Khả năng đặc biệt trong sự sao chép ADN ti thể và lục lạp

Một phần của tài liệu giáo trình Sinh Học Phân Tử (Trang 32 - 35)

Tế bào nhân chuẩn chứa các bào quan nh− ty thể, là bộ máy sinh năng l−ợng (sinh ATP) quan trọng trong tế bàọ ATP nh− một nguồn năng l−ợng cho nhiều phản ứng hoá học trong tế bàọ Hầu hết tế bào thực vật đều chứa lục lạp có chức năng chuyển ánh sáng mặt trời thành năng l−ợng cung cấp cho tế bào sử dụng. Cả hai bào quan này đều chứa ADN kép, th−ờng là vòng, đôi khi là mạch thẳng trong một số thực vật, nấm, hay protozoạ ADN không đ−ợc tổ chức nh− ADN trong nhân và giống nh− ADN trong tế bào vi khuẩn hơn, với kích th−ớc trung bình 1500-2000kb. Tuy nhiên, sự sao chép ADN của các bào quan này lại khác cả ADN trong nhân lẫn ADN vi khuẩn. Sự sao chép ADN của ty thể và lạp thể đ−ợc khởi đầu bởi một đoạn mồi ARN. Đến lúc này khi một sợi đơn ADN đ−ợc sao chép nó sẽ thay thế vị trí của sợi bổ

sung gọi là vòng thay thế (displacement loop) cho đến khi sự tái bản hoàn thành một nửạ Đến lúc này sự tái bản sợi thứ hai mới bắt đầu và đ−ơng nhiên sự tổng hợp là theo h−ớng đối diện. Kết quả sao chép sinh ra hai phân tử ADN vòng lồng vào nhaụ Toàn bộ quá trình này nh− là sự mở rộng d-loop. Hai vòng ADN đ−ợc tách nhau ra bởi enzyme topo IỊ Enzyme này có khả năng thực hiện vết cắt trên cả hai mạch đơn và tái liên kết lại đồng thời với việc v−ợt qua từ sợi này sang sợi khác. Nhờ có enzyme này mà hai ADN vòng đ−ợc tách nhau thành 2 phân tử ADN riêng biệt giống nhaụ

Hình 2.13: Tự sao ở lục lạp và ty thể

Tế bào nhân chuẩn chứa các bào quan nh− ty thể, là bộ máy sinh năng l−ợng (sinh ATP) quan trọng trong tế bàọ ATP nh− một nguồn năng l−ợng cho nhiều phản ứng hoá học trong tế bàọ Hầu hết tế bào thực vật đều chứa lục lạp có chức năng chuyển ánh sáng mặt trời thành năng l−ợng cung cấp cho tế bào sử dụng. Cả hai bào quan này đều chứa ADN kép, th−ờng là vòng, đôi khi là mạch thẳng trong một số thực vật, nấm, hay protozoạ ADN không đ−ợc tổ chức nh− ADN trong nhân và giống nh− ADN trong tế bào vi khuẩn hơn, với kích th−ớc trung bình 1500-2000kb. Tuy nhiên, sự sao chép ADN của các bào quan này lại khác cả ADN trong nhân lẫn ADN vi khuẩn. Sự sao chép ADN của ty thể và lạp thể đ−ợc khởi đầu bởi một đoạn mồi ARN. Đến lúc này khi một sợi đơn ADN đ−ợc sao chép nó sẽ thay thế vị trí của sợi bổ sung gọi là vòng thay thế (displacement loop) cho đến khi sự tái bản hoàn thành một nửạ Đến lúc này sự tái bản sợi thứ hai mới bắt đầu và đ−ơng nhiên sự tổng hợp là theo h−ớng đối diện. Kết quả sao chép sinh ra hai phân tử ADN vòng lồng vào nhaụ Toàn bộ quá trình này nh− là sự mở rộng d-loop. Hai vòng ADN đ−ợc tách nhau ra bởi enzyme topo IỊ Enzyme này có khả năng thực hiện vết cắt trên cả hai mạch đơn và tái liên kết lại đồng thời với việc v−ợt qua từ sợi này sang sợi khác. Nhờ có enzyme này mà hai ADN vòng đ−ợc tách nhau thành 2 phân tử ADN riêng biệt giống nhaụ

*** Những đặc điểm chung về tái bản ADN ở các prokaryote và eukaryotẹ

- Quá trình tái bản ADN diễn ra với sự tham gia của nhiều protein và enzym khác nhau, quan trọng nhất là các ADN-polymerasẹ

- Quá trình tái bản ADN đ−ợc khởi đầu tại một hoặc một số vị trí đặc thù trên ADN gọi là khởi điểm (Origin).

- ADN polymerase tự nó không thể khởi đầu việc tổng hợp ADN mới mà cần phải có đoạn mồi (primer), là một đoạn ARN ngắn (50-100 ribonucleotit) đ−ợc tổng hợp tr−ớc bởi enzym primasẹ

- Vì ADN polymerase chỉ hoạt động theo chiều 3’- 5’, trong khi ADN khuôn có hai sợi ng−ợc chiều nhau cho nên ít nhất trên một sợi khuôn diễn ra sự tổng hợp không liên tục (gián đoạn) các đoạn ADN ngắn 1000-2000 nucleotit, gọi là tổng hợp Okazakị

- Một ADN polymerase khác tiến hành cắt bỏ đoạn ARN mồi và tổng hợp ADN thay thế, và các đoạn Okazaki cũng sẽ đ−ợc nối liền nhờ ADN ligasẹ

Tuy nhiên, ở sinh vật nhân chuẩn có nhiều thành phần enzyme tham gia trong hệ thống tự sao hơn là ở vi khuẩn, thậm chí chức năng cơ bản của chúng trong các domain này là giống nhaụ Ví dụ protein SSB ở sinh vật nhân chuẩn đ−ợc hình thành từ 3 tiểu phần trong khi ở vi khuẩn chỉ gồm 1 tiểu phần. ADN primase ở sinh vật nhân chuẩn đ−ợc liên kết với một enzyme đa phần ADN pol α, trong khi ở sinh vật nhân sơ thì primase liên kết với helicase trong primosome, enzyme này bắt đầu tổng hợp mỗi đoạn okazaki trên sợi theo sau và mồi ARN và sau đó mở rộng đoạn mồi ARN với một đoạn ADN ngắn, sau đó nh−ờng chỗ cho enzyme thứ hai là ADN pol δ tổng hợp tiếp phần còn lại của đoạn Okazaki với sự hỗ trợ của enzyme kẹp tóc.

Sự khác biệt nữa trong sự tự sao của sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân sơ là: ở sinh vật nhân chuẩn chỉ tổng hợp các đoạn Okazaki 200bp và tốc độ tự sao th−ờng chỉ bằng 1/10 tốc độ của vi khuẩn.

Một phần của tài liệu giáo trình Sinh Học Phân Tử (Trang 32 - 35)