Tài liệu Quá trình sao mã pdf

Định nghĩa:Sự sao mã là quá trình tách rời hai sợi của phân tử ADN và dùng mỗi sợi làm khuôn để tổng hợp ra một sợi mới để dẫn đến kết quả là tạo ra hai sợi đôi giống hệt sợi ban đầu...

Định nghĩa:

Sự sao mã là quá trình tách rời hai sợi của phân tử ADN và dùng mỗi sợi làm khuôn để tổng hợp ra một sợi mới để dẫn đến kết quả

là tạo ra hai sợi đôi giống hệt sợi ban đầu

Mục đích:

 Sự tổng hợp ADN là cơ sở hình thành NST, đảm bảo cho quá trình phân bào nguyên phân, giảm phân, thụ tinh xảy ra bình thường, thông tin di truyền của loài được ổn định.

Đặc điểm

Quá trình sao chép của ADN là một quá trình phức tạp với các tính chất

+ Liên kết hydrogen giữa hai sợi của ADN phải bị phá

vỡ hai sợi mở xoắn tách rời nhau

+ Các nucleotit bổ sung bắt cặp với các nucleotide trên sợi khuôn, các nucleotide mới phải liên kết hóa trị để thành lập sợi mới

+ Mỗi bước có sự tham gia của một loại enzyme riêng biệt xảy ra một cách nhanh chóng và chính xác Sự sao chép ADN ở nhóm nhân sơ và nhân chuẩn có những điểm giống nhau

Nguyên tắc khuôn mẫu

Theo nguyên tắc bổ sung A - T, G - X

Theo nguyên tắc bán bảo toàn

Diễn biến: 3 giai đoạn

Giai đoạn 1: Khởi đầu (Initiation)

Giai đoạn 2: Kéo dài (Elongation)

Giai đoạn khởi đầu

• Protein B nhận biết điểm gốc (Origene) và gắn chặt vào đó.

• Enzyme Topoisomerase tháo xoắn 2 mạch ở 2 bên điểm gốc

• Emzyme Helicase bắt đầu tách mạch tạo thành chạc ba tái bản bằng cách sử dụng năng lượng ATP để cắt đứt

liên kết hydrogen

• Protein SSB gắn vào các mạch đơn làm chúng tách

nhau,thẳng ra, không cho chập ngẩu nhiên hay xoắn lại để sao chép dễ dàng.

• Enzyme primase tạo đoạn mồi có khoảng 10 nucleotide liên kết với mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung.

Qúa trình tháo xoắn

Giai đoạn kéo dài

Tổng hợp mạch sớm

RNA primase ở gốc tái bản

• Tiếp theo các deoxyribonucleotid được gắn vào RNA mồi nhờ xúc tác của DNA III

• Chuỗi sớm được tổng hợp liên tục cùng với sự phát

triển của chạc tái bản

Tổng hợp mạch chậm:

• AND Pol.III nối dài theo hướng ngược chiều chạc ba tái bản tạo thành những đoạn ngắn Okazaki(100-1000 base)

• Các khe hở trong đoạn nu mới bổ sung và đoạn

Okazaki sẽ được enzyme lygase nối lại nhanh chóng

thành một sợi đơn hoàn hảo

Tổng hợp đoạn Okazaki

Giai đoạn kết thúc

• Mồi ARN bị phân hủy bởi ARNase H

• Các lổ hổng (GAP) sẻ được lấp lại nhờ vào vào AND Polymerase I

• Enzyme Ligase nối tất cả các chổ gián đoạn

• Mạch mới và mạch cũ xoắn lại dần

• Sự tự nhân đôi xảy ra cho đến khi hai chạc ba gặp nhau hay chạc ba chạy hết chiều dài phân tử AND

Những yếu tố cần thiết cho sự sao mã

Sự tham gia của các enzyme trong quá trình tái

bản DNA ở Prokaryote

4 Các enzyme - protein

Cấu trúc của DNA polymerase III

Polymerase chính trong tế bào eukaryote:

Pol α: có vai trò như primase (để tổng hợp RNA primer),

và sau đó thực hiên việc kéo dại phân tử DNA từ primer bằng cách gắn các nucleotid vào Sau đó một vài trăm

nucleotid kéo dài đó được cắt bỏ bởi Pol δ và ε

Pol β: có chức năng sửa chữa DNA

Pol γ: sao chép DNA của ty thể

Pol δ: cùng với Pol ε là các polymerase chính ở tế bào

eukaryote, nó có thể lấp khoảng trông sau khi cắt bỏ

primer nhưng nó không có đặc tính của men 5'->3'

Pol ε: tương tự như Pol δ

Pol ζ

Điểm đứt Chuyển sợi

nguyên qua chỗ đứt gãy

và gắn lại

Lk = n

Lk = n+1

topoisomerase I

Bộ phận tái bản

Tái bản

Siêu xoắn dương (+)

Topoisomerase II

DNA helicase ATP

ADP + P i

Enzyme helicase

Helicase :cắt đứt liên kết Hydrogen tạo nên hai chạc ba

tái bản ở hai bên điểm gốc và hoạt động suốt chiều dài

AND dọc theo mạch khuôn.

Liên kết của các SSB bổ sung

A B

Liên kết của protein SSB lên DNA sợi đơn

• Protein SSB: làm căng mạch tạo điều kiện cho

việc sao chép dễ dàng

Enzyme- AMP

Enzyme + ATP hoặc Enzyme + NAD

-DNA ligase hàn các điểm đứt giữa các nucleotide gần nhau

• DNA ligase: nối các đoạn okazaki

• Primase: tạo đoạn mồi (ARN primer)

• Protein ADN A: Mở xoắn kép ở vị trí đặc biệt

• Protein ADN B: xúc tác sự khởi đầu của primase

Sửa chữa AND

Sửa chữa trong khi sao chép:

• Phức hệ AND polymerase gồm một hay nhiều

enzyme đọc kiểm chứng mỗi base và nhặt ra những khuyết điểm

• Kể đến, các enzyme khác trong phức hệ polymeraz thay thế base bổ sung trong mã đó, phức hệ tiếp tục

di chuyển mà không cần kiểm tra lại lần thứ hai

Sửa chữa các sai sót do đột biến

• Cách sửa chữa các sai sót do đột biến: enzyme định

vị, gắn vào các trình tự sai và nhặt ra rồi sợi bổ sung nguyên vẹn hướng dẫn sửa chữa

• Dù hệ thống có sửa chữa chặc chẽ, thì một số đột biến vẫn tồn tại như: sự xóa không khớp, metyl hoá…