7. Bản chất của đột biến lệch khung và hậu quả.
- Bản chất:
+ Do chèn hoặc mất một hay nhiều nu trong vùng mã hóa của gen làm thay đổi khung đọc.
+ Thay đổi tất cả acid amin phía sau đột biến và dễ tạo sản phẩm không chức năng vì khác hẳn với protein bình thường hay các khung đọc sai thường chứa các codon stop sẽ làm quá trình tổng hợp protein dừng sớm.
- Hậu quả:
+ Nếu aa mới có đặc tính tương tự aa bị thay thế (tính ái nước, tính acid) -> ít tác động trên chức năng protein
+ Nếu aa bị ảnh hưởng cách không xa vị trí tác động của enzyme hay tại cấu trúc cần thiết khác -> ảnh hưởng lớn
+ Nếu aa đột biến là aa có trong cấu trúc bậc 2,3 (ví dụ cystein) -> ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt tính/độ ổn định protein
8. Các dạng đột biến tự nhiên: hỗ biến, khử amin, lệch khung và oxy hóa phá hủy do các gốc tự do (nội dung của từng dạng). do các gốc tự do (nội dung của từng dạng).
a. Hỗ biến:
- Các base có khả năng tồn tại hoán chuyển giữa hai dạng (keto<->enol, amino<->imino): + Base pyrimidin: thường có dạng keto (C=O) chuyển thành dạng enol (C-OH): T*-G, C*-A + Base purine: thường có dạng amino (-NH2) chuyển thành imino (=NH): A*-C, G*-T - Kết quả: dẫn đến bắt cặp nhầm và gây các đột biến chuyển vị trong quá trình sao chép
b. Khử amin:
- cytosine -> uracil + NH3 (chỉnh được bằng cách loại U vì U không có trên ADN và thay bằng C) - 5-methylcytosin-> thymin + NH3 (không chỉnh được vì không nhận diện được Thymin lỗi) - cytosine tại các trình tự CG (CpG) thường bị methyl hóa -> “điểm nóng” cho đột biến
c. Đột biến lệch khung:
- Chèn hoặc mất nu trên một sợi
- Thường là lỗi của polymerase khi sao chép các đoạn lặp lại của một đoạn nu.
d. Oxy hóa phá hủy do các gốc oxy:
- Các gốc oxy tăng trong tế bào do chuyển hóa oxy hóa hoặc tác nhân vật lý.
- Ví dụ: guanine -> 8-hydroxy guanine và bắt cặp sai với A tạo đảo chuyển: G-C thành T-A
9. Hai tác nhân gây đột biến cảm ứng: hóa học và bức xạ. a.Tác nhân hóa học: gồm 4 nhóm a.Tác nhân hóa học: gồm 4 nhóm
- Nhóm base đồng đẳng:
# Cấu trúc hóa học giống các prymidin và purine và có thể gắn vào ADN tại vị trí các base bình thường khi sao chép ADN.
# Bromouracil (BU):
là hợp chất nhân tạo dùng rộng rãi trong nghiên cứu, giống với T (có nguyên tử Br thay cho nhóm methyl), bắt cặp với A
có khả năng hỗ biến thành dạng enol (BU*) và bắt cặp với G A-T -> A-BU -> BU*-G -> G-C
G-C -> G-BU* -> BU-A -> A-T
# Aminopurine: là đồng đẳng của A, có thể bắt cặp với T hoặc (rất ít) với C, gây chuyển vị A-T thành G-C hoặc G-C thành A-T.
# Các đồng đẳng base gây chuyển vị như gây hỗ biến tự phát - Các chất hóa học thay đổi cấu trúc và đặc tính bắt cặp của các base:
# Các chất khử amin: ví dụ
acid nitrơ làm C -> U, methylCytosin -> T, A -> hypoxanthin khử amin, hypoxanthin bắt cặp với C gây chuyển vị.
hydroxylamin (NH2OH): chỉ khử amin của C, có tác động rất giới hạn. # Các chất alkyl hóa: gây đột biến bằng 3 cách:
Thêm nhóm methyl hay ethyl vào G tạo base đồng đẳng của A dẫn đến sự bắt cặp bổ sung sai Mất purin do G đã bị alkyl hóa tạo lỗ hổng trên ADN, khi sao chép có làm đứt mạch
Liên kết chéo giữa các mạch của một hoặc các phân tử ADN khác nhau làm mất nu. - Các tác nhân chèn vào ADN ( làm lệch khung):
Các chất proflavin, cam acridin, ethidium bromide là các phân tử đa vòng phẳng tương tác với các base của ADN và chèn vào giữa chúng.
Sự chèn làm “dãn” sợi đôi ADN và ADN polymerase bị “đánh lừa” chèn base vào đối diện nhiều hơn bình thường, làm lệch khung ADN tạo thành.
- Các tác nhân thay đổi cấu trúc ADN:
- Các phân tử lớn gắn vào base trong ADN và làm chúng trở thành không mã hóa. VD: N-acetoxy-2- acetylaminofluorene (NAAAF)
- Các tác nhân gây liên kết chéo trong và giữa các sợi. VD: các psoralen có trong một số rau và dùng trong điều trị một số bệnh về da.
-Các chất hóa học gây đứt sợi ADN. VD: các peroxid
- Các hydrocarbon đa vòng. VD: các benzypyrene có trong xăng.
b.Tác nhân bức xạ:
- Bức xạ ion hóa: tia UV, tia
10. Bốn tác nhân hóa học gây đột biến: base đồng đẳng; thay đổi cấu trúc và đặc tính bắt cặp của các base; chèn vào ADN; thay đổi cấu trúc ADN. tính bắt cặp của các base; chèn vào ADN; thay đổi cấu trúc ADN.
- Nhóm base đồng đẳng:
# Cấu trúc hóa học giống các prymidin và purine và có thể gắn vào ADN tại vị trí các base bình thường khi sao chép ADN.
# Bromouracil (BU):
là hợp chất nhân tạo dùng rộng rãi trong nghiên cứu, giống với T (có nguyên tử Br thay cho nhóm methyl), bắt cặp với A
có khả năng hỗ biến thành dạng enol (BU*) và bắt cặp với G A-T -> A-BU -> BU*-G -> G-C
G-C -> G-BU* -> BU-A -> A-T
# Aminopurine: là đồng đẳng của A, có thể bắt cặp với T hoặc (rất ít) với C, gây chuyển vị A-T thành G-C hoặc G-C thành A-T.
# Các đồng đẳng base gây chuyển vị như gây hỗ biến tự phát - Các chất hóa học thay đổi cấu trúc và đặc tính bắt cặp của các base:
# Các chất khử amin: ví dụ
acid nitrơ làm C -> U, methylCytosin -> T, A -> hypoxanthin khử amin, hypoxanthin bắt cặp với C gây chuyển vị.
hydroxylamin (NH2OH): chỉ khử amin của C, có tác động rất giới hạn. # Các chất alkyl hóa: gây đột biến bằng 3 cách:
Thêm nhóm methyl hay ethyl vào G tạo base đồng đẳng của A dẫn đến sự bắt cặp bổ sung sai Mất purin do G đã bị alkyl hóa tạo lỗ hổng trên ADN, khi sao chép có làm đứt mạch
Liên kết chéo giữa các mạch của một hoặc các phân tử ADN khác nhau làm mất nu. + Các tác nhân chèn vào ADN ( làm lệch khung):
Các chất proflavin, cam acridin, ethidium bromide là các phân tử đa vòng phẳng tương tác với các base của ADN và chèn vào giữa chúng.
Sự chèn làm “dãn” sợi đôi ADN và ADN polymerase bị “đánh lừa” chèn base vào đối diện nhiều hơn bình thường, làm lệch khung ADN tạo thành.
+ Các tác nhân thay đổi cấu trúc ADN:
28. Các phân tử lớn gắn vào base trong ADN và làm chúng trở thành không mã hóa. VD: N-acetoxy-2- acetylaminofluorene (NAAAF)
29. Các tác nhân gây liên kết chéo trong và giữa các sợi. VD: các psoralen có trong một số rau và dùng trong điều trị một số bệnh về da.
30. Các chất hóa học gây đứt sợi ADN. VD: các peroxid
31. Các hydrocarbon đa vòng. VD: các benzypyrene có trong xăng.
11. Nhóm base đông đẳng: bromouracil (5-Bu) và aminopurine. Nếu cơ chế và các dạng chuyển vị. dạng chuyển vị.
# Bromouracil (BU):
là hợp chất nhân tạo dùng rộng rãi trong nghiên cứu, giống với T (có nguyên tử Br thay cho nhóm methyl), bắt cặp với A
có khả năng hỗ biến thành dạng enol (BU*) và bắt cặp với G A-T -> A-BU -> BU*-G -> G-C
G-C -> G-BU* -> BU-A -> A-T
# Aminopurine: là đồng đẳng của A, có thể bắt cặp với T hoặc (rất ít) với C, gây chuyển vị A-T thành G-C hoặc G-C thành A-T.
12. Nhóm các chất thay đổi cấu trúc và bắt cặp sai: khử amin và alkyl hóa. Nêu cơ chế gây bắt cặp sai hay làm đứt mạch, hoặc mất nu… chế gây bắt cặp sai hay làm đứt mạch, hoặc mất nu…
# Các chất khử amin: ví dụ
+ acid nitrơ làm C -> U, methylCytosin -> T, A -> hypoxanthin khử amin, hypoxanthin bắt cặp với C gây chuyển vị.
+ hydroxylamin (NH2OH): chỉ khử amin của C, có tác động rất giới hạn. # Các chất alkyl hóa: gây đột biến bằng 3 cách:
+ Thêm nhóm methyl hay ethyl vào G tạo base đồng đẳng của A dẫn đến sự bắt cặp bổ sung sai + Mất purin do G đã bị alkyl hóa tạo lỗ hổng trên ADN, khi sao chép có làm đứt mạch
+ Liên kết chéo giữa các mạch của một hoặc các phân tử ADN khác nhau làm mất nu.
13. Các chất điển hình gây alkyl hóa và ba cách gây đột biến gen của chúng (thêm nhóm methyl hay ethyl; mất purine; liên kết chéo giữa các mạch ADN làm mất nu) nhóm methyl hay ethyl; mất purine; liên kết chéo giữa các mạch ADN làm mất nu)
- Các chất điển hình gây alkyl hóa: nitrosoguanidin(NTG), methyl methan sulfonat (MMS), ethyl methane sulfonat (EMS)
- Ba cách gây đột biến gen của chúng:
+ Thêm nhóm methyl hay ethyl vào G tạo base đồng đẳng của A dẫn đến sự bắt cặp bổ sung sai + Mất purin do G đã bị alkyl hóa tạo lỗ hổng trên ADN, khi sao chép có làm đứt mạch
+ Liên kết chéo giữa các mạch của một hoặc các phân tử ADN khác nhau làm mất nu.
14. Các tác nhân hóa học chèn vào ADN làm lệch khung.
- Các chất proflavin, cam acridin, ethidium bromide là các phân tử đa vòng phẳng tương tác với các base của ADN và chèn vào giữa chúng.
- Sự chèn làm “dãn” sợi đôi ADN và ADN polymerase bị “đánh lừa” chèn base vào đối diện nhiều hơn bình thường, làm lệch khung ADN tạo thành.
15. Các tác nhân hóa học làm thay đổi cấu trúc ADN.
- Các phân tử lớn gắn vào base trong ADN và làm chúng trở thành không mã hóa. VD: N-acetoxy-2- acetylaminofluorene (NAAAF)
- Các tác nhân gây liên kết chéo trong và giữa các sợi. VD: các psoralen có trong một số rau và dùng trong điều trị một số bệnh về da.
- Các chất hóa học gây đứt sợi ADN. VD: các peroxid
- Các hydrocarbon đa vòng. VD: các benzypyrene có trong xăng.
16. Vai trò gây đột biến của tia UV.
- ADN hấp thu tia UV mạnh nhất ở λ = 257nm
- Các tổn thương gây chết chính là các dimer pyrimidin trong ADN (tạo bởi UV-B và UV-C) - Ngăn chặn sự phiên mã và sao chép ADN và gây chết nếu không sửa chữa.
- Kích thích đột biến, sắp xếp lại NST
17. Ba cơ chế thường gặp chống lại đột biến: Đảo nghịch sai hỏng, loại bỏ sai hỏng, dung nạp sai hỏng. dung nạp sai hỏng.
32. Đảo nghịch sai hỏng: + Quang phục hồi: