình tự xác định AND gắn vào vị trí vị trí nhóm cặp base đặc trưng nhờ liên kết ion Sự nhận biết trình tự phần lớn kết bổ sung hình dạng protein AND

 Liên kết Van der waals: Là tương tác không đặc hiệu

+ Hai nguyên tử tiến gần (d < 5Ao) xuất lực hút hấp dẫn (lực Vandervan) làm cho chúng hút dính vào

+ Đây kết lực hút lực đẩy Hai lực cân khoảng cách định, đặc trưng cho loại ngtử

+ Đây lực LK yếu (khoảng 1kcal/mol)

 Vai trị: LK thật có ý nghĩa tồn với số lượng lớn, sở hình thành cấu trúc bậc IV từ cấu trúc bậc III Pr

 Liên kết kỵ nước : Các phân tử khơng phân cực ( khơng chứa nhóm ion+ LK phân cực)  ko hòa tan nước  phtử kị nước

+ Lực thúc đẩy phân tử hay vùng không phân cực phân tử LK với gọi LK kị nước

 Vai trò: ổn định Pr, phức hợp Pr với ptử khác phân bố Pr màng sinh học

Câu 8: Gene ? Nêu đặc điểm cấu tạo gene cấu trúc sinh vật nhân sơ (prokaryote) nhân chuẩn (eukaryote), vẽ hình minh họa.

• KN: Gene đoạn ADN mã cho sản phẩm cần thiết hoạt động sống tế bào Gen -> protein, rARN, tARN loại ARN khác tham gia kiểm soát hoạt động genome

 gene cấu trúc sinh vật nhân sơ (prokaryote): +Vùng điều khiển h/đ gene +Vùng mang thông tin di truyền a Vùng điều khiển hoạt động gene

(13)

+ Promoter: nhận biết liên kết với enzim RNA polymerase Promoter thường nằm trước vị trí +1 gen (vị trí Nu phiên mã sang ARN) nằm khoảng từ -35 -> -10

+ Vị trí hoạt hóa (A) vị trí ức chế (O): nhận biết Pr điều khiển, chúng liên kết với AND ARN pol làm tăng cường kìm hãm hoạt động gen mã

b Vùng mang thông tin di truyền: Là đoạn AND phiên mã sang mRNA theo chiều 5’  3’ sợi tổng hợp (bd từ +1) Gồm:

 Vùng 5’ 3’ khơng dịch mã: liên quan tính bền vững mRNA; tham gia kiểm soát dịch mã

+ TT khơng dịch mã đầu 5’ (5’UTR): tính từ Nu phiên mã đến Nu khởi đầu dịch mã (AUG GUG)

+ TT khơng dịch mã đầu 3’ (3’ UTR): tính từ codon dừng dịch mã đến hết trình tự kết thúc phiên mã

 Khung đọc mở:

• Phần DNA gen mã hóa tạo chuỗi polypeptide

• Bắt đầu codon khởi đầu (AUG GUG) kết thúc mã kết thúc UAA/UAG/UGA

• Mỗi Nu khung đọc mở tương ứng với codon mã hóa cho aa

• Đọc từ đầu 5’ -> 3’, đọc theo phân tử mRNA, đọc mã một, đọc không chồng chéo đọc tận mã kết thúc dừng lại

Đặc điểm: - gene khơng có intron

(14)

Gồm: +Vùng điều khiển h/đ gen; +Vùng mang thông tin di truyền; +Vùng kết thúc gen

a Vùng điều khiển hoạt động gene

- Có trình tự cho nhận biết enzym ARN polymerase protein điều hòa

- Nhiều gen vùng khởi động (promoter) có chung số trình tự: Hộp TATA (-25) CAAT (-75) ; trình tự giàu GC (-90)

- Trình tự tăng cường (enhancer): gần, xa gen; trình tự kìm hãm (silencer)

b Vùng mang thơng tin di truyền:

- Exon: trình tự mang thơng tin di truyền thường mã hóa sang protein; nằm vùng: Vùng làm tín hiệu phiên mã dịch mã, vùng dịch mã sang protein, vùng tín hiệu kết thúc dịch mã gắn polyA

- Intron: không mang thông tin di truyền, phiên mã sang tiền ARNm, sau bị cắt bỏ

- Trình tự khơng dịch mã đầu 5’(untranslation region- UTR): Nu phiên mã đầu đến ba mở đầu dịch mã

- Trình tự khơng dịch mã đầu 3’ (UTR) từ ba dừng dịch mã đến trình tự kết thúc phiên mã

- Khung đọc mã: Bắt đầu = ba khởi đầu (AUG) kết thúc = mã kết thúc (UAA/ UAG/UGA) Đọc từ đầu 5’ đầu 3’, đọc mã, không chồng chéo mã kết thúc

c Vùng kết thúc

- Trình tự kết thúc phiên mã: đoạn ngắn nu bổ sung giầu GC → cấu trúc kẹp tóc làm dừng phiên mã →

(15)

Câu 9: Genome gì ? nêu cấu trúc genome prokaryote eukaryote. 1 Khái niệm:

 Genome (hệ gen): chứa toàn vật chất chứa TTDT thể sinh vật mã hóa AND (ở số virut ARN) Mỗi genome chứa tất thông tin cần thiết để xây dựng trì thể

2 Genome vi khuẩn:

 Kích thước nhỏ, dạng vịng khép kín  Chỉ chứa đoạn ADN khơng lặp lại

 Các gen genome phân bố sát nhau, bị gián đoạn đoạn ADN khơng chứa mã di truyền (intron) Các gen tồn đơn Trên DNA có chứa gen mã hóa cho protein đặc thù

 Một số chứa thêm dạng ADN khác – plasmid: kích thước bé hơn, dạng vịng, có khả tự nhân bản, thường chứa số gen có tính đặc thù cao (gen kháng kháng sinh, gen thị màu…)

3 Genome eukaryote: 99% genome nằm nhân TB Phần lại nằm số quan tử (ty thể, lạp thể)

 Genome nhân:

 Thường có kích thước lớn (12Mb đến 120.000Mb) Phân bố NST dạng thẳng Gồm thành phần lặp lại thành phần không lặp lại

 Các loại ADN genome:

– Các TT lặp lại nhiều lần: chiếm 10-15% genome Là TT AND ngắn (10-200kb), ko mã hóa, tập trung vùng chuyên biệt/NST (tâm động, đầu mút NST)

(16)

– Các TT nhất: gen mã hóa cho Protein, có TT đặc trưng cho gen

 Phần lớn gen phân bố thành phần ADN không lặp lại Các gen chiếm tỷ lệ nhỏ so với toàn genome (1-2% genome) Các gen thường phân bố xa gen chứa nhiều intron

 Các gen có nhiều Các gen xếp vào họ gen Mỗi gen họ thường hoạt động thời điểm định trình phát triển cá thể hay mô riêng biệt

Câu 10: Trình tự DNA lặp lại (DNA repeat sequence) gì? Trình tự lặp lại liền kề (tandemly repeated DNA) gì? Thế minisatellite microsatellite? Ứng dụng minisatellite và microsatellite.

Trình tự ADN lặp lại (DNA repeat sequence) trình tự ADN lặp lại nhiều lần trong gen

DNA có trình tự lặp lại liền kề (ADN vệ tinh)

 Là đoạn DNA có chứa trình tự DNA lặp lại liền hình thành nên băng vệ tinh phân tích DNA genome phương pháp ly tâm chênh lệch tỷ trọng

 Đơn vị lặp lại DNA vệ tinh thay đổi từ vài (<5 bp) đến hàng trăm cặp bazơ (>200 bp) DNA vệ tinh thường tìm thấy tâm động vùng dị nhiễm sắc NST Chúng thuộc nhóm DNA có trình tự lặp lại cao

DNA tiểu vệ tinh (Minisatellite) vi vệ tinh (microsatellite)

 DNA tiểu vệ tinh DNA vi vệ tinh gọi DNA vệ tinh dù chúng không xuất băng vệ tinh phân tích tỉ trọng DNA

 DNA tiểu vệ tinh: đoạn DNA có nhiều đơn vị lặp lại 25 bp, có chiều dài khoảng 20 kb

 DNA vi vệ tinh (SSR): DNA có đơn vị lặp lại ngắn, thường bp ngắn có chiều dài thường nhỏ 150 bp

 Ví dụ:

- Motif 5’-TTAGGG-3’ lặp lại hàng trăm lần đầu cuối NST người

một dạng DNA tiểu vệ tinh điển hình

- Ở lúa, dạng SSR (GA)n, (GT)n, (AT)n, (GGT)n

(17)

Câu 11: Hãy nêu mô tả trình lặp lại phân bố rải rác (Interspersed repetitive DNA) trong genome?

• Là đoạn ADN có khả di động (yếu tố chuyển vị) vị trí khác hay nhiều genome

• Phân loại: nhóm

– Nhóm yếu tố di chuyển thông qua trung gian ARN (RNA transposons – retroelement)

– Nhóm yếu tố di chuyển khơng qua trung gian ARN (ADN transposons) 1 Nhóm yếu tố di chuyển thông qua trung gian RNA (RNA transposons)

 Cơ chế: Retroposon -> ARN -> cADN -> ADN -> di chuyển (vào vị trí khác genome - NST NST khác)

 Enzyme tham gia: E phiên mã ngược (reverse transcriptase) (được mã hoá gen nằm đoạn retroposon)

 Kết quả: có hai nhiều retroposon vị trí khác genome  Gồm: Retrovirus, Retrotransposon, retroeleenzymet

- Retrovirus: VR có genome ARN Khi vào tế bào chủ ARN VR chép

thành ADN nhờ enzim phiên mã ngược, ADN tổ hợp vào genome tế bào chủ tái NST ký chủ VR tạo = chép ADN tổ hợp thành ARN dịch mã tạo protein vỏ để bọc gói

- Retrovirus nội sinh (Endogenous retrovirus, ERVs):

+ Genome có nguồn gốc từ retrovirus tổ hợp vào NST tế bào ký chủ (chủ yếu ĐVCXS) truyền từ hệ sang hệ khác phần hệ gen ký chủ Một số cịn hoạt tính, chúng tổng hợp nên VR nội sinh

+ Hầu hết trình tự khơng hoạt động có nhiều vị trí genome (genome người có 1000 sao)

+ Các yếu tố giống retrovirus phổ biến genome (genome người có 20000 sao)

- Retrotransposon:

+ Là transposons di chuyển thông qua trung gian ARN Khi hoạt động làm tăng số lượng

(18)

 Retrotransposon có trình tự lặp lại đầu cuối dài (LTRs, long terminal repeats) : Gồm có:

 Ty1- copia, có nhiều nấm, tảo đơn bào,thực vật hạt trần, hạt kín

Ty3- gypsy, có nấm men, ruồi giấm, thực vật hạt trần, hạt kín Chứa gen giống ERV

 Retrotransposon không chứa LTR Gồm có:

Yếu tố LINEs: Chứa gen mã cho enzim xúc tác trình di chuyển Di chuyển theo chế chép → số lượng tăng genome (người yếu tố LINE1 có 3500 sao)  Yếu tố SINEs: kích thước 100-300 bp, phổ biến ĐV (các

loài linh trưởng) Ở người trình tự Alu có 1500000 sao, chiếm 11% hệ gen người Yếu tố không chứa gen mã hoá cho enzim phiên mã ngược, di chuyển nhờ enzim retrotransposon khác

2 Các yếu tố di chuyển không thông qua ARN(AND transposons)

- KN : Là đoạn ADN có khả di chuyển đơc lập vị trí khác genome, khơng phải qua trung gian ARN

• Cơ chế di chuyển: chế

– Sự di chuyển có tính tự tái bản (cơ chế y bản chính): Phiên yếu tố chuyển vị chép từ vị trí ban đầu tái tổ hợp vào vị trí mục tiêu Sau lần di chuyển số lượng tăng lên

– Sự di chuyển có tính bảo thủ (Cơ chế cắt-dán): yếu tố chuyển vị tách

khỏi vị trí ban đầu sau tái tổ hợp lại vị trí Trong trường hợp này, số lượng transposon không thay đổi

Câu 12 : Hãy nêu yếu tố di động prokaryote virus nội sinh (endogenous retrovirus) sinh vật

1 Các yếu tố di truyền vận động (transposons-gen nhảy) prokaryote

- Đoạn ADN có khả di chuyển vị trí genome khác dẫn tới thay đổi đặc tính di truyền

(19)

 Là transposon đơn giản vi khuẩn Được phát vi khuẩn E.coli tác động ức chế đến hoạt động gen

 Các trình tự IS khơng mã hóa cho protein (khơng giữ chức tế bào)

 Cấu trúc: có kích thước nhỏ (1kb), gồm:

– Một trình tự trung tâm: đặc trưng cho loại IS

– Hai đầu mút: mang trình tự lặp lại ngược chiều ngắn (15-25bp)  Cơ chế chuyển vị IS: tái + bảo thủ

– Chúng chèn vào NST vị trí có tính ngẫu nhiên, gây đột biến thông qua hoạt động xáo trộn trình tự mã di truyền gen hay làm xáo trộn vùng điều hoà hoạt động gen

– Khi đoạn IS ghép vào vị trí genome, đoạn DNA nhân đôi ->tạo thành trình tự lặp lại chiều (9bp) Dựa vào đoạn lặp lại chiều ngược chiều  biết vị trí mà transposon đến

2 Transposon –Tn

 Có kích thước dài IS (vài kb), thường phân bố plasmid, mang gen mã cho tính kháng kháng sinh

 Có loại:

+ Transposon “hỗn hợp”: Được giới hạn hai đầu loại IS Mang gen mã hóa cần cho protein chống chịu kháng sinh

+ Transposon đơn giản: Ở hai đầu transposon đơn giản trình tự lặp lại ngược chiều (IR) Mang gen mã hoá cho enzim transposase gen mã cho protein chống chịu kháng sinh

 Cơ chế di chuyển: Sao chép không chép

+ Bản transposon từ vị trí cho ghép vào vị trí nhận → số lượng tăng + Transposon tách vị trí cho chuyển cho vị trí nhận → số lượng không tăng Virut nội sinh

Câu 13: Nêu thành phần cấu trúc genome người?

(20)

• Vùng khơng mã hóa gồm: Pseudogene, các đoạn gen, các intron và vùng leader

+ Pseudogene (gen giả): giống với gen biết locus khác khơng có chức đột biến thêm cấu trúc làm khả phiên dịch mã gen

 Phần lớn DNA cịn lại (chiếm 2/3) trình tự DNA gen gồm trình tự lặp lại (420 Mb): liền kề phân bố rải rác Trong trình tự lặp lại liền kề lại bao gồm trình tự DNA satellite, microsatellite và minisatellite. Cịn trình tự phân bố rải rác bao gồm LTRs, SINE, LINE và DNA transposon.

 Trình tự linh tinh khác (miscellaneous) chiếm 25% gồm: SD (Shine-Dalgano

Sequence) phần tất trình tự vùng leader nằm trước codon khởi đầu AUG, trình tự bổ sung với đầu 16S rRNA vị trí bọc ribosome Vùng 16S rRNA theo Shine Dalgano (1974) đóng vai trị ghép cặp bazơ việc kết thúc khởi đầu trình tổng hợp protein mRNA

(21)

Câu 14: Trình bày trình tái bán bảo tồn DNA sinh vật prokaryote Nêu vai trò các thành phần tham gia vào trình tái DNA.

1.Cơ chế tái bán bảo thủ

• Sự tái ADN thực theo nguyên lý bán bảo thủ : - Hai sợi đơn tách rời

- Mỗi sợi đơn dùng làm mạch khuôn tổng hợp thêm mạch đơn sở nguyên lí ghép bổ sung bazo

 KQ: phân tử ADN tạo Trong hai mạch phân tử ADN có:

+ mạch đơn ADN cũ ( từ hai chuỗi mẹ)

g e n o

m e

n g

ư i 3 0

0

M b

g e n v t r ì n h t ự c ó l i ê n q u a n

đ ế n g e n

9 0 M b

D N

A

k h ô n g

m ã

h ó a 8 0

M b P s e u d o g e n e C á c đ o ạ n g e n

I n t r o n ,

l e a d e r v t r a i l e r

D N A

l ặ p l i l i ề n k ề D N A s a t e l l i t e m i c r o s a t e l l i t e m i n i s a t e l l i t e

D N A

l ặ p l i p h â n b ố r ả i r c

L T R s S I N E s L I N E s D N A t r a n s p o s o n D N A m ã h ó a 9 0 M b P s e u d o g e n e C á c đ o ạ n g e n

I n t r o n ,

D N A

L T R s S I N E s L I N E s D N A t r a n s p o s o n D N A l ặ p l i 4 2 0 M b P s e u d o g e n e C á c đ o ạ n g e n

I n t r o n ,

D N A

L T R s S I N E s L I N E s D N A t r a n s p o s o n

T r ì n h t ự l ặ p l i d u y

n h ấ t v c ó b ả n s a o t h ấ p

2 M b

P s e u d o g e n e C á c đ o ạ n g e n

I n t r o n ,

D N A

t r ì n h t ự

D N A

g i ữ a c c g e n 0

M b

D N

A

k h ô n g

m ã

h ó a 8 0

M b P s e u d o g e n e C á c đ o ạ n g e n

I n t r o n ,

D N A

L T R s S I N E s L I N E s D N A t r a n s p o s o n D N A m ã h ó a 9 0 M b P s e u d o g e n e C á c đ o ạ n g e n

I n t r o n ,

D N A

L T R s S I N E s L I N E s D N A t r a n s p o s o n D N A l ặ p l i 4 2 0 M b P s e u d o g e n e C á c đ o ạ n g e n

I n t r o n ,

D N A

T r ì n h t ự l ặ p l i d u y

n h ấ t v c ó b ả n s a o t h ấ p

2 M b

P s e u d o g e n e C á c đ o ạ n g e n

I n t r o n ,

D N A

(22)

+ mạch ADN tổng hợp 2 Quá trình tái ADN

a Giai đoạn mở xoắn: Giai đoạn ADN tách giữ dạng mạch đơn:

• Đứt:

-Trạng thái xoắn siêu xoắn đứt điểm mạch đơn DNA

-Dạng thẳng đứt điểm hai mạch đứt nhiều vị trí khác -Ví trí đứt thường vùng DNA có trình tự AT (100-200 nu)

• Tháo xoắn cần có tham gia nhiều enzyme:

+ topoisomerase I: Tháo xoắn dạng siêu xoắn, gắn vào DNA cắt hai sợi tạo sợi tháo xoắn Rồi chỗ đứt lại (protein Ɛ E Coli)

+ topoisomerase II: Tháo xoắn dạng thẳng: cắt mạch tạo sợi tháo xoắn Rồi nối chỗ đứt lại (enzyme gyrase E.coli)

- Enzim helicase( enzim mở xoắn): tác động vào vị trí bắt đầu cho trình mở xoắn theo

hướng tạo chạc ba ( Y) tái thiết lập phức hợp tiền mồi(khoảng 20 loại protein) chuẩn bị cho giai đoạn sau Phản ứng cần có mặt ATP

- Các phân tử protein liên kết-SSB gắn vào chuỗi đơn ADN  ổn định trạng thái sợi đơn ADN( tránh tái xoắn lại)

- Enzim primase xúc tác tổng hợp mồi =ARN primer  gắn vào khuôn ADN  tạo đầu 3’-OH

tự do giai đoạn kéo dài

• Tái DNA xảy có khởi động mồi Thường mồi (primer) đoạn RNA ngắn gắn trước đầu DNA

• Quan sát chạc ba tái ta thấy DNA polymerase gắn nhóm phosphate vào đầu 3’-OH tự Tuy nhiên, lúc đầu chưa có đầu 3’-OH tự do, điểm gốc tái enzyme RNA polymerase (enzyme primase) hoạt động tạo nên đoạn mồi ngắn để có đầu 3’-OH tự do, nhờ DNA polymerase bắt đầu hoạt động tái

Khái niệm mồi

(23)

• Tham gia tổng hợp DNA vi khuẩn có hai loại enzyme DNA polymerase I III: - Polymerase I chứa chuỗi polypeptit

-Polymerase III chứa phức polypeptit khác (Ɛ, µ, 2Ɣ, α, β, 20, £)

• DNA pol I III có chức đọc sửa 3’-5’ exonuclease Hoạt tính tổng hợp phân rã theo hướng 5’-3’ polypeptide α DNA pol III Hoạt tính đọc sửa DNA pol Ɛ Giúp cho trình tái DNA xác Sai số = 10-10

2 Giai đoạn kéo dài – tổng hợp chuỗi Okazaki:

- Là giai đoạn phức tạp bao gồm tổng hợp lúc phân tử ADN: + Một chuỗi tổng hợp liên tục ( hướng chạc ba)  sợi chủ + Một chuỗi tổng hợp không liên tục ( đoạn Okazaki)  sợi thứ

- Các nucleotid gắn vào đầu 3’(OH) tự theo trình tự bổ sung với sợi khuôn  kéo dài chuỗi nhờ enzim AND polymerase III, theo chiều tổng hợp 5’3’

- Trong giai đoạn nhiều enzim tham gia: helicase tách hai chuỗi ADN mẹ, Gyrase tháo xoắn Protein SSB ổn định mạch đơn ADN tách Enzim ADN ligase gắn đoạn Okazaki sợi thứ thành mạch liền

* Các bước quá trình hình thành chuỗi ADN mới: Chuỗi ADN mẹ tách đôi tại vị trí bắt đầu  tạo chạc ba Q trình diễn khác sợi:

- Trên sợi chủ ( chiều chạc ba) : Sau ARN primer tổng hợp xong 

các nucleotid bổ sung liên kết với đầu 3’- OH ARN mồi sợi đơn ADN kéo dài theo hướng 5’3’ Enzim ADN polymerase III có nhiệm vụ đưa nucleotide vào vị trí bổ sung, khơng phù hợp nucleotide bị loại bỏ

- Trên sợi thứ ( ngược chiều chạc ba): tổng hợp thực đoạn ngắn (khoảng 1000N = đoạn Okazaki) theo chiều tổng hợp 5’3’

+ Tại điểm bắt đầu tổng hợp, enzim primase tổng hợp đoạn ARN primer ngắn(11± 1N ) tạo đầu 3’-OH Nhờ enzim ADN polymerase III đưa nucleotide bổ sung vào vị trí liên kết  đoạn Okazaki hình thành

(24)

+ Enzim ADN ligase gắn đoạn Okazaki nối đầu 3’- OH(nucleotide trước) với đầu 5’ – PO4(nucleotide sau) tạo thành sợi ADN thứ hoàn chỉnh

3 Giai đoạn kết thúc:

- Hai chuỗi ADN xoắn kép tạo thành đối diện nhau, giống hệt Mỗi chuỗi có mạch ADN mẹ ban đầu Một mạch tổng hợp thêm

- Các enzim tham gia rời khỏi phân tử ADN môi trường

Câu 15: Mơ tả q trình tái DNA sinh vật eukaryote so sánh với q trình tái bản DNA prokaryote.

• Sự tái tế bào eukaryote phức tạp so với tế bào prokaryote chế tái eukaryote tương tự prokaryote

Mô hình tái sinh vật nhân chuẩn:

• Phức hợp nhận biết vùng khởi đầu tái bọc lấy điểm khởi đầu Enzyme topoisomerase nhân tố tái bản( RF-A) làm ADN tháo xoắn

• Trên mạch chậm: Polymerase α/primase tương tác với RF-Atổng hợp mồi RNA Nhân tố

Enzyme Polymerase α kết hợp nhân tố chép (RF-C) nối dài thêm 20 deoxynucleotide

vào RNA

• Enzyme Polymerase α giải phóng chuyển tới mạch đối diện tiếp tục tổng hợp mạch

tiến

• Q trình hình thành cấu trúc nhiễm sắc chất ADN sau chép tổ chức lại thành nucleosome

So sánh quá trình tái SV Prokaryota SV Eukaryota Giống nhau: Đều tiến hành theo nguyên tắc:

- Bán bảo thủ

(25)

Khác nhau:

Prokaryota Eukaryota

Chỉ có điểm khởi đầu nhất( Một bóng chép)

Một nhiễm sắ thể có nhiều điểm khởi đầu chép (có nhiều bóng chép)

Xảy tế bào chất Xảy nhân, xảy ty thể, lạp thể

NST vi khuẩn thường sợi kép dạng vịng, có điểm khởi đầu chép theo hình chữ Ɵ

Là dạng thẳng nên chép theo chạc chữ Y

Có hai loại enzyme là: DNA Polymerase I DNA Polymerase III

Các enzyme tham gia: Polymerase α/primase Polymerase β, Polymerase Ɣ, Polymerase ϩ

Enzyme ligarase nối đoạn Okaraky Enzyme DNA-α nối đoạn Okaraky

Enzyme phân hủy đoạn mồi DNA-H DNA-pol I Enzyme phân hủy đoạn mồi MSI Tốc độ chép diễn nhanh 100 căp/s Tốc độ chậm

Kết thúc điểm đặc thù Kết thúc nhiều điềm khác

Câu 15: Mô tả trình kết thúc tổng hợp DNA đầu telomere nhiễm sắc thể, vẽ sơ đồ minh họa Cơ chế bảo vệ telomere sinh vật xảy nào?

1 Mô tả quá trình kết thúc tổng hợp DNA đầu telomere nhiễm sắc thể

• Tại mạch tiến sợi đơn kéo dài từ điểm khởi đầu tới hết đầu mút NST

• Tại mạch lùi đoạn kết thúc chưa chạm tới đầu 3’  Cơ chế chống nguy

• Các đầu telomere có chứa đoạn lặp lại giống Đầu cuối đoạn ADN đầu NST chứa đạo lặp lại ngẫu nhiên TTGGGG Đặc điểm có hầu hết lồi sinh vật Tuy nhiên có khác trình tự lặp loài

(26)

- Trình tự lặp TTAGGG Để khơng bị đoạn ADN telomere cần có loại enzyme telomerase gắn thêm đoạn 3’ AACCCCAAC 5’ vào đầu 3’ DNA telomere, bổ sung với đoạn lặp lại TTAGGG - Enzyme telomerase RNA di chuyển sang phải dọc theo phân tử DNA nhờ hoạt tính trùng phân - Sau enzyme primase xúc tác tạo mồi 3’-5’ DNA polymerase sử dụng đầu 3’ cheo dài làm nguyên để lấp đầy đoạn cuối cho mạch đơn DNA

- Mồi bị loại bỏ ligase nối lại chỗ trống 2 Cơ chế bảo vệ telomere sinh vật

 Để tránh vật liệu di truyền sau lần tái Telomere cần kết hợp với Pr để tạo thành mũ bảo vệ

 Cấu tạo mũ bảo vệ gồm loại protein: TRF1, TRF2, WRN Chúng liên kết với bọc lấy vùng lặp lại Telomere ẩn dấu đầu cheo 3’

 Mũ bảo vệ có chức năng:

- Ngăn cản không cho enzyme deoxirybonuclease phân giải đầu mút ADN - Ngăn cản không cho nhiễm sắc thể nhân dính vào

- Tạo ổn định

Câu 17: Nêu chế sửa sai xảy trình tái DNA, chế đọc sửa (proofreading), hoạt quang (photoreactivation).

1 Các chế sửa sai xảy quá trình tái DNA:  Sửa chữa phục hồi trực tiếp: Quang hoạt, đọc sửa

 Cắt bỏ sai hỏng sửa chữa lại theo chế bổ sung: Cắt bỏ chỉnh sửa đúng  Sửa chữa phục hồi ngẫu nhiên: Hệ thống sửa sai SOS- sửa sai ngẫu nhiên 2 Sửa chữa tức thời chép (cơ chế đọc sửa)

• Các sai sót QT tái AND (bắt cặp sai) nhận biết sửa chữa nhờ ADN polymerase

• Enzyme AND pol có hoạt tính polymerase (tổng hợp) hoạt tính 3’ exonuclease (phân hủy ADN từ đầu 3’)

(27)

enzim DNA polymerase (Exonuclease) Sau bắt cặp sợi kép đúng polymer hóa tiếp tục

3 Hoạt quang (photoreactivation)

- Kiểu sửa chữa trực tiếp loại bỏ đơn giản phục hồi sai hỏng

- Nhờ enzim phụ thuộc ánh sáng (light dependent enzime) khôi phục lại liên kết

cộng hóa trị

- Sai hỏng DNA tia tử ngoại gây  biến dạng cấu trúc xoắn DNA  sửa

và phục hồi nhờ enzim photolyase

- Enzim photolyase sử dụng ánh sáng  thay đổi liên kết hóa học  Nu trở lại bình thường - Phổ biến thực vật, procaryota eucaryota Tuy nhiên chưa thấy động vật có vú người

Câu 18: Đột biến gì, nêu đặc điểm vai trị đột biến DNA tiến hóa? 1.Khái niệm đặc điểm đột biến

* KN: Đột biến thay đổi đột ngột vật chất DT có khả DT. * Đặc điểm:

 Thể ĐB: Cơ thể mang ĐB biểu KH  ĐB NST: thay đổi số lượng, cấu trúc NST

 ĐB gen: thay đổi cấu trúc gen, thường xảy với cặp Nu (đột biến điểm) số cặp Nu

 ĐB nguyên nhân tạo tất biến dị DT, làm sở cho TH  ĐB tự nhiên: xảy không rõ nguyên nhân, sai sót tái DNA

 Đột biến nhân tạo: xảy thể SV tiếp xúc với tác nhân gây ĐB ( tia phóng xạ, tia tử ngoại, hóa chất phản ứng tương tác với DNA RNA)

 Tần số sai sót: QT tái khoảng 10-5, qua chế đọc sửa giảm xuống 10-10

 ĐB xảy ngẫu nhiên không định hướng

(28)

 Bất kỳ đb xảy nội gen tạo thành dạng alen gen tạo protein

 ĐB trội lặn

+ Ở thể đơn bội (virut, VK) dạng trội lặn biểu KH + Cơ thể nhị bội ĐB trội lặn phát qua phân tích quần thể đời sau chuyển chúng trạng thái đồng hợp tử ĐB lặn biểu KH TT đồng hợp nằm NST giới tính

 Dạng ĐB dễ phân tích ĐB gây chết có điều kiện Có dạng:

+ ĐB dinh dưỡng thụ động: xảy VSV, sống MT tối thiểu

+ ĐB mẫn cảm nhiệt độ: biểu phạm vi nhiệt độ định, có sp gen khơng bền ngồi ngưỡng nhiệt độ Cũng ĐB điều kiện nhiệt độ bình thường điều kiện khác biểu ĐB

+ ĐB mẫn cảm ức chế: ĐB bù lại cho ĐB khác dẫn đến trở thành bình thường gần bình thường có thêm đb

 Hầu hết ĐB biểu hiệu qua KH kết hoạt tính sp gen bị giảm khơng có hoạt tính sp gen Điều hiệu chọn lọc lâu đời tính thích ứng tối ưu dạng dại (allen dại)

 ĐB xảy TB trạng thái chu kỳ TB:

– Nếu xảy TB soma có mơ đó, truyền qua sinh sản vơ tính

– Nếu ĐB trội xảy tế bào phôi hiệu ĐB biểu cháu, nhiên ĐB lặn khơng biểu

* Ý nghĩa: Nguồn nguyên liệu chủ yếu cho trình chọn lọc tự nhiên  Có vai trị to lớn tiến hóa

Câu 19: Có loại đột biến điểm? Nêu sở phân tử loại đột biến này.

• Đột biến liên quan đến thay đổi bazơ nitơ định -> ảnh hưởng đến cấu trúc ARN Pr ah đến kn biểu chức BT TB

(29)

– Mất Nu – Thêm Nu

– Thay Nu bằn Nu khác 1 Đột biến thay các Nucleotit

• ĐB thay Purine (G, A) hoặc pyrimidine (T, C) dạng purine hoặc pyrimidine khác (QT chuyển tiếp): A=T -> G-C Trên sợi AND Purine thay thế cho nhau, sợi AND pyrimidine thay cho

– A, C bình thường dạng amino, trở thành dạng imino chúng kết hợp với C A dạng amino = 2lk H2 (TT tautomeric) (A=C, C=A)

– T G dạng bình thường dạng keto, chuyển thành trạng thái enol, chúng kết hợp với dạng keto Guanine Thymine liên kết hydro (T-G, G-T)

• Thay purine pyrimidine khác ngược lại (QT chuyển qua).

2 Đột biến hoặc thêm Nucleotit

• Sự thêm mật Nu làm thay đổi khung đọc từ điểm bị ĐB -> ĐB dịch khung

Câu 20: Nêu hậu đột biến DNA, nói ung thư hậu đột biến DNA?

 Hậu quả đột biến DNA,

- Đột biến điểm xảy đoạn ADN phiên mã:

+ Làm biến đổi thành codon khác mã hoá cho a.a → đột biến câm + Biến đổi thành codon khác mã hoá cho axit amin khác

(30)

- Đột biến xảy đoạn không phiên mã: Gồm vùng cho nhận biết tương tác enzim ARN polymerase protein điều hoà → cường độ phiên mã, lượng ARNm protein sinh

- Đối với ARN vùng bị ảnh hưởng bao gồm: + Vị trí bọc Ribosom ARNm

+ Vị trí cắt 5’ 3’ để kết nối exon ARNm

+ Những vị trí điều hồ q trình dịch mã định vị ARNm tế bào  Ung thư hậu đột biến

 Đột biến gây ung thư đột biến gen trực tiếp sinh ung thư đột biến gen ức chế đặc tính gây ung thư

- Gen đột biến sinh ung thư tạo protein ung thư tế bào khối u cần alen đột biến gây khối u

- Đột biến gen chức ức chế ung thư đột biến lặn, tạo protein làm phần hết khả ức chế ung thư

 Đột biến tiền ung thư:

- Loại gây ung thư sản phẩm protein hoạt hố có mặt tín hiệu điều hồ phù hợp

- Sản phẩm gen đột biến hoạt động ức chế khả phá hủy t/b bị sai hỏng  Những gen điều khiển chu kỳ phân chia tế bào bị đột biến dẫn đến tế bào phân chia bất

thường gây ung thư

Câu 21: Trình bày tác nhân gây đột biến chế tác động chúng a Tác nhân vật lý:

* Tia cực tím (UV)

Tia cực tím có bước sóng 260 nm, gây tượng gắn kết thymine gần để hình thành lên vịng cyclobutane dimer thymine Các dimer cytosine dimer thymine-cytosine gặp Hậu gây tượng ghép nhầm dừng trình tái

* Tia gamma và tia X

(31)

b.Tác nhân hóa học

* Hơi độc hoặc sulfur: có tác dụng alkyl hố base

Ví dụ: Ethyl methane sulfonate thường gây alkyl hố guanine thymine Lúc guanine dạng khơng bình thường enol liên kết với thymin với cytosine

* Base tương đồng BU (5 bromouracil), làm tăng tần số ghép nhầm

 Trường hợp BU giống với thymin nên trình tái ADN kết cặp với adenine Nhưng có xu hướng chuyển sang dạng enol giống với C kết cặp với G

 Như vậy:

+ Nếu BU tồn dạng enol gắn với guanine mạch gốc gây tượng đồng hoán từ GC→ AT

+ Nếu BU kết cặp với A dạng keto, sau hỗ biến thành dạng enol, chép sau tạo đồng hốn từ AT→GC.Vậy BU gây đồng hoán theo hướng AT ↔ GC

* Axit nitơrơ (HNO2)

Có thể gây q trình khử amin để chuyển nhóm amino thành nhóm keto (A,G C) dẫn đến thay đổi kết cặp base

 A bị khử nhóm amin thành hypoxanthine, ghép cặp với C  C bị khử amin thành U, ghép cặp với A

 G bị khử amin thành xanthine, ghép cặp với C Guanine  HNO2 gây đột biến theo hướng AT ↔ GC

* Các chất nhuộm màu acridine

Các hợp chất xen vào base làm tăng độ cứng nhắc thay đổi tính ổn định chuỗi xoắn kép, tạo nút thắt nhẹ phân tử ADN, dẫn đến việc làm thêm vào một vài cặp base trình tái ADN Vì vậy, xuất đột biến dịch khung

Câu 22: Biến nạp (transformation) gì, nêu chế biến nạp DNA vào vi khuẩn.

* KN: Biến nạp trình gen dạng đoạn ADN hòa tan chuyển từ dòng TB VK sang dòng TB VK khác

* Cơ chế biến nạp: Vi khuẩn thể nhận tiếp nhận ADN thể cho sau trao đổi với đoạn ADN tương đồng thể nhận trao đổi chéo

- Các bước bản:

(32)

+ Hấp thụ ADN cho Biến đổi ADN kép cho thành sợi đơn nhờ enzim exonuclease + Sợi đơn ADN cho trao đổi với nhiễm sắc thể thể nhận vị trí tương đồng tạo phân tử ADN dị hợp kép Khi tái lần sau phân ly tạo nên thể vi khuẩn biến nạp

Câu 23: Thực khuẩn thể vai trò chuyển nạp gen vi khuẩn, chuyển nạp rộng (general transduction) hẹp (specialized transduction) khác nào?

1 Thực khuẩn thể

Phage vector hay phage tải nạp virut mức độ sâu sắc, mạnh mẽ gọi thực khuẩn thể Chúng có khả làm tan TB Virut

Thực khuẩn thể chia làm loại:

+ Thực khuẩn thể gây nhiễm: Thường xuyên nhân lên phân rã TB sau lây nhiễm

+ Thực khuẩn thể ơn hịa: Tồn hai trạng thái sống( tiềm tan sinh tan) sau lây nhiễm

+ Thực khuẩn thể trợ giúp: Trợ giúp cho thực khuẩn thể tải nạp bị thiếu chức phage bình thường tái TB kí chủ

2 Chuyển nạp (transduction)

(33)

- TN chứng minh phage nhân tố trung gian chuyển gen

- TN N Zinder J Lederberg tiến hành vào năm 1952 vi khuẩn Sallmonella typhimurium

- TN tiến hành ống thủy tinh có hình chữ U ngăn = màng lọc vi khuẩn, phage chui qua - Bên trái ống có chứa nịi vi khuẩn

LA2 với kiểu gen phe+ trp+ met- his- còn bên phải ống mang nòi LA22 với kiểu gen phe- trp- met+ his+

- VK kiểu dại xuất bên phải ống, bên trái ống

- Chứng tỏ vật chất trung gian chuyển gen (sau tìm phage P22) LA2 sinh làm xuất thể tái tổ hợp kiểu dại nịi LA22

Phage P22 phage ơn hòa

* Chuyển nạp rộng

 Chuyển nạp rộng trường hợp gen thể cho chuyển sang thể nhận phage

 Cơ chế:

+ Phage bám vào bề mặt VK, bơm ADN vào t/b chủ, sau chúng sinh sản độ nửa sau làm tan VK giải phóng phage

+ Khi ADN phage xâm nhập vào tế bào VK A, chúng cắt ADN A thành nhiều đoạn

+ ADN phage chép thành nhiều phân tử vỏ capsid phage tạo thành

+ Các vỏ capsid lắp ruột ADN vào, phá vỡ vi khuẩn tiếp tục xâm nhập vi khuẩn

(34)

* Chuyển nạp đặc hiệu

 Chuyển nạp đặc hiệu trường hợp phage truyền gen định từ thể cho sang thể nhận

- Ví dụ, trường hợp phage lamda thực chuyển nạp vi khuẩn E.coli

- Khi E.coli bị nhiễm phage lamda ADN phage tạo thành vòng tròn

- Sau diễn trao đổi chéo ADN phage ADN vi khuẩn điểm đặc hiệu dẫn đến việc xen hệ gen lamda vào gen gal (galactose) gen bio (biotin) NST E.coli.

 Cơ chế chuyển nạp đặc hiệu:

+ Bước hình thành vịng hệ gen phage sai (vì ngồi hệ gen λ cịn có đoạn nhỏ NST VK chứa gen gal+)

+ Trao đổi chéo diễn tạo thành vòng ADN có chứa phần lớn hệ gen λ đoạn ngắn NST VK chủ mang gen gal+

+ ADN lắp ráp vào hạt phage hệ gọi λdg (lamda defective-galactose) chúng mang gen gal+.

+ Phage λdg truyền gen gal+ vào tế bào thể nhận ADN λdg xen vào nhiễm sắc thể tế bào thể nhận = trao đổi chéo vùng gal tương đồng

+ Trao đổi chéo tạo thành ADN mạch thẳng có chứa prophage khuyết tật nằm gen gal vi khuẩn Vì gal+ trội so với gal- nên kiểu hình gal+.

 Vai trò chuyển nạp

 Tạo chủng vi khuẩn có ích như:

+ Tạo chủng vi khuẩn sản xuất hoocmoon insulin cách chuyển gene quy định tổng hợp insulin người vào VK

+ Tạo chủng vi khuẩn sản xuất hoocmoon sinh trưởng, chuyển gene kháng virut VK vào

 Là cơng cụ để phân tích di truyền, giúp cho việc phân tích chất ADN mà quy ước gene

 Là phương tiện để khoảng cách gene, xác định vị trí chúng NST qua lập đồ gene, đồ di truyền

(35)

 Xem lại câu 12

Câu 25: Nêu trình phiên mã prokaryote Trình bày đặc điểm enzyme RNA polymerase vai trị trình tự promoter q trình này.

1 Quá trình phiên mã prokaryote.

• KN: Là q trình tổng hợp ARN từ mạch khn mẫu ADN

• Cơ chế phản ứng :

- Hai mạch ADN tách rời nhau, mạch trở thành khuôn - Quá trình phiên mã thực theo nguyên tắc bổ sung

 Kết quả: Từ phân tử AND (gồm hai sợi đơn) tạo phân từ ARN( gồm sợi đơn)

 Các đặc điểm trình phiên mã: a, Sự phiên mã tạo RNA bổ sung với sợi DNA

- ARN tổng hợp từ sợi khuôn AND theo chế bổ sung: A-U C-G

- mạch đơn AND tách rời , vị trí promoter định sợi sợi nguyên - Sợi ARN tổng hợp ln theo chiều 5’-3’ Trình tự nu ARN giống hệt mạch đơn

nguyên 5’-3’ khác T thay U

- Phiên mã có tính xác cao ( sai số ≈ 10-4) nhiều so với qt tái DNA (sai số ≈ 10-10) Do khơng có chế sửa sai kèm Vì RNA khơng sao chép nên sai sót khơng ảnh hưởng đến việc truyền đạt thông tin di truyền

- ARN polymerase phải gắn vào promoter phiên mã bắt đầu Tốc độ phiên mã phụ thuộc trình tự bazo promoter Promoter nằm đầu 5’ kể từ vị trí bazo xuất phát phiên mã, từ nu thứ -10  -35

b, Chỉ mạch đơn DNA dùng làm khuôn mẫu

- mạch DNA  2mARN Nhưng có mạch dùng làm mạch khuôn để phiên mã

- Sự lựa chọn nhờ vào mối tương tác ARN polymerase vị trí promotor:

(36)

+ Vị trí promoter: chứa thơng tin xác định sợi phiên mã vị trí bắt đầu phiên mã

2 Đặc điểm enzyme RNA polymerase  Gồm thành phần chính: + Enzyme lõi

+ Tiểu đơn vị sigma  Enzyme lõi (gồm tiểu phần):

+ tiểu phần α ( tiểu phần có phân tử lượng 40 kD): Có chức lắp ráp phức hệ enzyme (α, β, β’ sigma) nhận biết promoter

+ Tiều phần β (Phân tử lượng 115kD): Chứa vị trí xúc tác enzyme + Tiểu phần β’ (Phân tử lượng 160kD): Chứa vị trí xúc tác enzyme

 Hai tiểu phần α với tiểu phần β β’ tạo phần lõi ARN polymerase chịu trách nhiệm tổng hợp ARN

 Tiểu đơn vị sigma (32-90 kD) chịu trách nhiệm nhận biết vùng nhận biết promoter, nó nhận biết hai vùng trình tự đặc thù vùng promoter vị trí -10 TATAAT -35 TTGACA

 RNA polymerase có rãnh sâu chứa 16 pb ADN vi khuẩn Một rãnh mỏng vng góc với rãnh giữ sợi ARN tổng hợp 3 Vai trò promoter quá trình phiên mã: Có trình tự đặc trưng -10 -35 nơi RNA polymerase nhận biết bám vào khởi động trình phiên mã

Câu 26: Mơ tả q trình phiên mã prokaryote

Phiên mã tiến hành qua giai đoạn: khởi động- kéo dài- kết thúc a Giai đoạn khởi động:

• Enzim ARN polymerase khởi động khơng cần mồi (nhờ tiểu đơn vị đặc biệt σ)  giúp enzim tìm vị trí promoter xác khntạo phức hợp promoter-polymerase

• Vị trí Promoter có cấu trúc đặc trưng: trình tự gồm nucleotide

(37)

Hình: Trình tự promoter Lac, Trp BioB operon  Giai đoạn khởi đầu gồm bước:

 RNA polymerase gắn với promoter: nhận biết gắn vào trình tự -35 cách lỏng lẻophức hợp đóng DNA chuỗi kép enzyme gắn vào phía vịng xoắn  Trình tự hộp -10 tháo xoắn dầnDNA mở xoắn liên kết cặp base bổ

sung bị phá vỡ sợi đơn ADN phơi dạng tự  sợi khuôn tổng hợp mARN

 Sau liên kết phosphodiseter mARN đầu 5’ hình thành ARN pol rời Promoter đầu 5’ mARN giải phóng

b Giai đoạn kéo dài :

• Khi tổng hợp nu yếu tố σ tách khỏi phức hợp Promoter-enzimtạo kênh thoát giúp ARN khỏi enzim chuyển g/đ kéo dài

• Có biến đổi cấu hình vai trò enzim ARN polymerase + Enzime tiếp tục trượt khuôn phân tử ARN tiếp tục tổng hợp + Mở xoắn ADN trước mặt( khoảng 17 nucleotide )và tái xoắn ADN phía sau + Sợi ARN tách dần khỏi khuôn mẫu ( trừ đoạn 12N tạo liên kết )

+ Enzim vừa tiến hành tổng hợp ARN vừa thực chức “đọc sửa” Sai số ≈ 10-4 c Giai đoạn kết thúc:

• Khi enzim ARN polymerase hết chiều dài gen  gặp dấu hiệu “kết thúc”

(terminator)  trình sinh tổng hợp mARN dừng lại  ARN tách khỏi sợi khn, enzim ARN polymerase giải phóng hoạt động sợi khác

(38)

+ Yếu tố Rho + Cấu trúc kẹp tóc

• Yếu tớ “Rho”: protein hình nhẫn gồm tiểu đơn vị giống hệt nhau, có hoạt tính ATPasekhi gắn vào ARNmột đoạn 70-80N quấn quanhtách ARN

• Cấu trúc “kẹp tóc”: trật tự đặc biệt khn(gồm hai trình tự đối xứng bổ sung giàu G-C, có khoảng Adenin)khi đoạn ARN tương ứng hình thành, chúng bắt cặp với tạo cấu trúc “kẹp tóc” bền vững (liên kết G-C) ngăn enzim tiếp tục trượt khuôn + đoạn liên kết yếu A-U ARN(8U) khuôn tách ARN khỏi khn,giải phóng enzim

Câu 27: Nêu đặc điểm loại RNA polymerase tham gia vào trình phiên mã ở eukaryote? vai trò loại.

a, Đặc điểm các loại RNA polymerase

 Bao gồm loại RNA polymerase: I, II, III Đều bao gồm thành phần là: enzyme lõi yếu tố phiên mã Các loại RNA polymerase có enzyme lõi khác yếu tố phiên mã

 Enzyme lõi: Cấu thành từ tiểu phần: tiểu phần α , tiểu phần β tiểu phần β’

 Các yếu tố phiên mã:

- RNA polymerase I: Bao gồm có UBF1 SL1 UBF1 nhận biết trình tự đặc thù

promoter SL1 có chức định vị RNA polymerase vào vị trí khởi đầu phiên mã

- RNA polymerase III: Bao gồm tiểu phần: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIJ TFIIH TFIIB có chức định vị RNA polymerase vào vị trí khởi đầu phiên mã TFIIH có chức phosphoryl hóa đuôi RNA polymerase II

- RNA polymerase III: Bao gồm TFIIIA TFIIIC TFIIIB TFIIIA TFIIIC có chức nhận biết promoter TFIIIB có chức định vị RNA polymerase vào vị trí khởi đầu phiên mã

b Vai trò các RNA polymerase tham gia vào quá trình phiên mã: • ARN polymerase I: tổng hợp 60%ARN tế bào (ARNr 18S; 5,8S;28S) • ARN polymerase II: tổng hợp 30% ARN tế bào (m ARN; snARN)

(39)

ARN polymerase Eukaryote số tiểu đơn vị lớn (15); Khơng có hoạt tính exonuclease→ ko có khả sửa sai

Câu 28: Mơ tả trình phiên mã eukaryote. Các giai đoạn trình phiên mã Eucaryota: a.Giai đoạn khởi động phiên mã:

• Sự tham gia TFIIgiúp ARNpolymerase II tìm vị trí promoter ( trình tự TATA )

+ Tiểu đơn vị TBP( protein gắn) TFIID tìm “hộp TATA”tạo phức hợp TBP-ADN thu hút TFII khác enzim ARN polymeraseII

+ TFIIB đến gắn vào TFIID-TFIIA; Sau TFIIF gắn với enzim đưa enzim tớitạo phức hợp TFIID-TFIIA-TFIIB- TFIIF- enzim ARN polymerase

+ TFIIH dùng lượng thủy phân 1ATPtách mạch ADNtạo phức hợp mở +TFIIE đến cho phép khởi động phiên mãphiên mã bắt đầu

b Giai đoạn kéo dài:

• Sau tổng hợp khoảng 8N enzim ARN polymerase phosphoryl hóa =CTD chúng khỏi vị trí promoter protein “tổng quát”TFII đuôi CTD thu hút protein khác mARN kéo dài 5’3’

• Q trình kéo dài giống Procaryota

c Giai đoạn kết thúc: hiểu biết giai đoạn cịn hạn chế

• Sự phiên mã kết thúc trước điểm gắn đuôi PolyA xa

• Sự phiên mã liên quan đến cấu trúc dạng “kẹp tóc” tiếp sau trình tự giàu G-C

Câu 29: So sánh q trình phiên mã prokaryote eukaryote • Giớng:

(40)

- Mạch tổng hơp theo chiều 5’-3’

- Đều gồm giai đoạn: Mở đầu, kéo dài, kết thúc

- ARN polymerase tham gia vào trình phiên mà gồm thành phần: enzyme lõi yếu tố điều hòa

 Khác nhau:

Đặc điểm Nhân sơ Nhân thực

Nơi xảy Tế bào chất Xảy nhân TB, bào quan ty thể, lạp thể

Số loại ARN pol - loại - (ARN pol I, II, III ) Tích hợp tín hiệu

sự khởi đầu phiên mã

- Ít - Nhiều

Promoter Promoter có hai vùng đặc hiệu -10 TATAAT -35 TTGACA

Promoter có vùng đặc hiệu: + Hộp khởi đầu + Hộp TATA

+ Các yếu tố trước gen

Nhận biết promoter Nhận biết nhờ yếu tố sigma Nhận biết nhờ loại ARN pollymerase khác nhau:

+ ARN pollymerase I UBFI + ARN pollymerase II TFIID

+ ARN pollymerase III TFIIIA/ TFIIIC ARN Polymerase Gồm thành phần:

+ Enzyme lõi + Tiểu phần sigma

Gồm thành phần: + Enzyme lõi

+ Các nhân tó phiên mã: TFI, TFII, TFIII

Rãnh ARN pollymerase chứa

rãnh sâu chứa 16 bazonito

(41)

Tạo m-ARN trưởng thành

- Trực tiếp tạo từ mạch gốc theo NTBS

- Đa cistron ( chứa ttdt nhiều gen, mã hóa cho nhiều chuỗi polypeptide)

- Tạo qua bước:

+ Sao chép thông tin từ mạch gốc tạo m-ARN sơ khai

+ Cắt bỏ đoạn intron tạo m-ARN hoàn chỉnh

- Đơn cistron Sự kết cặp phiên

mã - dịch mã

Có

- mARN riboxomdùng để dịch mã kể chúng chưa phiên mã xong

Không

- mARN phiên mã hoàn chỉnh hoàn thiện trước dịch mã nhân tế bào rời nhân tế bào chất thực hiên trình dịch

Câu 30: Nêu đặc điểm cấu trúc gen eukaryote trình tự cầu nối exon –intron lên quan đến trình cắt nối tạo mRNA trưởng thành.

* Cấu trúc gen tổng hợp mARN mã hóa protein Eucaryota : có vùng

 Vùng 5’: mang trình tự điều hịa biểu gen hoạt hóa phiên mã gồm

+ Promoter : định vị đầu 5’ không dịch mã Vùng chứa trình tự bảo thủ “ hộp TATA” cách vị trí +1 khoảng 25-30 bp chức xác định vị trí bắt đầu phiên mã Ngồi có “hộp CCAAT” phổ biến hơn, cách vị trí +1 khoảng 75-80bp  có tác dụng làm tăng hiệu phiên mã

+ Vị trí gắn vùng đặc hiệu mơ: trình tự ADN tương tác với protein đặc hiệu chỉ huy gen cấu trúc sản xuất protein đặc hiệu loại mô

+ Vị trí gắn vùng tăng cường phiên mã(enhancer)=gen tăng cường: gắn tác nhân hoạt hóa  kích thích phiên mã Chúng đầu 5’ 3’

 Vùng phiên mã: gồm intron xen kẽ với exon, hai phiên mã nhưng có exon dịch mã

+ Các itron :chiếm phần lớn gen Mỗi intron bắt đầu GT kết thúc AG, chúng loại bỏ sau mARN tổng hợp xong

(42)

+ Hai đầu 5’và 3’của vùng phiên mã: không dịch mã, chúng giữ chức kiểm sốt Đầu 5’ tính từ vị trí bắt đầu phiên mã có codon khởi đầu ATG, đầu 3’ có codon kết thúc vị trí gắn Polyl(A)

 Vùng 3’:chức chưa rõ Ở số gen mang trình tự điều hịa chuyên biệt

Câu 31: Phức hợp spliceosome gì? Nêu vai trị snRNA q trính cắt nối mRNA trưởng thành.

Spliceosom (phần tử cắt – nối): là cấu trúc ARN nhỏ và protein nhân

- Quá trình cắt – nối thực với tham gia spliceosom Spliceosom chứa

nhiều loại snRNP: U1, U2, U3, U4, U5, U6.

- Sự tham gia các loại snARN:

 Vị trí cắt nối đầu 5’ phân nhánh nhận dạng U1 snARN BBP U2AF U2 snARN đến thay BBP (nhờ U2AF)

 U2 snARN + vị trí phân nhánh  thừa gốc A sẵn sàng phản ứng với vị trí 5’ Sau U4 snARN U6 snARN U5 snARN đến gắn với phức hợp  U1 snARN rời khỏi phức hợp, U6 snARN chỗ U1 snARN vị trí cắt nối

đầu 5’ U4 snARN giải phóng để U6 snARN tương tác với U2 snARN  Vị trí cắt nối đầu 5’ phân nhánh đặt kề tạo điều kiện cho phản ứng cắt nối xảy

Câu 32: Trình bày trình cải biến từ tiền mRNA thành mRNA trưởng thành eukaryote, q trình có xảy prokaryote hay khơng?

 Q trình biến đổi từ mARN tiền thân thành mARN hoàn chỉnh gồm giai đoạn:

* Sự gắn mũ “chụp” đầu 5’ * Gắn đuôi PolyA

* Quá trình ghép nối * Sự gắn mũ “chụp” đầu 5’

(43)

+ Phosphatase có tác dụng loại gốc phosphate khỏi đầu 5’ RNA sinh

+ Guanylyl transferase gắn GMP liên kết 5’ với 5’ vào đầu 5’ RNA tổng hợp

+ Methyl transferase gắn nhóm methyl vào guanosine * Gắn đuôi PolyA

• Enzyme polyA polymerase xúc tác gắn polyA (200-250 A) vào đầu 3’ mARN

• Khi RNA pol II di chuyển đến cuối gengặp trình tự đặc hiệu (PolA)Enzyme CPSF + CstF đến gắn vào đoạn RNA này hút protein khác tập trung đây:

• Enzym polymerase (PAP) gắn 200 - 250 A vào đầu 3’ Poly A

• Enzym RNA pol tiếp tục tổng hợp thêm đoạn nucleotide (10-200N)  enzim rời khỏi khuôn, đoạn RNA tổng hợp thêm bị phân giải

• Vai trị: Ổn định mARN tham gia vào trình vận chuyển mARN từ nhân tế bào chất

* Quá trình ghép nới tạo mARN hồn chỉnh

• Là cắt intron nối exon lại với

• Có kiểu cắt nối:

+ Những intron tiền tARN cắt xác nhờ enzyme endonuclease nối lại hoạt tính enzyme cắt nối đặc thù

+ Intron tARN rARN cắt bỏ phản ứng tự hoạt hóa phân tử ARN

+ Intron mARN cắt bỏ bới nhân tố phức hợp Ribonucleo- Protein gọi Spiceosome

• Q trình ghép nối thực nhờ phần tử ghép -nối snRNP(phức hợp ARN nhỏ-snARN với protein chuyên biệt) Có loại:U1, U2, U3, U4, U5, U6 tham gia cắt- nối • Quá trình cắt nối gồm bước:

(44)

+ Điểm nối exon đầu 3’của intron bị cắt rờiexon exon nối với A tạo phân tử mARN hoàn chỉnh chui qua lỗ màng nhân TBC tới ribosom dịch mã

 Quá trình sau:

 Vị trí cắt nối đầu 5’ phân nhánh nhận dạng U1 snARN BBP U2AF U2 snARN đến thay BBP (nhờ U2AF)

 U2 snARN + vị trí phân nhánh  thừa gốc A sẵn sàng phản ứng với vị trí 5’ Sau U4 snARN U6 snARN U5 snARN đến gắn với phức hợp

 U1 snARN rời khỏi phức hợp, U6 snARN chỗ U1 snARN vị trí cắt nối đầu 5’ U4 snARN giải phóng để U6 snARN tương tác với U2 snARN  Vị trí cắt nối đầu 5’ phân nhánh đặt kề tạo điều kiện cho phản ứng cắt nối xảy

 A đặc hiệu vị trí phân nhánh cơng cắt intron vị trí đầu 5’ liên kết A vị trí phân nhánh + đầu 5’ intron tạo nên cấu trúc hình thòng lọng Đầu 3’ exon trước nối với đầu 5’ exon thòng lọng intron giải phóng

 Q trình khơng xảy với Prokaryota mARN Prokaryota khơng có đoạn intron xen kẽ với đoạn exon đồng thời trình thành thục hóa xảy nhân TB

Câu 33: Mô tả cấu trúc promoter prokaryote eukaryote, trình tự DNA vùng promoter ảnh hưởng đến trình phiên mã.

1 Promoter gen prokaryote

 Promoter gen vi khuẩn nằm trước vị trí khởi đầu phiên mã Gồm hai trình tự đặc thù, đoạn gồm sáu nucleotide:

+ Đoạn thứ nằm cách vị trí khởi đầu khoảng 35 bp, biến đổi trình tự TTGACA: Vùng -35

+ Đoạn thứ hai nằm cách vị trí khởi đầu khoảng 10 bp, biến đổi trình tự TATAAT: vùng 10 (hộp Pribnow) 

 Đối với promoter mạnh (ví dụ gen mã hóa rRNA), người ta cịn tìm thấy yếu tố UP làm tăng gắn RNA polymerase vào DNA Có số promoter thiếu vùng 35 và thay yếu tố 10 mở rộng, bao gồm vùng 10 chuẩn thêm đoạn ngắn ở  đầu 5’ (ví dụ gen gal E coli)

(45)

2 Promoter gen Eukaryote

 Promoter Là trình tự định vị đầu 5’ không dịch mã gen có chức xác định vị trí bắt đầu phiên mã

 Promoter dài đến vài nghìn bp  Bao gồm:

+ trình tự bảo thủ gọi hộp TATA nằm cách vị trí phiên mã khoảng 25-30 bp: giúp xác định xác vị trí bắt đầu phiên mã

+ hộp CCAAT nằm cách vị trí bắt đầu phiên mã khoảng 75-80 bp (ít phổ biến hộp TATA): có chức tăng hiệu phiên mã Ngồi ra, cịn có thành phần đặc hiệu khác

Câu 34: Mã di truyền gì? tượng suy thối mã di truyền gì? Thế suy thối hồn tồn (complete degeneracy) suy thoái cục (partial degeneracy), ý nghĩa việc bảo tồn tính ổn định di truyền sinh vật Liệu dự đốn trình tự gen sở biết được trình tự amino acid khơng?

 Mã di truyền

 ĐN: Là hệ thống tương ứng tổ hợp nucleotide với aminoacid

• Trong mã di truyền nucleotide đứng liền mã hóa cho axitamin gọi codon Các codon xếp theo thứ tự mARN, khơng chồng lên

• Với loại nucleotide có 64 codon Trong đó: + codon: UAA, UAG, UGA dấu hiệu kết thúc dịch mã + Codon AUG mở đầu dịch mã-methyonin

 Đặc điểm :

• Mã di truyền có tính “suy thối”: Nhiều codon mã hóa cho loại axitamin  Có ý nghĩa lớn thay để tổng hợp protein codon bị đột biến Ví dụ:

+ GUU, GUC,GUA GUG mã hóa cho Valin… + GCU, GCA, GCC GCG mã hóa cho Alanin…

 Có dạng suy thoái:

(46)

Ví dụ : Phe ( UUU UUC); Gln (CAA CAG)

+ Suy thối hồn tồn: Xảy trường hợp bazo có mặt vị trí nu thứ

Ví dụ: Ser (UCU, UCC, UCA, UCG)  Ý nghĩa :

- Tính chất wobble giúp tế bào tiết kiệm, khơng cần đến 61 ARNt khác để nhận biết 61 mã khác

- Liên kết yếu vị trí wobble làm cho ARNt tách dễ dàng, tổng hợp protein nhanh

- Tính suy thoái mã di truyền thiết lập hệ thống bảo vệ đột biến (nếu có) xảy Sự thay đổi base thứ thường khơng bị ảnh hưởng mã bị đột biến nhận biết ARNt

 Có thể dự đoán khơng?

Có thể dự đốn trình tự gen nhờ amino acid mang tính chất tương đối số a.a mã hóa bời nhiều ba mã di truyền Chỉ biết protein thuộc họ a.a khơng mã hóa q nhiều ba xác định trình tự gen

Câu 35: Tại methionyl- tRNAiMet sinh vật nhân chuẩn không phản ứng với mã AUG bên mRNA mà lại phản ứng với AUG codon khởi đầu mRNA.

Để làm methionyl- tRNAiMet phải tương tác với nhân tố khởi đầu như: IF-1, IF-2, IF-3 Trong Met-tRNAMet cần phải tương tác với nhân tố kéo dài Ef-Ts Ef-Tu Các nhân tố khởi đầu liên kết với tiểu đơn vị nhỏ theo phương thức phụ thuộc eIF1A Rồi eIF5B-GTP giúp thu hút phức hợp eIF2-GTP Met-tRNAiMet đến tiểu đơn vị nhỏ.giúp cho methionyl- tRNAiMet phản ứng với mã UAG khởi đầu

Câu 36: Mơ tả tóm tắt trình dịch mã sinh vật nhân sơ. Các giai đoạn trình sinh tổng hợp protein Prokaryota a Giai đoạn khởi động (prokaryota )

 Bước 1: Tạo thành phức: tđv nhỏ ribosom-Met-tARNi met -mARN Quá trình cần có sự

phối hợp nhiều nhân tố:

(47)

+ IF1 giúp tđv nhỏ gắn vào mRNA ngăn cản tRNA gắn vào vùng vị trí A tđv nhỏ + IF2 protein gắn thủy phân GTP IF2 thúc đẩy liên kết fMet-tRNAifMet tđv nhỏ, ngăn cản aminoacyl-tRNA khác gắn vào tđv nhỏ

+ IF3 ngăn cản tđv nhỏ tái liên kết với tđv lớn gắn với tRNA mang a.a IF3 gắn vào tđv nhỏ vào cuối vòng dịch mã trước, giúp tách ribosome thành tđv lớn tđv nhỏ

• Loại tARNi met kết hợp với codon AUG khởi động gắn Methyonin vào chuỗi polypeptide (khác với tARNmet mang Met vào chuỗi).

• Tđv nhỏ ribosom đến gắn vào vị trí chuyên biệt mARN (gần AUG) nhờ phân tử GTP cung cấp lượng  tạo liên kết mARN-ribosom

 Bước 2: Tđv nhỏ ribosom-Met-tARNi met -mARN gắn vào codon khởi động AUG

• Sự liên kết tiểu đv nhỏ với mRNA thực thông qua bắt cặp base bổ sung vị trí gắn ribosome rRNA 16S trình tự nucleotide đặc hiệu SD (gồm 5-10 nucleotide trước codon khởi đầu) bổ sung với trình tự nucleotide gần đầu 3' rRNA 16S

• Tiểu đơn vị nhỏ đặt mRNA cho codon khởi đầu đặt vào vị trí P tiểu đơn vị lớn gắn vào phức hợp

Bước 3: Hình thành phức hợp khởi đầu 70S

+ Sau phức hợp tđv nhỏ ribosom-Met-tARNi met -mARN gắn vào codon AUG  tđv nhỏ thay đổi hình dạng làm giải phóng IF3cho phép tđv lớn gắn vào tđv nhỏ mang thành phần

+ Nhờ có tđv lớn gắn vào, hoạt tính GTPase IF2-GTP kích thích để thủy phân GTP

+ IF2-GDP tạo thành có lực thấp ribosome tRNA khởi đầu dẫn đến giải phóng IF2-GDP IF1  phức hợp cuối tạo thành gồm ribosome hoàn chỉnh 70S với mARN kẹp Met-tARNi met gắn vào vị trí P Tại A trống chuẩn bị cho amino acid-tARN vào vị trí A để bắt đầu tổng hợp Polypeptid

b Giai đoạn kéo dài

• Là giai đoạn tương đối đơn giản sở nguyên lí lặp lại Được tiến hành sau Met đặt vào vị trí P

(48)

Bước 1: amino acid - tARN đưa đến vị trí A nhờ nhân tố kéo dài EF (elongation Factors- EF)

+ Liên kết amino acid - tARN- EF vị trí A nhờ liên kết EF với GTP + aminoacid-tARN có anticodon bổ sung với codon A liên kết Bước 2: Hình thành cầu nối peptide aminoacid - tARN vị trí A với trung tâm peptidyl transferase  liên kết peptide tạo thành

+ Quá trình nhờ enzim Peptidyltransferase (là loại rARN=ribozyme.) + Lúc cầu nối axitamin - tARN A giữ nguyên.Liên kết peptid a.a A a.a P hình thành  kết tARN A mang dipeptide, tARN P bị khử acyl

+ Năng lượng cung cấp lấy từ phá vỡ cầu nối polypeptide với tARN  Bước 3: Sự chuyển dịch

+ Khi phản ứng trung tâm peptidyl transerase hoàn thành, tARN P khơng cịn axitamin chuỗi polypeptide hình thành tARN vị trí A

+ Sau tARN vị trí P chuyển sang vị trí E để chuẩn bị ngồi Chuỗi polypeptide hình thành liên kết với tARN A chuyển sang P A trống đón amino acid-tARN mARN dịch tiếp codon tiếp xúc ribosom

c Giai đoạn kết thúc dịch mã

• Q trình kéo dài dừng lại codon kết thúc lọt vào vị trí A Các codon nhận diện yếu tố giải phóng RF (release Factor)

• Có loại yếu tố giải phóng RF:

+ Yếu tố giải phóng loại I: nhận diện codon kết thúc, thúc đẩy thủy phân tách chuỗi polypeptide khỏi peptidyl- tRNA P Procaryota có loại RF1

( nhận diện UAG, UAA) RF2(nhận diện UGA, UAA)

+ Yếu tố giải phóng loại II: kích thích tách loại I khỏi ribosom sau tổng hợp xong chuỗi polypeptid Ở procaryota RF3 Hoạt động yếu tố giải phóng loại II điều hịa GTP

(49)

1 Các giai đoạn trình sinh tổng hợp protein Êukaryota a Giai đoạn khởi động (eukaryota) :

 Bước 1: Sự hình thành phức hợp tiền khởi đầu 43S

• Giai đoạn khởi đầu cần có phối hợp nhiều nhân tố ( eIF ): + eIF3 eIF1A (tương tự với IF3 prokaryote)

+ Hai protein gắn GTP eIF2 eIF5B làm trung gian thu hút tRNA – met (chứ N-formyl methionine prokaryote) đến tiểu đơn vị nhỏ

• Q trình:

+ eIF5B-GTP ( tương đồng với IF2-GTP prokaryote) liên kết với tiểu đơn vị nhỏ theo phương thức phụ thuộc eIF1A

+ eIF5B-GTP giúp thu hút phức hợp eIF2-GTP Met-tRNAiMet đến tiểu đơn vị nhỏ

+ Hai protein gắn GTP đưa Met-tRNAiMet vào vùng thuộc vị trí P tiểu đơn vị nhỏ Kết quả, hình thành phức hợp tiền khởi đầu 43S

 Bước 2: Sự nhận dạng mũ 5’ mRNA

Quá trình thực thơng qua eIF4 (có ba tđv: tđv gắn vào mũ 5', tđv vị khác gắn với RNA):

+ Phức hợp lại gắn với eIF4B làm hoạt hóa enzyme RNA helicase tiểu đơn vị eIF4F

+ Helicase tháo xoắn tất cấu trúc bậc hai hình thành đầu tận mRNA

+ Phức hợp eIF4F/B - mRNA lại thu hút phức hợp tiền khởi đầu 43S đến thông qua tương tác eIF4F eIF3

 Bước 3: Tđv nhỏ tìm thấy codon khởi đầu cách qt xi dịng từ đầu 5' của

mRNA và hình thành phức hợp khởi đầu 80S :

(50)

+ Sự bắt cặp anticodon tRNA khởi đầu codon khởi đầu thúc đẩy phóng thích eIF2 eIF3  tđv lớn gắn vào tđv nhỏ. phóng thích yếu tố khởi đầu cịn lại thơng qua thủy phân GTP tác dụng eIF5B

+ Cuối cùng, Met-tRNAiMet đưa vào vị trí P phức hợp khởi đầu 80S Lúc này, ribosome tư sẵn sàng tiếp nhận aminoacyl-tRNA vào vị trí A

b Giai đoạn kéo dài

• Là giai đoạn tương đối đơn giản sở nguyên lí lặp lại Được tiến hành sau Met đặt vào vị trí P

• Q trình trải qua bước:

Bước 1: amino acid - tARN đưa đến vị trí A nhờ nhân tố kéo dài EF (elongation Factors- EF)

+ Liên kết amino acid - tARN- EF vị trí A nhờ liên kết EF với GTP + aminoacid-tARN có anticodon bổ sung với codon A liên kết Bước 2: Hình thành cầu nới peptide aminoacid - tARN vị trí A với trung tâm peptidyl transferase  liên kết peptide tạo thành

+ Quá trình nhờ enzim Peptidyltransferase (là loại rARN=ribozyme.) + Lúc cầu nối axitamin - tARN A giữ nguyên.Liên kết peptid a.a A a.a P hình thành  kết tARN A mang dipeptide, tARN P bị khử acyl

+ Năng lượng cung cấp lấy từ phá vỡ cầu nối polypeptide với tARN  Bước 3: Sự chuyển dịch

+ Khi phản ứng trung tâm peptidyl transerase hồn thành, tARN P khơng cịn axitamin chuỗi polypeptide hình thành tARN vị trí A

+ Sau tARN vị trí P chuyển sang vị trí E để chuẩn bị ngồi Chuỗi polypeptide hình thành liên kết với tARN A chuyển sang P A trống đón amino acid-tARN mARN dịch tiếp codon tiếp xúc ribosom

c Giai đoạn kết thúc dịch mã

• Q trình kéo dài dừng lại codon kết thúc lọt vào vị trí A Các codon nhận diện yếu tố giải phóng RF (release Factor)

(51)

+ Yếu tố giải phóng loại I: nhận diện codon kết thúc, thúc đẩy thủy phân tách chuỗi

polypeptide khỏi peptidyl- tRNA P Eucaryota có loại eRF1 nhận diện loại codon kết thúc

+ Yếu tố giải phóng loại II: kích thích tách loại I khỏi ribosom sau tổng hợp xong chuỗi polypeptid Ở eucaryota eRF3 Hoạt động yếu tố giải phóng loại II điều hịa GTP

Câu 38: Thế cải biến sau dịch mã? Ý nghĩa việc cải biến này.

Để đạt tới cấu trúc có hoạt động sinh học, chuỗi polypeptide tạo thành trải qua loạt biến đổi

- Ở VK, loại bỏ gốc formyl khỏi gốc amin tận protein - Ở prokaryote Eucaryote, Met tận thủy phân

- Một vài a.a tận loại bỏ enzim amino peptidase

- Gắn thêm đường vào protein giúp trình định hướng di chuyển hoạt động protein - Gắn gốc Photphat vào protein nhờ enzyme kinase

- Tạo thành liên kết disulfur phân tử cystein chuỗi chuỗi polypeptide tạo protein phức enzyme phức hoạt động

- Cắt bỏ đoạn polypeptide xảy sau: + Loại bỏ peptide di chuyển

+ Cắt bỏ polypeptide tăng hoạt tính enzyme

+ Loại bỏ trình tự tín hiệu: Một số protein tổng hợp có trình tự tín hiệu đầu amin (15-30 a.a) Được loại bỏ = peptidase đặc hiệu Giúp chúng tiến vào mạng lưới nội chất hạt

Câu 39: So sánh thành phần ribosome tham gia vào trình dịch mã prokaryote và eukaryote.

 Giống :

 Là máy dịch mã tổng hợp protein

 Mỗi ribosom bao gồm: tiểu đơn vị lớn tiểu đơn vị nhỏ:

(52)

+ Tiểu đơn vị nhỏ: chứa trung tâm giải mã nơi tARN-aminoacyl đọc giải mã codon mARN

 Khác:

Prokaryota Êukaryota

Ribosome vi khuẩn có kích thước 70S (30S, 50S)

Ribosome Eucaryote có kích thước 80S (40S, 60S).

+ Tiểu phần nhỏ 30S cấu tạo bởi ARNr 16S (1542 Nu) 21 protein

+ Tiều phần lớn 50S tạo ARNr 23S (2904 Nu) + ARNr 5S (120 Nu) 31 protein

+ Tiểu phần nhỏ 40S: ARNr 18S (1874 Nu) và 33 protein

+ Tiểu phần lớn 60S: ARNr 28 (4718 Nu) + ARNr 5,8S (160 Nu) + ARNr 5S (120 Nu) và 49 protein