Tính phức tạp và kích thước hệ gen Prokaryot Eukaryote Genome prokaryot có kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với genome eukaryote. Gồm: nhiễm sắc thể chứa phần lớn thông tin di truyền, nhiều loại plasmid. Hầu hết genome prokaryot nhỏ hơn 5 Mb (5.000.000 nucleotide) và thường được phân bố trên một nhiễm sắc thể dạng vòng. Một số tế bào prokaryot có genome là phân tử ADN dạng thẳng. Đặc biệt, một số genome prokaryot là phân tử ARN hoặc kết hợp cả hai loại ADN và ARN. Ngoài ra, genome prokaryot có thể bao gồm các gen phân bố trên các đoạn thẳng ADN hoặc trên cả hai loại phân tử ADN dạng thẳng và dạng vòng. Genome prokaryot không đóng gói trong cấu trúc nucleosome (như genome eukaryot) và không được bao bọc bởi màng nhân. Nhiễm sắc thể dạng vòng có cấu trúc không gian giống như những cánh hoa của bông hoa, mỗi cánh là một đoạn ADN có cấu trúc siêu xoắn (supercoil). Các cánh không đều như nhau và được đính vào lõi protein. Genome vi khuẩn có khoảng 4050 cánh. Cấu trúc kiểu bông hoa này được gọi là nucleoid. Cấu trúc nucleoid giúp genome chỉ chiếm một thể tích rất nhỏ trong tế bào. Ngoài ra, cấu trúc không gian này của nhiễm sắc thểđược duy trì nhờ các phân tử ARN kích thước nhỏ tương tác với protein. Do đó, ngay khi bị đứt gãy, cấu trúc siêu xoắn của nhiễm sắc thể cũng chỉ mở ra một cách cục bộ ở cánh bị tổn thương chứ không xảy ra trên toàn bộ genome. Hai enzym ADN gyrase và ADN topoisomerrase giữ vai trò chính cùng phối hợp với phức protein khác làm nhiệm vụđóng gói ADN vi khuẩn. Mặc dù có kích thước nhỏ hơn nhiều so với genome eukaryot, nhưng genome prokaryot có mật độ phân bố các gen cao hơn, số đoạn ADN không chứa mã di truyền (intron) ít hơn. Nói cách khác, khoảng cách giữa các gen ngắn hơn. Genome của tế bào eukaryot bao gồm các nhiễm sắc thể phân bố trong nhân và ADN phân bố trong một số bào quan như lục lạp, ty thể. Chủ yếu là trong nhân. Các nhiễm sắc thể là các phân tử ADN liên kết với protein, ở dạng thẳng. Không có mối liên hệ ràng buộc nào giữa ba thông số sinh học: số lượng nhiễm sắc thể, kích thước genome và tính phức tạp của loài. Kích thước genome trong nhân eukaryote lớn, thay đổi từ 12 Mb (nấm men S.cerevisiae) đến 120.000 Mb (thực vật F.assyriaca). Genome bao gồm thành phần ADN không lặp lại và ADN lặp lại. Phần lớn các gen phân bố trong thành phần ADN không lặp lại và số lượng của chúng tăng cùng với tính phức tạp của loài. Tính phức tạp không chỉ phụ thuộc vào số lượng gen mà còn được xác định bởi thành phần ADN lặp lại. Vì vậy, không phải luôn luôn tồn tại mối tương quan tỷ lệ thuận giữa kích thước genome và tính phức tạp của loài. Genome ty thể: dạng mạch vòng kép, chứa các gen mã hóa cho rARN của ty thể và một số enzyme tgia vào chuỗi hô hấp. Ngoài ra, ty thể còn chứa các gen mã hóa tRNA, Rbsvà một số Pr liên quan đến quá trình phiên mã, dịch mã, và vận chuyển các Pr khác vào ty thể từ TBC. Genome lục lạp: chứa DNA ở dạng kép, mạch vòng, chứa khoảng 200 gen. Các gen mã hoá cho các rARNvà tARN và các Pr cần cho hoạt động quang hợp.
Trang 1Tính phức tạp và kích thước hệ gen
Genome prokaryot có kích thước nhỏ hơn rất
nhiều so với genome eukaryote
Gồm: nhiễm sắc thể chứa phần lớn thông tin
di truyền, nhiều loại plasmid
Hầu hết genome prokaryot nhỏ hơn 5 Mb
(5.000.000 nucleotide) và thường được phân
bố trên một nhiễm sắc thể dạng vòng
Một số tế bào prokaryot có genome là phân tử
ADN dạng thẳng
Đặc biệt, một số genome prokaryot là phân tử
ARN hoặc kết hợp cả hai loại ADN và ARN
Ngoài ra, genome prokaryot có thể bao gồm
các gen phân bố trên các đoạn thẳng ADN
hoặc trên cả hai loại phân tử ADN dạng thẳng
và dạng vòng
Genome prokaryot không đóng gói trong cấu
trúc nucleosome (như genome eukaryot) và
không được bao bọc bởi màng nhân
Nhiễm sắc thể dạng vòng có cấu trúc không
gian giống như những cánh hoa của bông hoa,
mỗi cánh là một đoạn ADN có cấu trúc siêu
xoắn (supercoil) Các cánh không đều như
nhau và được đính vào lõi protein Genome vi
khuẩn có khoảng 40-50 cánh Cấu trúc kiểu
bông hoa này được gọi là nucleoid.Cấu trúc
nucleoid giúp genome chỉ chiếm một thể tích
rất nhỏ trong tế bào Ngoài ra, cấu trúc không
gian này của nhiễm sắc thểđược duy trì nhờ
các phân tử ARN kích thước nhỏ tương tác
với protein Do đó, ngay khi bị đứt gãy, cấu
trúc siêu xoắn của nhiễm sắc thể cũng chỉ mở
ra một cách cục bộ ở cánh bị tổn thương chứ
không xảy ra trên toàn bộ genome
Hai enzym ADN gyrase và ADN
Genome của tế bào eukaryot bao gồm các nhiễm sắc thể phân bố trong nhân và ADN phân bố trong một số bào quan như lục lạp, ty thể Chủ yếu là trong nhân
Các nhiễm sắc thể là các phân tử ADN liên kết với protein, ở dạng thẳng Không có mối liên hệ ràng buộc nào giữa ba thông số sinh học: số lượng nhiễm sắc thể, kích thước genome và tính phức tạp của loài
Kích thước genome trong nhân eukaryote lớn, thay đổi từ 12 Mb (nấm men S.cerevisiae) đến 120.000 Mb (thực vật F.assyriaca) Genome bao gồm thành phần ADN không lặp lại và ADN lặp lại Phần lớn các gen phân bố trong thành phần ADN không lặp lại và số lượng của chúng tăng cùng với tính phức tạp của loài
Tính phức tạp không chỉ phụ thuộc vào số lượng gen mà còn được xác định bởi thành phần ADN lặp lại Vì vậy, không phải luôn luôn tồn tại mối tương quan tỷ lệ thuận giữa kích thước genome và tính phức tạp của loài
chứa các gen mã hóa cho rARN của ty thể và một số enzyme tgia vào chuỗi
hô hấp Ngoài ra, ty thể còn chứa các gen mã hóa tRNA, Rbsvà một số Pr liên quan đến quá trình phiên mã, dịch
mã, và vận chuyển các Pr khác vào ty thể từ TBC
kép, mạch vòng, chứa khoảng 200 gen Các gen mã hoá cho các rARNvà tARN và các Pr cần cho hoạt động quang hợp
Trang 2topoisomerrase giữ vai trò chính cùng phối hợp với phức protein khác làm nhiệm vụđóng gói ADN vi khuẩn
Mặc dù có kích thước nhỏ hơn nhiều so với genome eukaryot, nhưng genome prokaryot
có mật độ phân bố các gen cao hơn, số đoạn ADN không chứa mã di truyền (intron) ít hơn Nói cách khác, khoảng cách giữa các gen ngắn hơn