các đại phân tử sinh học và cơ chế sao chép

bài nghiên cứu chi tiết về sự nhân đôi adn và các đại phân tử sinh học.Bài viết nói về quá trình tự nhân đôi ADN (tổng hợp ADN) là một cơ chế sao chép các phân tử DNA xoắn kép trước mỗi lần phân bào. Kết quả của quá trình này là tạo ra hai phân tử ADN gần như giống nhau hoàn toàn, chỉ sai khác với tần số rất thấp (thông thường dưới một phần vạn, xem thêm đột biến). Có được như vậy là do cơ chế nhân đôi thực hiện dựa trên nguyên tắc bổ sung, và tế bào có hệ thống tìm kiếm và sửa chữa các sai hỏng ADN hoạt động hiệu quả.Ngoài ra , bài viết còn điểm qua một số kiến thức về 4 nhóm đại phân tử là axit nucleic, protein, cacbohydrat và lipid.

Các đại phân tử sinh học

Nội dung cần đạt được: Cấu trúc kiểu mẫu, một số chức năng quan trọng ộ g ạ ợ , ộ g q ọ g của protein, nucleic acid (DNA, RNA), lipid và polysaccharide

Một số khái niệm:

• Amino acid (aa): đơn vị cơ sở (monomer) cấu thành protein Có 20 loại,

hi là 4 hó ( ó tí h kiề tí h id t tí h k ớ t tí h chia làm 4 nhóm (có tính kiềm, tính acid, trung tính kỵ nước, trung tính phân cực).

• Peptide là một chuỗi nối tiếp ít hơn 30 aa Các aa được nối với nhau bởi

các liên kết peptide

• Polypeptide là 1 chuỗi gồm nhiều hơn 30 aa.

• Protein là thuật ngữ dùng để chỉ 1 đơn vị chức năng.

- Cấu trúc

- Vận động (myosin,…)

- Vận chuyển

NUCLEIC ACID

Vật chất mang thông tin di truyền của hệ thống sống, là polymer gồm các nucleotide nối với nhau bằng lk phosphodiester

ƒ Nucleotide = base + đường + phosphate

ƒ Nucleoside = base + đường

Mạch có định hướng 1 đầu là 5’phosphate tự do, đầu còn lại là đầu 3’hydroxyl tự do (hướng 5’Æ3’)

NUCLEIC ACID (tiếp)

• Lipid không phải là 1 dạng polymer, được tạo thành bởi các phân tử acid Lipid không phải là 1 dạng polymer, được tạo thành bởi các phân tử acid

béo.

• Acid béo = mạch hydrocarbon (C, N) + nhóm carboxyl Các aci béo

không mang các lk đôi trong cấu trúc phân tử Æacid béo bão hòa Các acid béo mang ít nhất 1 lk đôi Æacid béo không bão hòa.

Các đường đơn liên kết với nhau bằng cầu nối glycosidic Các đườ g đơ ê ết vớ au bằ g cầu ố g ycos d c

Học thuyết trung tâm

DNA Trữ và truyền thông tin di truyền

• Tính ổn định của DNA

* Cơ chế sao chép bán bảo tồn

* Các cơ chế sửa sai DNA

• Tính biến động của DNA

* Đột biến điểm

ổ

* Tái tổ hợp

* Các gen nhảy g y

CÁC KIỂU SAO CHÉP

Kiểu phổ biến ở vi khuẩn

Kiểu sao chép ở tế bào Eukaryote

DNA ở Eukaryote gồm nhiều replicon DNA prokaryote là 1 replicon

QUÁ TRÌNH SAO CHÉP

Quá trình sao chép

1 Khởi đầu: trình tự khởi đầu và hiện tượng

ầ khởi đầu sao chép

2 Kéo dài mạch mới: chĩa ba sao chép và các

thà h hầ th i hé

thành phần tham gia sao chép

3 Kết thúc

THÀNH PHẦN THAM GIA SAO CHÉP

1 dNTPs = dATP, dGTP, dTTP, dCTP

2 DNA mạch khuôn

3 Enzymes chịu trách nhiệm tháo xoắn, tách y ị ệ ,

mạch tạo chĩa ba sao chép

SỰ TÁCH MẠCH Ự Ạ

DNA ở tế bào ở dạng xoắn mạnh

Æcần giảm áp lực xoắn trước

khi sao chép đồng thời giảm

áp lực xoắn tạo ra ở đầu các

chĩa 3 sao chép Æenzyme

topoisomerase I và II

Tham gia tách mạch DNA đôi

thành đơn là enzyme thuộc

NÚT XOẮN TẠI CHĨA 3 SAO CHÉP

NÚT XOẮN TẠI CHĨA 3 SAO CHÉP

nucleotide được phân tách.

tổng hợp mạch dài và mạch gián đoạn tạo dạng dimer

mạch khuôn (hay nói cách khác là đầu 3’-OH khơi mào)

tự do bằng cách hình thành liên kết phosphodiester giữa đầu 3’-OH của

nu trước với đầu 5’-PO3 liền kề

DNA

polymerase polymerase

(tt)

DNA polymerase III

α: hoạt tính polymerase ε: hoạt tính sửa sai

θ: Hoạt hóa exonuclease τ: dimer hóa

β: clamp (kẹp)

γ: gắn B lên mạch DNA

Primase và DNA ligase

DNA primase

ế

• Primase liên kết với helicase tạo thành phức hợp primosome.

• Giúp tổng hợp đoạn mồi

Ligase

năng lượng : nối liền 2 phân tử DNA hoặc các đoạn okazaki bằng liên kết phosphodiester

tự Æhãm và kết thúc sao chép ứng với 2 chỉa 3 sao chép

Ở DNA thằng của Eukaryote, giữa 2 chĩa 3 sao chép cũng có Ter

Sao chép ở E.coli p

ori Ætháo xoắn 1 vùng ngắn DNA ÆGyrase (Helicase) cắt đứt lkH tại chĩa ba sao chép ÆSSB ổn định cấu trúc những mạch đơn vừa được tách.

Sao chép ở E.coli

CÁC CƠ CHẾ SỬA SAI DNA CÁC CƠ CHẾ SỬA SAI DNA

CỦA TẾ BÀO

Các tác nhân gây tổn thương DNA

Æbiến đổi các base, cắt các liên kết

Ætạo các gốc oxi hóa có hoạt tính mạnhÆDNA

giữa C5-C5 và C6-C6 của 2 T nằm kề nhau Ælàm mất khả năng lk

giữa A và T

gắn chen vào các base…

Hệ thống sửa sai

tổng hợp sai Æcắt bỏ Ætạo đúng (DNA polymerase, enzymes cắt nối trong cơ chế tái tổ hợp…)

(AP endonuclease, SOS (RecA, B, C, E, F, J, K…), protein UVR (UVRA, UVRB, UVRC)….

Sửa sai