Tài liệu Sự bền vững của DNA với thời gian và qua nhiều thế hệ ppt

Khi trở l iạ ánh sáng, ánh sáng sẽ kích thích m tộ enzyme c tắ bỏ dimerthymin t oạ timin bình thường.

S b n v ng c a DNA v i ự ề ữ ủ ớ

th i gian và qua nhi u th ờ ề ế

h ệ

1 DNA b bi n đ i ngay c không sao ị ế ổ ả chép

S m t amin c a các base (desamination)ự ấ ủ

DNA là nh ng phân t r t dài, nh ngữ ử ấ ư

m nh (đả ường kính: 20 Ao), l i thạ ườ ng xuyên ch u tác đ ng môi trị ộ ường bên

trong và bên ngoài t bào nên d cóế ễ

nh ng đ t gãy, bi n đ i ngay c khiữ ứ ế ổ ả

không có sao chép

Ngườ ta tính ra r ngi ằ DNA c aủ tế bào ngườ m ii ỗ ngày m tấ 5000 purin

do quá trình m t purin (depurination):ấ

dưới tác d ng c a nhi t liênụ ủ ệ k t N-ế

glycosil b th y phân.ị ủ

Quá trình bi n đ i làm m t aminế ổ ấ

(desamination): bi n cytosin thành uracin.ế

M i ngày t bào ngỗ ế ười có kho ng 100ả

bi n đ i nh v y Con ngế ổ ư ậ ười cũng

thường xuyên ch u tác đ ng c a tia tị ộ ủ ử

ngo i làm t o ra các dimer thymine.ạ ạ

2 Trình t nucleotid đ ự ượ c duy trì v i ớ

m c chính xác r t cao qua nhi u th ứ ấ ề ế hệ

Dùng các nucleotid và các enzyme DNA polymerse để t ngổ h p DNA inợ vitro Sai sót trong trường h p này là 10-ợ

5 Nh v y sao chép trong ng nghi mư ậ ố ệ

có m c chính xác cao, nh ng đ i chi uứ ư ố ế

lên các sinh v t thì m c sai sót này hãyậ ứ còn quá l n.ớ

B ng cách đánh giá t n s các đ t bi nằ ầ ố ộ ế

m i xu t hi n trong qu n th l n vàớ ấ ệ ầ ể ớ

theo dõi bi n đ i enzyme nào đó trongế ổ

nuôi c y mô t bào, ngấ ế ười ta tính đượ c

r ngằ trong cơ thể sinh v tậ sai sót

trong khi sao chép in vivo là 1.10-9

Đánh giá t c đ bi n đ i trong ti n hóaố ộ ế ổ ế cũng kh ng đ nh m c chính xác r t caoẳ ị ứ ấ trong sao chép in vitro

3 Các h th ng b o v DNA ệ ố ả ệ

Trong t bào có m t lo t h th ng đế ộ ạ ệ ố ể

b o v DNA:ả ệ

- Các sinh v t ti n nhân và nhân th cậ ề ự

đ u ch a các enzyme có nhi m về ứ ệ ụ

methyl hóa nh ng đi m nh t đ nh.ở ữ ể ấ ị

Các enzyme c t h n ch c a m i dòngắ ạ ế ủ ỗ

vi khu n không c t DNA c a chúng vìẩ ắ ủ

đã được methyl hóa nh ng đi m c nở ữ ể ầ thi t, còn DNA ngo i lai vì không đế ạ ượ c methyl hóa nh ng đi m nh t đ nh nênở ữ ể ấ ị

b c t.ị ắ

T bào còn có các h th ng s a saiế ệ ố ử

(repair system):

+ S a sai b ng cách c t b r i t ng h pử ắ ắ ỏ ồ ổ ợ

s i m iợ ớ

Các enzyme DNA polymerase I, II, III

đ u có ho t tính polymerase hóa, còn cóề ạ

ho t tính exonuclease theo hạ ướng 5-3

+ S a sai nh c ch tái t h pử ờ ơ ế ổ ợ

Ngay c khi không có sao chép v n cóả ẫ

h th ng b o v : do DNA có hai m ch,ệ ố ả ệ ạ khi sai h ng trên m t m ch, có th d aỏ ộ ạ ể ự vào m ch còn l i đ t ng h p đo n saiạ ạ ể ổ ợ ạ

h ng.ỏ

M t s enzyme đ c hi u phát hi n sộ ố ặ ệ ệ ự

b t c p sai, nh trong trắ ặ ư ường h pợ m tấ purin Có kho ng 50 enzyme chuyên phátả

hi n và s a các sai h ng trên phân tệ ử ỏ ử

DNA

4 S a sai do ph c quang h i ử ụ ồ

Dưới tác d ng c a tia t ngo i, làm cácụ ủ ử ạ timin đ ng g n nhau s g n l i t oứ ầ ẽ ắ ạ ạ

thành dimertimin

Khi trở l iạ ánh sáng, ánh sáng sẽ

kích thích m tộ enzyme c tắ bỏ

dimerthymin t oạ timin bình thường

Hi nệ tượ ánh sáng kích thích m tng ộ enzyme c t b dimerthymin g i là quangắ ỏ ọ

ph c h i.ụ ồ

t bào vi khu n ho c t bào eukaryote

b sai h ng n ng do chi u tia UV, tia Xị ỏ ặ ế

ho c do tác d ng c a các hóa ch t gâyặ ụ ủ ấ

đ t bi n, h th ng s a sai kh n c pộ ế ệ ố ử ẩ ấ

được kh i đ ng, tăng cở ộ ường s a sai ử Ở

E.coli, h th ng này có liên quan v i 2ệ ố ớ protein được mã hóa b i gene LexA vàở RecA Protein LexA là m t ch t c ch ,ộ ấ ứ ế

nó g n vào h p SOS, ch ng l p cácắ ộ ồ ấ

promotor c a các gene SOS, ngăn c n sủ ả ự

mã nhóm các gen c a h th ng SOS.ủ ệ ố

M t vài s n ph m c a DNA b t nộ ả ẩ ủ ị ổ

thương s làm ho t hóa protease recA.ẽ ạ Protein recA bị ho tạ hóa sẽ c tắ bỏ protein lexA, cho phép các gen c aủ

hệ th ngố SOS phiên mã Ph n ng c aẩ ứ ủ

h th ng SOS x y ra trong th i gianệ ố ả ờ

ng n nh ng ph c t p Nó bao g m cácắ ư ứ ạ ồ quá trình làm tăng ho t tính tái t h p,ạ ổ ợ thay đ i trong kh i s sao chép, c chổ ở ự ứ ế nuclease và kích thích ph c h i sao chépụ ồ

và chuy n sai h ng thành s a sai úp s pể ỏ ử ấ (error-prone replication) T bào bây giế ờ

s x y ra s sao chép nhanh h n bìnhẽ ả ự ơ

thường

+ N u s a sai k p, t bào n đ nh, sinhế ử ị ế ổ ị

trưởng tr l iở ạ

+ N u không s a sai k p thì t bào ph iế ử ị ế ả

ch p nh n ho c ch t ho c b đ t bi nấ ậ ặ ế ặ ị ộ ế