Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Sinh học phân tử: Chương 2 Sự sao chép DNA, cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm; Sự sao chép của DNA; Sửa sai trong sao chép và khi không sao chép. Mời các bạn cùng tham khảo!
Chương SỰ SAO CHÉP DNA http://buihongquan.com Sự chép DNA • Khái niệm • Sự chép DNA – – – – – Thí nghiệm Meselson Stahl Các yếu tố cần thiết cho chép DNA Các DNA polymerase Quá trình chép DNA E.coli Sao chép DNA tế bào nhân thật: (bỏ chu kỳ tế bào) – Sự chép virus phage • Sửa sai chép không chép http://buihongquan.com DNA vật liệu di truyền Bằng chứng 1: Thí nghiệm chứng minh có biến nạp vi khuẩn, 1928 Bằng chứng 2: Thí nghiệm chứng minh DNA nhân tố biến nạp, 1944 Bằng chứng 3: Thí nghiệm chứng minh vật liệu di truyền phage T2 DNA, 1952 http://buihongquan.com Thí nghiệm biến nạp Griffith Tế bào S sống (control) Tế bào R sống (control) Trộn tế bào S chết (control) tế bào R sống Tế bào S chết KẾT QUẢ Chuột bị chết Chuột sống Chuột sống Cḥt bị chết Tế bào S sống tìm thấy mẫu máu http://buihongquan.com Năm 1944 nhóm Avery, McCarty, McLeod xác định rõ nguyên nhân gây biến nạp gì? → DNA nhân tố biến nạp Avery kết luận DNA là vật liệu di truyền http://buihongquan.com 1952 – Alfred Hershey Martha Chase kết luận vật liệu di truyền của phage T2 DNA Hershey Chase khẳng định DNA vật liệu di truyền 1953 James D Watson Francis H C Crick công bố cấu trúc chuỗi xoắn kép của DNA James Watson Francis Crick http://buihongquan.com DNA vật liệu di truyền Vật chất di truyền thể sinh vật có nhiệm vụ truyền lại tính trạng từ đời trước xong đời sau, nguyên tắc: Vật chất phải có tính bền vững thơng tin cấu trúc, chức năng, phát triển sinh sản tế bào Có khả tự tái cách xác cho tế bào có thơng tin di truyền giống tế bào mẹ Có khả thay đổi, giúp sinh vật biến dị, thích ứng, tiến hóa http://buihongquan.com Cấu trúc xoắn kép DNA (Double helix structure of DNA) http://buihongquan.com Đặc điểm của cấu trúc xoắn kép DNA Phân tử DNA có hai chuỗi dây polynucleotide quấn theo chiều tay phải Hai dây đối xứng nhau, song hành theo cặp base tương ứng, theo qui ước đầu 5’ gốc, đầu 3’ Dây cịn gọi dây xương sống hình thành đường photphase với base đính hai bên dây -Chuỗi xoắn kép cho phép base purine pirimidine có cấu trúc phẳng xếp chờng khít lên bên phân tử DNA, hạn chế sự tiếp xúc của chúng với nước Chúng đính thẳng góc với dây xoắn -Các nguyên tử đường nhóm phosphate xoay ngồi hình thành liên kết với nước đảm bảo tính ổn định cho phân tử http://buihongquan.com http://buihongquan.com CƠ CHẾ SỬA SAI NGOÀI QUÁ TRÌNH SAO CHÉP BER (BASE EXCISION REPAIR) -Glycosylase: nhận biết cắt base sai hỏng -AP endonuclease, exonuclease: Cắt phân tử đường base sai hỏng http://buihongquan.com CƠ CHẾ SỬA SAI NGỒI Q TRÌNH SAO CHÉP NER (NUCLEOTID EXCISION REPAIR) Nuclease: nhận biết cắt vị trí chuyên biệt: -Nu thứ kể từ vị trí sai hỏng theo hướng 5’ -Nu thứ kể từ vị trí sai hỏng theo hướng 3’ http://buihongquan.com Gene nhảy (Tranposon) http://buihongquan.com Các trình tự IS •Các trình tự gắn xen IS (Insertion Sequence) tìm thấy E coli tác động ức chế chúng chế kiểm sốt biến dưỡng đường galactose •Khi nhân tố IS2 xen vào bên gen tương ứng, vi khuẩn khả lên men galactose Khi nhân tố rời khỏi gen, khả lên men galactose tái lập http://buihongquan.com Cấu trúc chế chuyển vị IS Các trình tự IS có kích thước nhỏ (khoảng 1kb), cấu trúc bao gồm: Một trình tự trung tâm đặc trưng cho loại IS Vùng mã hóa cho transposase vài gen khác Ở hai đầu hai trình tự lặp đảo IR (Inverted repeat) hai trình tự ngắn giống có chiều ngược http://buihongquan.com Cơ chế chuyển vị IS • Dưới tác động transposase, đoạn DNA nơi nhận đoạn gắn xen bị cắt đứt, hình thànn nên đầu so le, hay đầu dính (cohesive end) • Sự chuyển vị gen xảy theo hai khả năng: Transposon nhân lên, cũ lại vị trí ban đầu, chuyển đến vị trí Transposon chuyển đến vị trí nhận, vị trí cũ transposon • Ở hai đầu nhân tố IS hở, DNA polymerase ligase làm nhiệm vụ lấp đầy chỗ trống • Sau gắn chèn, nhân tố IS hoàn toàn dung hợp vào genome http://buihongquan.com Hai kiểu chuyển vị Chuyển vị nhân bản: Transposon nhân lên, cũ lại vị trí ban đầu, chuyển đến vị trí Chuyển vị bảo tồn: Transposon chuyển đến vị trí nhận, vị trí cũ transposon http://buihongquan.com Transposon • Các transposon (Tn) trình tự gen nhảy có kích thước lớn trình tự IS Giống nhân tố IS, transposon có chứa gen chèn vào đoạn DNA nhiễm sắc thể • Transposon tương đối phức tạp nhân tố IS, cịn có gen bổ sung • Có hai dạng transposon prokaryote: composite Tn noncomposite Tn (transposon phức hợp transposon đơn) http://buihongquan.com Transposon phức hợp • Là phức hợp với vùng trung tâm có chứa gen kháng thuốc kháng sinh, nằm kề bên với nhân tố IS • Có độ dài vài ngàn bp • Nhân tố IS nằm bên trái gọi IS-L, nhân tố IS nằm bên trái IS-R Tùy theo loại transposon mà IS-L IS-R hướng, ngược hướng đối xứng • Vì thân IS có IR (Inverted repeat), nên transposon có IR hai đầu cần thiết cho chuyển vị • Tn 10 ví dụ transposon phức hợp Tn 10 có độ lớn phân tử 9.300bp, vùng trung tâm chiếm 6.500bp, chứa gen kháng tetracyline nằm IS10L IS10R Mỗi nhân tố IS dài khoảng 1.400bp http://buihongquan.com Transposon đơn • Transposon đơn có chứa gen kháng kháng sinh, khơng kết thúc hai đầu với nhân tố IS, có chuỗi trình tự lặp đảo IR cần thiết cho chuyển vị • Enzyme đóng vai trị quan trọng chuyển vị mã hóa gen định vị vùng trung tâm transposon • Tn3 ví dụ transposon đơn http://buihongquan.com DNA transposon Retrotransposon http://buihongquan.com Retroviruses http://buihongquan.com Retrotransposon http://buihongquan.com TÁI TỔ HỢP TƯƠNG ĐỒNG (HOMOLOGUOS RECOMBINATION) • Tái tổ hợp (recombination): trình nhiễm sắc thể hay phân tử DNA đứt phần đứt nối lại theo tổ hợp Q trình xảy tế bào sống (ví dụ qua trao đổi chéo phân bào giảm nhiễm) hay ống nghiệm nhờ enzyme cắt nối • Mơ hình tái tổ hợp đơn giản cổ điển mơ hình Holiday Mặc dù có thiếu sót cần thêm thắt, sửa đổi, mơ hình minh họa tương đối rõ tiến trình tái tố hợp Về mô tả sau : Điều kiện xảy tái tổ hợp tương đồng: hai vùng DNA tái tổ hợp phải có trình tự tương đồng hai trình tự phải có điểm đứt (nick) mạch Các protein RecB RecC làm tháo xoắn cắt đứt hai mạch DNA Phức hợp RecBC nhận biết trình tự chi () cắt cách vài base Protein RecA gắn lên mạch DNA đứt tạo thuận lợi cho việc nhận biết trình tự tương đồng mạch hình thành nên phân tử lai http://buihongquan.com http://buihongquan.com ... A-T G-C Cầu nối hydrogen dễ bị tách (ví dụ nhiệt độ cao) để tạo thành hai dây đơn Cặp base tương ứng A-T C-G gọi thuật ngữ chuyên môn “complement base pair” Nối C-G (3 cầu nối) bền nối A-T (2. .. minh có biến nạp vi khuẩn, 1 928 Bằng chứng 2: Thí nghiệm chứng minh DNA nhân tố biến nạp, 1944 Bằng chứng 3: Thí nghiệm chứng minh vật liệu di truyền phage T2 DNA, 19 52 http://buihongquan.com Thí... dây -Chuỗi xoắn kép cho phép base purine pirimidine có cấu trúc phẳng xếp chờng khít lên bên phân tử DNA, hạn chế sự tiếp xúc của chúng với nước Chúng đính thẳng góc với dây xoắn -Các
