Tài liệu ADN và nhân đôi ADN pdf

ADN và nhân đôi ADN I: ADN 1. C u trúc chungấ - ADN c u t o t các nguyên t C, H, O,ấ ạ ừ ố N, P - ADN là 1 đ i phân t , c u trúc theoạ ử ấ nguyên t c đa phân g m nhi u đ n phânắ ồ ề ơ là các Nucleotit (vi t t t là Nu)ế ắ - ADN th ng g p có c u trúc 2 m chườ ặ ấ ạ b sung, xo n ph i (theo mô hình c aổ ắ ả ủ J.Oat x n và F Crick), 2 m ch ng cơ ạ ượ chi u nhau, liên k t gi a các Nu trên 1ề ế ữ m ch là liên k t photphodieste; gi a cácạ ế ữ Nu trên 2 m ch v i nhau là liên k tạ ớ ế Hidro. (mô hình ADN-phân t c a s s ng)ử ủ ự ố - Có nhi u lo i ADN khác nhau, trong đóề ạ lo i ADN mà J.Oat x n và F Crick côngạ ơ b là lo i B, ngoài ra còn có nhi u lo iố ạ ề ạ ADN khác: A, C, D, Z khác nhau chủ y u kích th c và s Nu trong 1 chuế ở ướ ố kì. Đáng chú ý là ADN lo i Z c u trúcạ ấ xo n trái.ắ ADN m ch đ n tìm th y ạ ơ ấ ở virus. 2. C u trúc c th 1 Nu:ấ ụ ể Đ n phân c a ADN là Nucleotit, c uơ ủ ấ trúc g m 3 thành ph n:ồ ầ - Đ ng đeoxiriboz:ườ - Nhóm Photphat - Bazo nito: g m 2 lo i chính: purin vàồ ạ pirimidin: + Purin: Nucleotit có kích th c l n h n:ướ ớ ơ A (Adenin) và G (Guanin) + Pirimidin: Nucleotit có kích th c nhướ ỏ h n:ơ T (Timin) và X (Xitozin) Vì các thành ph n đ ng và photphat làầ ườ chung cho các Nu, nên ng i ta v n g iườ ẫ ọ thành ph n bazo nito là Nu: Nu lo i A,ầ ạ G, T, X Bazo nito liên k t v i đ ng tai v trí Cế ớ ườ ị th 1; nhóm photphat liên k t v i đ ngứ ế ớ ườ t i v trí C th 5 t o thành c u trúc 1ạ ị ứ ạ ấ Nucleotit 3. S t o m chự ạ ạ Khi t o m ch, nhóm photphat c a Nuạ ạ ủ đ ng tr c s t o liên k t v i nhóm OHứ ướ ẽ ạ ế ớ c a Nu đ ng sau (t i v trí C s 3). Liênủ ứ ạ ị ố k t này là liên k t photphodieste ế ế (nhóm photphat t o liên k t este v i OH c aạ ế ớ ủ đ ng c a chính nó và t o liên k t esteườ ủ ạ ế th 2 v i OH c a đ ng c a Nu k ti pứ ớ ủ ườ ủ ế ế => đieste). Liên k t này, tính theo s thế ố ứ t đính v i C trong đ ng thì s làự ớ ườ ẽ h ng ướ 3'-OH; 5'-photphat. Gi a 2 m ch, các Nu liên k t v i nhauữ ạ ế ớ theo nguyên t c b sung. ắ ổ A liên k t v iế ớ T b ng 2 liên k t Hidro; G liên k tằ ế ế v i X b ng 3 liên k t Hidro.ớ ằ ế Do liên k t Hidro là liên k t y u, nên nó có thế ế ế ể b phá v d dàng trong quá trình nhânị ỡ ễ đôi ADN và phiên mã gen. II: QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN: 1. Th i đi m:ờ ể ADN đ c nhân đôi vào giai đo n Sượ ạ thu c kì trung gian c a chu kì t bào. Kìộ ủ ế trung gian có 3 giai đo n chính: G1, S,ạ G2. C th , khi t bào v t qua đi m Rụ ể ế ượ ể (đi m cu i pha G1) nó s b c vào S vàể ố ẽ ướ nhân đôi ADN, d n đ n nhân đôi NST.ẫ ế 2. Nguyên li u:ệ Các Nucleotit các lo i : A, T, G, X; năngạ l ng cung c p d i d ng ATP, hượ ấ ướ ạ ệ enzim sao chép. 3. Nguyên t c:ắ - B sung.ổ - Bán b o toàn.ả Có nhi u thí nghi m ch ng minh nguyênề ệ ứ t c nhân đôi ADN (đ c bi t là nguyênắ ặ ệ t c bán b o toàn) trong đó 1 thí nghi mắ ả ệ n i ti ng là c aổ ế ủ Meselson và Stahl. Hai ông dùng đ ng v phóng xồ ị ạ đánh d uấ ADN, sau đó cho vi khu n ch a ADNẩ ứ này th c hi n quá trình nhân đôi ADNự ệ trong môi tr ng . Nh th c hi n ly tâmườ ờ ự ệ và phân tích k t qu thu đ c, h đãế ả ượ ọ ch ng minh đ c c ch nhân đôi bánứ ượ ơ ế b o toàn c a ADN.ả ủ 4: Kh i đ u:ở ầ - Ta đ u bi t ADN xo n khá ch t, vàề ế ắ ặ nh v y r t khó t o đi u ki n cho cácư ậ ấ ạ ề ệ enzim ti p xúc. Vì v y, ho t đ ng đ uế ậ ạ ộ ầ tiên c a quá trình là dãn m ch ADN nhủ ạ ờ enzim girase (1 lo i enzim ADNạ topoisomeraza) - Sau khi dãn m ch, enzim helicase sạ ẽ c t liên k t Hidro b t đ u t iắ ế ắ ầ ạ v trí kh iị ở đ u sao chép (ori)ầ đ tách 2 m ch c aể ạ ủ ADN, t o ch c sao chép.ạ ạ - Ch c sao chép đ c hình thành, cácạ ượ phân t protein SSB (protein liên k t s iử ế ợ đ n) s bám vào s i ADN đ n đ ngănơ ẽ ợ ơ ể 2 m ch tái liên k t v i nhau, gi 2 m chạ ế ớ ữ ạ th ng, t o đi u ki n thu n l i cho hẳ ạ ề ệ ậ ợ ệ enzim ho t đ ng.ạ ộ * Thông th ng,ườ m i khi táchỗ m ch ra,ạ thì t i v trí tách m ch s hình thành 2ạ ị ạ ẽ ch c sao chép ng c chi u v i nhau.ạ ượ ề ớ 5. Hình thành m ch:ạ a. Xét sinh v t nhân s :ở ậ ơ Trong quá trình nhân đôi ADN có sự tham gia c a r t nhi u enzim. 1 trong sủ ấ ề ố nh ng enzim quan tr ng là ADNữ ọ polimeraza (ADN pol - vai trò chính ở nhân s là ADN pol III). Enzim ADN polơ có 1 đ c tính là ặ ch có th b sungỉ ể ổ m ch m i d a trên đ u 3'-OH có s nạ ớ ự ầ ẵ . Đi u này d n t i ề ẫ ớ 2 đ c đi mặ ể : - ADN pol không th t t ng h p m chể ự ổ ợ ạ m i (Nh ng ARN pol thì không đòi h iớ ư ỏ [...]... => Số liên kết Hidro được tính: H = 2A+3G - 1 lần nhân đôi, 1 phân tử ADN tạo ra 2 phân tử ADN con Do vậy sau k lần nhân đôi, 1 phân tử ADN tạo ra 2^k phân tử ADN con; n phân tử ADN ban đầu, sau k lần nhân đôi sẽ tạo ra n.2^k phân tử ADN con - (Số Nu môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi ADN) = (số Nu có trong tổng phân tử con) - (số Nu có trong ADN ban đầu) ... nhân thực, hệ enzim tham gia phức tạp hơn so với nhân sơ Hệ enzim ADN pol có nhiều loại alpha, beta, gama và cơ chế hoạt động phức tạp hơn - Nhìn chung, tốc độ nhân đôi ở sinh vật nhân sơ lớn hơn ở sinh vật nhân thực 6 Hoàn thiện: Ở cả sinh vật nhân sơ và nhân thực luôn có quá trình sửa sai nhờ hệ thống enzim sửa sai luôn rà soát trên phân tử ADN Phân tử ADN sau khi tổng hợp xong sẽ hình thành cấu trúc... ligaza sẽ nối các đoạn ADN rời lại với nhau (những đoạn Okazaki với đoạn ADN thay thế đoạn mồi ) b Ở sinh vật nhân thực Sự nhân đôi ở sinh vật nhân thực nhìn chung là giống sinh vật nhân sơ Tuy nhiên, có 1 vài điểm khác đáng lưu ý: - Ở sinh vật nhân sơ chỉ có 1 điểm khởi đầu sao chép (Ori C), nhưng ở sinh vật nhân thực, do hệ gen lớn, nên có rất nhiều điểm khởi đầu tái bản - Ở sinh vật nhân thực, hệ enzim... định (cuộn xoắn, liên kết với protein ) và độc lập với phân tử ADN mẹ Quá trình nhân đôi ADN kết thúc thường dẫn tới quá trình phân chia tế bào III CÁC SỐ LIỆU CẦN NHỚ - 1 ångström (Å) = 0,1 nanômét - Đường kính của ADN là 20 Å - Chiều dài 1 chu kì xoắn (10 cặp bazo): 34 Å - Chiều dài 1 Nu 3.4 Å - A = T; G = X (A, T, G, X là số lượng cácNu tương ứng trên cả đoạn ADN đang xét) - A1 = T2; A2 =T1; G1 =X2;... cần 1 enzim riêng để tổng hợp đoạn ADN tương ứng (enzim này bản chất giống như 1 enzim sao chép ngược) Enzim này chỉ tồn tại trong các tế bào gốc, chưa biệt hóa Ở các tế bào đã biệt hóa, gen tổng hợp enzim này bị khóa, do vậy sau mỗi lần nhân đôi, ADN lại ngắn đi 1 đoạn nhỏ Điều này làm hạn chế số lần nhân đôi của tế bào, và cũng là 1 cơ chế tự chết của tế bào 1 vài tế bào bị đột biến làm mở gen này... đoạn ARN mồi + ADN pol III nối dài mạch dựa trên đoạn mồi đó Trên mạch 3'-5', nó tổng hợp liên tục, hướng vào chạc sao chép; trên mạch 5'-3' tổng hợp gián đoạn thành các đoạn Okazaki, ngược hướng so với hướng phát triển của chạc sao chép + Các đoạn mồi này hầu hết sẽ được enzim ADN pol I cắt đi và thay thế bằng 1 đoạn ADN tương ứng Sở dĩ nói hầu hết, vì đoạn mồi đầu tiên, ngoài cùng của ADN, nó cần 1... ARN polimeraza) Đoạn mồi này có vai trò cung cấp đầu 3'-OH cho ADN pol tổng hợp mạch mới Sau đó, đoạn mồi này, thường, sẽ được thay thế bằng 1 đoạn ADN tương ứng - ADN pol (III) chỉ có thể tổng hợp mạch mới theo chiều 5'-3' Do vậy, trên mạch khuôn chiều 3'-5' sẽ được tổng hợp liên tục; còn mạch 5'-3' sẽ được tổng hợp gián đoạn thành các đoạn ADN ngắn khoảng 1000 Nu (gọi là đoạn Okazaki) Tiến trình có . phá v d dàng trong quá trình nhân ỡ ễ đôi ADN và phiên mã gen. II: QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN: 1. Th i đi m:ờ ể ADN đ c nhân đôi vào giai đo n Sượ ạ thu c. 1 l n nhân đôi, 1 phân t ADN t o ra 2ầ ử ạ phân t ADN con. Do v yử ậ sau k l n nhân đôi, 1 phân t ADN t o raầ ử ạ 2^k phân t ADN con;ử n phân t ADN ban