VẤN ĐỀ KẾT THÚC TÁI BẢN
3. Đột biến có khả năng di truyền
- Soma à nguyên phân à thế hệ tế bào mới (cơ thể) - Tế bào mầm à giao tửà thế hệ con cháu
Đặc điểm của đột biến
Đột biến
• Đột biến là những biến đổi vật chất di truyền có khả năng truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác.
• Đối với sinh vật bậc cao đa bào cần phải phân biệt giữa đột biến tế bào soma và đột biến tế bào sinh dục
Đột biến
• Tautomerism (Tautome là các hợp chất hữu cơ có thể hoán chuyển lẫn nhau bằng phản ứng hóa học gọi là tautome hóa)
• DepurinaOon
• DeaminaOon (loại bỏ nhóm amin ra khỏi phân tử).
• Trượt hoặc bắt cặp nhầm khi sao chép DNA
Đột biến ngẫu nhiên Đột biến cảm ứng
• Hóa học • Phóng xạ
Đột biến ngẫu nhiên
• Lỗi trong quá trình sao chép DNA
– different polymerases vary in their accuracy – proofreading" 3'-‐5' exonuclease
• Thay đổi các cặp base
– TautomerizaOon – DeaminaOon
– OxidaOon – alkylaOon
• Đột biến lệch khung ngẫu nhiên
– Do lỗi trong quá trình sao chép DNA "slipped mispairing"
Phân loại
Đột biến cấu trúc NST
Tác động của đột biến
Ảnh hưởng đến sự sống hoặc thích nghi Tác động đến
trình tự DNA, protein
Quy mô nhỏ
Quy mô lớn (Cấu trúc NST)
Đột biến điểm Đột biến câm
Đột biến nhầm nghĩa Đột biến vô nghĩa Thêm
Mất
Các yếu tố vận động Khuếch đại Mất
Đảo đoạn
Chuyển vị
Mất trạng thái dị hợp tử Mất chức năng
Phục hồi chức năng Trội
Gây chết
Đột biến gây hại Đột biến có ích Đột biến trung tính Đột biến gây chết Lệch khung
Vô nghĩa Nhầm nghĩa Trung tính Câm
Các dạng đột biến ADN
1. Thay 1 cặp Nucleotide
2. Mất Nucleotide
3. Chèn thêm Nucleotide
4. Đảo trình tự Nucleotide
Đột biến thay thế
• 1 hoặc nhiều nucleotide bị thay thế bởi một hoặc nhiều nucleotide khác.
• Trong hầu hết các trường hợp, đột biến thay thế 1 nucleotide thường xảy ra.
• Dựa vào sự thay đổi về dạng nucleotide à chia thành đột biến transition và transversion.
• Dựa vào trình tự đột biến à đột biến thay thế chia thành: câm, nhầm nghĩa và vô nghĩa.
Chapter 19 slide 14
- Một cặp base được thay thế bởi một cặp base khác - Có hai dạng
a. Thay thế một cặp purine-pyrimidine này bằng một cặp purine- pyrimidine khác (ví dụ: AT thay bằng GC hoặc TA thay bằng CG).
b. Thay thế một cặp purine-pyrimidine bằng một cặp pyrimidine- purine (Ví dụ: AT bằng TA hoặc AT bằng CG).
Thay 1 cặp Nucleotide
Ảnh hưởng của đột biến thay đổi 1 Nucleotide
- Cặp base thay thế nằm trong khung đọc mã (ORFs) sẽ ảnh hưởng tới trình tự acid amin trong phân tử protein
a. Đột biến làm thay đổi codon trong khung đọc mã thành codon kết thúc (ORFs) làm dừng quá trình dịch mã tổng hợp protein
b. Đột biến xảy ra ở đoạn không phiên mã: ảnh hưởng đến cường độ phiên mã, lượng mRNA và protein sinh ra
Đột biến điểm làm dừng quá trình dịch mã
Các dạng đột biến điểm: thay thế một cặp base
Chapter 19 slide 17
- Đột biến trung tính: sự thay đổi 1 Nucleotide trong bộ 3 mã hóa làm thay đổi axit amin trong protein nhưng không thay đổi tính chất của protein
- Đột biến im lặng: sự thay đổi 1 Nucleotide thứ 3 trong bộ 3 mã hóa không làm thay đổi axit amin trong protein.
(a) TransiOon (blue) and transversion (red) mutaOons. In the transiOon mutaOon, a pyrimidine (C or T) is subsOtuted by another pyrimidine, or a purine (A or G) is subsOtuted by another purine. The transversion mutaOon involves the change from a pyrimidine to a purine, or vice versa.
(b) Silent, missense and nonsense mutaOons. The silent mutaOon does not produce any change in the amino acid sequence, the missense mutaOon results in a different amino acid, and the nonsense mutaOon generates a stop signal
Đột biến điểm
- Mất hoặc thêm một cặp base có thể thay đổi khung đọc mã (ORF) của DNA kết quả là trình tự phiên mã trên mRNA thay đổi (đột biến dịch khung)
a. Khi khung đọc mã bị thay đổi thì trình tự amino acid bị thay đổi.
b. Đột biến dịch khung có thể hình thành codon kết thúc trong khung đọc mã làm cho phân tử protein hình thành bị ngắn đi.
c. Đột biến dịch khung có thể biến đổi codon kết thúc thành codon mã hóa amino acid , kết quả là phân tử protein được hình thành sẽ dài hơn.
Mất hoặc thêm một cặp base
Đột biến mất
• Liên quan đến việc mất một hoặc nhiều nucleoOde từ 1 trình tự DNA
• Nó có thể gây ra lệch khung dẫn đến không tạo ra hoặc tạo ra protein không hoạt động chức năng
Đột biến lệch khung đọc
(a) DeleOon of "T" from the sequence "TTTTT" in the CFTR gene.
(b) DeleOon of "AT" from the sequence "ATAT" in the CFTR gene.
(c) DeleOon of "TTG" from the sequence "TTGTTG" in the FIX gene.
(d) DeleOon of "ATAG" from the sequence "ATAGATAG" in the APC gene.
Ví dụ bệnh do đột biến
Cắt nối Exon
Splicing of an intron requires an essenOal signal: "GT...AG". If the splice acceptor site AG is mutated (A to C), the splicing machinery will look for the next acceptor site. As a result, the exon between two introns is also removed.
Chapter 19 slide 26
Cơ sở phân tử của đột biến
Watson và Crick đề xuất cơ chế giải thích đột biến tự nhiên và cấu trúc base nito không biến mất
Nguyên tử H có thể di chuyển từ nhóm amin (–NH) sang nhóm keto (=O) tạo dạng enol (- OH) trong vòng nito.
Quá trình này gọi là sự trôi dạt nguyên tử H (tautomeric – shift)
Dạng thông thường và dạng cặp đôi dễ biến động DNA
T-A C-G
T-G C-A
A-G C-T
Sản phẩm của đột biến là kết quả sai hỏng của cặp đôi dễ biến động
Tái bản
ADN Tái bản
ADN
Dạng gốc
Dạng gốc Dạng
gốc Dạng
đột biến
Thế hệ 1
Thế hệ 2
Nguồn đột biến
• Phóng xạ
• Chất gây đột biến
• Lỗi trong giảm phân
• Lỗi trong sao chép DNA
• Ảnh hưởng của virus
• Hoạt động của các transposons