BAI 7.CƠ SỞ PHÂN TỬ CỦA DI TRUYỀN [Autosaved]

Griffith 1928 - Tiêm vi khuẩn Pneumococci gây bệnh sưng phổi vào chuột • Chủng gây bệnh: có vỏ bao bằng đường đa, tạo khuẩn lạc láng smooth nên được ký hiệu là chủng S.. • Chủng không

Trang 1

CƠ SỞ PHÂN TỬ CỦA DI TRUYỀN

1

BÀI 7:

GV: ThS Chu Thị Bích Phượng

7.1 DNA LÀ CHẤT DI TRUYỀN

7.1.1 Hiện tượng biến nạp ở vi khuẩn

Thí nghiệm F Griffith (1928)

- Tiêm vi khuẩn Pneumococci gây bệnh sưng phổi vào chuột

• Chủng gây bệnh: có vỏ bao bằng đường đa, tạo khuẩn lạc láng (smooth) nên được ký hiệu là chủng S

• Chủng không gây bệnh: không có vỏ bao, tạo khuẩn lạc sần (rough) nên được ký hiệu là chủng R

2

3

7.1.1 Hiện tượng biến nạp ở vi khuẩn

Thí nghiệm F Griffith (1928)

- Kết quả

Vậy làm thế nào một hỗn

hợp của một chủng không gây

bệnh với một chủng gây bệnh

đã chết lại làm chết chuột?

chuột chết và phát hiện thấy

sống!

Chủng S gây bệnh ở đâu?

bằng cách nào đó chủng R sống đã biến đổi thành chủng S sống với nguyên liệu của tế bào chủng S chết

Ðem cấy chủng S này (đã biến đổi) chúng phát triển thành chủng S mới

vào R sống và biến

chủng S gây bệnh

 Sự biến nạp

Tác nhân gây biến nạp là DNA

4

7.1.2 Sự xâm nhập của DNA virus vào vi khuẩn

Thí nghiệm của Hershey và Chase (1952):

Thực khuẩn thể tấn công vi khuẩn E.coli Cho nhiễm phage T2 vào vi khuẩn nuôi trên môi trường có P32 và S35 Phage T2 mới (trong vi khuẩn) có S35 ở protein

và P32 ở DNA

Vật chất di truyền của phage T2 là DNA

7.1.2 Sự xâm nhập của DNA virus vào vi khuẩn

Thí nghiệm của Hershey và Chase (1952):

Kết luận:

7.1.2 Thành phần hóa học

Nucleotide

7.1 THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA DNA

3 thành phần:

• Đường 5-desoxyribose

• Acid phosphoric

• Các base chứa nitrogen:

A, T, C, G

Trang 2

Phân loại nucleotide: 4 loại

7

Purine

Pyrimidine

- Liên kết phosphodiester

- Liên kết hydro

8

9

7.1.2 Mô hình cấu trúc DNA của Watson - Crick

Họ xác định được

chu kỳ 0,34 nm

tương ứng với

khoảng cách giữa 2

nucleotide kế tiếp

nhau trong sợi

DNA, chu kỳ 2,0

nm là chiều rộng

của xoắn và chu kỳ

3,4 nm là khoảng

cách giữa các xoắn

trong sợi Vì 3,4 nm

cách giữa 2

nucleotide kế tiếp

nhau nên mỗi xoắn

có 10 cặp

nucleotide

Thí nghiệm của Meselson và Stahl (1958)

10

7.2.2 Sao chép theo khuôn và cơ chế bán bảo tồn 7.2 SỰ SAO CHÉP DNA

M.Meselson và Stahl

đã nuôi E.coli nhiều thế

hệ trên môi trường có nitơ đồng vị nặng N15 Như vậy tất cả DNA của

vi khuẩn đều mang đồng vị nặng N15 thay cho N14 bình thường

Sau đó tế bào được chuyển sang môi trường chỉ chứa N14 nhẹ, mẫu các tế bào được lấy ra theo những khoảng thời gian đều đặn và chiết tách DNA

Bằng phương pháp ly tâm trên thang nồng

độ, các loại DNA nặng, nhẹ và lai được tách ra

Cơ chế bán bảo tồn (semiconservative):

- Từ một phân tử DNA ban đầu tạo ra hai phân tử con giống hệt nhau

- Mỗi phân tử con đều mang một mạch cũ và một mạch mới

 Các cơ chế chung:

• Các liên kết hydro phải bị phá vỡ và tách rời hai mạch

• Phải có đoạn mồi (primer)

• Có đủ 4 loại nucleotide triphosphate (ATP, GTP, TTP và CTP)

• Mạch mới luôn được tổng hợp theo hướng 5’P 3’ OH;

• Các nucleotide mới được nối lại với nhau bằng liên kết cộng hóa trị để tạo mạch mới

• Mỗi bước được điều khiển bởi enzyme đặc hiệu và được thực hiện một cách nhanh chóng, chính xác

7.2.2 Quá trình sao chép DNA

7.2 SỰ SAO CHÉP DNA

DNA hay RNA mạch đơn

ngắn bắt cặp với mạch

đơn khuôn

3 giai đoạn:

- Khởi sự

- Nối dài

- Kết thúc

Trang 3

 Giai đoạn khởi sự

- Một protein B đặc hiệu nhận biết điểm khởi sự sao chép (replication origine gọi tắt là ori) và gắn vào trình tự base đặc biệt đó

- Enzyme helicase tham gia tách mạch tạo chẻ ba sao chép

- Các protein căng mạch SSB (Single-strand binding protein

= SSB-protein) gắn vào các mạch đơn DNA làm chúng tách nhau, thẳng ra và ngăn không cho chập lại ngẫu nhiên hoặc xoắn để việc sao chép được dễ dàng

13

14

 Giai đoạn khởi sự

 Giai đoạn nối dài

- Vai trò của phức hợp DNA polymerase III : + Kéo dài chuỗi nucleotide theo hướng 5’  3’

+ Sửa sai nhờ hoạt tính exonuclease + DNA-polymerase có tính đặc hiệu cao, nó chỉ thêm nucleotide vào đầu 3'OH của mạch đang được tổng hợp

15

exonuclease là hoạt

tính enzyme cắt

DNA từ đầu mút

một mạch) theo

hướng 5' > 3' và

3' > 5'

Các nucleotide

trước khi được

gắn vào đầu

3'OH đã được

hoạt hóa do

ATP để thành

nucleoside

triphosphate có

mang năng

lượng

16

Sự gắn nucleotide vào đầu 3’ của mạch đang được tổng hợp

Mạch khuôn có đầu 3' được DNA-polymerase III gắn vào và tổng hợp ngay mạch bổ sung 5‘  3' hướng vào chẻ ba sao chép

+ Enzyme primase gắn mồi (primer) RNA khoảng 10 nucleotide, có trình tự bổ sung với mạch khuôn

+ DNA-polymerase III nối theo mồi RNA, theo hướng ngược với chẻ

ba sao chép tạo các đoạn Okazaki

+ DNA-polymerase nối dài đoạn Okazaki đến khi gặp RNA mồi phía trước thì dừng lại

Trang 4

- DNA-polymerase I nhờ hoạt tính exonuclease 5‘  3' cắt bỏ mồi RNA, lắp các nucleotide của DNA

- Enzyme ligase của DNA nối liền chỗ hở

- DNA gyrase xoắn mạch mới trở thành dạng siêu cuộn

19

 Giai đoạn kết thúc

20

7.2.3 Quá trình sao chép DNA trong tế bào

- Gãy hay đứt mạch

- Base nitric bị cắt mất làm cho base tương ứng không

có cặp

- Gắn nhóm mới vào base nitric bằng liên kết hóa trị làm thay đổi tính chất

- Base nitric bắt cặp sai

- Tạo các dimer thymine

 sai sót trong khi sao chép in vivo (trong cơ thể sinh

vật) là 1.10-9 tức một sai sót trên một tỷ base

21

7.3 CƠ CHẾ SỬA SAI

7.2.3 Các biến đổi có thể xảy ra

 Dưới tác dụng

của nhiệt có thể

xảy ra quá trình

làm mất purine

(depurination)

do thủy phân

liên kết

N-glycosil

22

• Hướng sao chép bao giờ cũng từ đầu 5‘  3' để việc sửa sai chính xác.\

• Các DNA - polymerase I và III vừa polymer hóa, vừa

có hoạt tính exonuclease 5‘  3' và 3‘ 5' Nếu trên đường di chuyển để polymer hóa cặp nucleotide lắp sai, DNA-polymerase sẽ lùi lại cắt bỏ theo hướng 3‘

5' (hoạt tính exonuclease 3‘  5')

7.3 CƠ CHẾ SỬA SAI

7.2.3 Cơ chế sửa sai

Định dạng
Số trang	4
Dung lượng	1,26 MB