Shđc chương 3 sao chép, phiên mã, dịch mã

Nucleic acids: cấu trúc bậc 2, 3 § Cấu trúc bậc 2: Sự liên kết giữa các nucleotides của sung § Cấu trúc bậc 3: Cấu trúc không gian của phân tử nucleic acids... 15 Cấu trúc bậc 2 của ph

Chương III Cơ sở phân tử của

di truyền học

1

Nucleic acids

2

I Định nghĩa

Nucleic acids

Nucleic acids = polymer của nucleotides

II Cấu tạo của Nucleotides

1 Base nitơ

§  Purines: Adenine(A), Guanine(G)

§  Pyrimidines: Thymine (T), Cytosine (C), Uracil (U)

1 Base Nitơ

6

2 Tên gọi của nucleotides

Tên gọi: Đường + base + số nhóm phosphate

N

N

N N

P O O O

O H

OH

H H

O

1'

2' 3'

4' 5'

Deoxyadenosine 5’ monophosphate (dAMP)

2 Tên gọi của nucleotides

8

III Nucleic acids

Nucleic acids = polymer của nucleotides

9

nucleotide!

phosphodiester!

linkage!

2 Nucleic acids: Cấu trúc bậc 1

trên mạch đơn DNA hay RNA

DNA - Primary Structure

§ 

3 Nucleic acids: cấu trúc bậc 2, 3

§  Cấu trúc bậc 2: Sự liên kết giữa các nucleotides của

sung

§  Cấu trúc bậc 3: Cấu trúc không gian của phân tử

nucleic acids

15

Cấu trúc bậc 2 của phân tử nucleic acid

It also was clear in the 1960s that the chromosomes of cells

4.Nhiễm sắc thể

IV Một số nucleotides có vai trò sinh học quan trọng

Một số nucleotides có vai trò sinh học quan trọng

IV Một số nucleotides có vai trò sinh học quan trọng

dinucleotide

thực hiện phản ứng oxi hóa khử

tử vận chuyển điện tử

Nicotinamide

IV Một số nucleotides có vai trò sinh học quan trọng

dinucleotide phosphate

thực hiện phản ứng oxi hóa khử

tử vận chuyển điện tử

Học thuyết trung tâm

21

Học thuyết trung tâm

Cấu trúc DNA

23

DNA

Cấu trúc DNA

Cấu trúc mạch kép của phân tử

DNA

DNA ở tế bào Prokaryotes

Continued…

(A) The circular chromosomal DNA molecule can

be compacted through (B) the formation of

looped structures

(C) The looped DNA can be further compacted

by DNA supercoiling Note: the coloured balls

represent proteins involved in supercoiling

DNA ở tế bào Eukaryotes

Sự sao chép DNA

30

I Giới thiệu

§  Sự sao chép DNA là quá trình sao chép vật liệu di

truyền

31

2 Sự sao chép bán bảo tồn của

DNA

của mạch mới bổ sung với nó

strands)

DNA giống hệt nhau và giống phân tử DNA mẹ

mới

32

T A

G C A

G

A T

T A

T G G A

A C

C C T

T G

C G

T A

T A

C G

A T

T A

C G T

A T

C G C

C G

A T

C G

C A

C G G

A pairs with T and G pairs with C

during synthesis of a new

strand

33

34

Please note that due to differing operating systems, some animations will not appear until the presentation is viewed in

Presentation Mode (Slide Show view) You may see blank slides in the “Normal” or “Slide Sorter”

views All animations will appear after viewing in Presentation Mode and playing each animation Most animations will require the latest version of the Flash Player, which is available at http://get.adobe.com/ flashplayer

II Sự sao chép DNA ở tế bào vi khuẩn

Khởi đầu

- Mỗi DNA của prokaryote chỉ có 1 điểm ORI à 1đơn vị sao

0.25 μm

(b) Autoradiograph of an E coli chromosome in the act of replication

(a) Bacterial chromosome replication

From Cold Spring Harbor Symposia of Quantitative Biology, 28, p 43 (1963)

Copyright holder is Cold Spring Habour Laboratory Press

Replication"

fork

36

37

Please note that due to differing operating systems, some animations will not appear until the presentation is viewed in

Presentation Mode (Slide Show view) You may see blank slides in the “Normal” or “Slide Sorter”

views All animations will appear after viewing in Presentation Mode and playing each animation Most animations will require the latest version of the Flash Player, which is available at http://get.adobe.com/ flashplayer

38

Please note that due to differing operating systems, some animations will not appear until the presentation is viewed in

Presentation Mode (Slide Show view) You may see blank slides in the “Normal” or “Slide Sorter”

views All animations will appear after viewing in Presentation Mode and playing each animation Most animations will require the latest version of the Flash Player, which is available at http://get.adobe.com/ flashplayer

n   Bắt đầu tại điểm khởi đầu sao chép của E.coli được

n   Là trình tự DNA trên chromosome hay plasmid

n   Chỉ có 1 điểm ORI trên mạch DNA của prokaryotes

1 Khởi đầu sao chép

39

2.2 DNA gyrase (AKA topoisomerase): di chuyển phía

trước helicase, cắt DNA để làm giảm sự xoắn

2.3 Protein SSB (single strand binding protein): gắn vào

mạch đơn DNA

sung với trình tự mạch khuôn

có “mồi”

40

2 Khởi đầu sao chép

41

Vấn đề được giải quyết

khi DNA primase tạo

3 Sự kéo dài

nhau

42

3 Sự kéo dài

n   Mạch sớm (Leading strand)

n   Mạch muộn (Lagging strand)

khỏi chạc ba sao chép

n   Cần nhiều mồi

to 2000 nucleotides) giữa các primers

5′

3′ Origin of replication

Replication fork Replication fork

Copyright ©The McGraw-Hill Companies, Inc Permission required for reproduction or display

Bài tập

A:

B: C:

D:

Bài tập

Click for answers

n   Sự sao chép DNA có tính chính xác cao

n   Sai sót vô cùng thấp: DNA pol III tạo một sai sót /108 bases

1 Cặp nucleotide gắn sai thì không bền do không tạo

được liên kết hydro đúng

2 DNA polymerase chỉ gắn các nucleotide có trình tự

bổ sung với mạch gốc

4 Sự chính xác trong sao chép

51

52

3 DNA polymerase có thể sửa sai ngay khi lỗi xảy ra và

loại bỏ nucleotide gắn sai

nucleotide gắn sai

lại, cắt bỏ mạch mới cho đến khi nucleotide được loại bỏ

4 Sự chính xác trong sao chép

53

54

Please note that due to differing operating systems, some animations will not appear until the presentation is viewed in

Presentation Mode (Slide Show view) You may see blank slides in the “Normal” or “Slide Sorter”

views All animations will appear after viewing in Presentation Mode and playing each animation Most animations will require the latest version of the Flash Player, which is available at http://get.adobe.com/ flashplayer

III Sự sao chép DNA ở

Chromosome Sister chromatids

Before S phase During S phase End of S phase

57

50-60°C

72°C

www.genaxxon.com

Sự phiên mã

https://sites.google.com/site/thuydoannl/

tin di truyền được truyền

từ DNA qua RNA

Sự phiên mã

§  Cả bộ gen phải được sao chép, nhưng chỉ một phần rất nhỏ của bộ gen được phiên mã

trạng thái sinh lý và môi trường sống của sinh vật

các genes

Sự phiên mã ở Prokaryotes

62

1 Mạch khuôn

§  Mạch khuôn (antisense strand)

này

§  Mạch mã gốc (sense strand )

chuỗi polypeptide

65

mã

•  Cả hai mạch DNA đều có thể là mạch khuôn

•  Sự phiên mã luôn theo chiều 5’à 3’

2 Sự bất đối xứng của phiên mã

Organization of coding information in the adenovirus genome

của vùng điều hòa

regulatory

Operon ở prokaryotes

3.1 Promoter và sự khởi đầu phiên

mã

§  Promoter là trình tự nằm ở vùng điều hòa Đây là

vùng rất quan trọng trong điều hòa sự phiên mã và biểu hiện gene

70

5'

3'

3' 5'

regulatory sequences structural gene

Bài tập: Xác định mạch mã gốc và mạch khuôn ở đoạn DNA trong hình

RNA-pol

4 RNA Polymerase

Là enzyme tổng hợp RNA

§  Ở prokaryotes, chỉ có 1 loại RNA polymerase

§  Ở Eukaryotes, có 3 loại RNA polymerases đặc hiệu cho sự phiên mã của các loại RNA khác nhau

72

Sự phiên mã ở Eukaryotes

73

5 Sự phiên mã ở Eukaryotes

ở prokaryotes

trình dịch mã

75

mRNA trưởng thành ngắn hơn rất nhiều so với mạch khuôn DNA

DNA

mRNA

Sự gián đoạn của gene và

mRNA splicing

Ở Eukaryotes

Sự gián đoạn của gene và

mRNA splicing

Sự dịch mã

mRNA và amino acid

82

Codons

83

tRNA

85

Các nhân tố dịch mã

86

Polyribosome

Figure 7.17a

Dịch mã

88

§  Vitrí P: vị trí gắn của tRNA mang fMet hoặc tRNA

mang chuỗi polypeptide đang kéo dài

§  Vị trí A: vị trí gắn của tRNA mang acid amin mới

hoặc nhân tố kết thúc dịch mã

§  Vị trí E: vị trí mà tRNA sau khi cho amino acid

tách khỏi ribosome

Kéo dài

89

Kết thúc

90

1 Cấu trúc bậc 1 của protein

của các amino acid trong chuỗi polypeptide

trúc bậc 2, 3, 4 và chức năng sinh học của phân tử

protein

91

Bệnh hồng cầu hình lưỡi liềm

92

§  Các AA tự nhiên đều bất đối nên

chúng có khả năng quay tự do

trúc xoắn của chuỗi polypeptide

§  Cấu trúc dạng β-sheet

Cấu trúc bậc 2 của protein

94

3 Cấu trúc bậc 3

nhưng có ít trong phân tử, các

Bài tập

97

4 Cấu trúc bậc 4

98

Điều hòa sự biểu hiện gene

dịch mã)

dịch mã ở những điều kiện nhất định của tế bào

Operon

Figure 7.18

Lactose Operon

Figure 7.19a

Lactose Operon

Figure 7.19b

Lactose Operon

The Tryptophan Operon

Figure 7.20a

Tryptophan Operon

Figure 7.20b

Tryptophan Operon