Tài liệu Quá trình sao mã pdf

Sinh học phân tử
Nhóm 3: 1. Lê Văn Vinh
2. Tưởng Thị Hà
3. Nguyễn Thị Hảo
4. Nguyễn Thị Hạnh
5. Hà Thị Thu Thủy
6. Đặng Thị Hồng Hà
7. Phạm Thị Mỹ Hương
8. Lương Thi Ánh Trang
Định nghĩa:
Sự sao mã là quá trình tách rời hai sợi của
phân tử ADN và dùng mỗi sợi làm khuôn để
tổng hợp ra một sợi mới để dẫn đến kết quả
là tạo ra hai sợi đôi giống hệt sợi ban đầu
Mục đích:

Tạo ra 2 phân tử sợi đôi giống phân tử ban đầu

Sự tổng hợp ADN là cơ sở hình thành NST, đảm bảo
cho quá trình phân bào nguyên phân, giảm phân, thụ
tinh xảy ra bình thường, thông tin di truyền của loài
được ổn định.
Đặc điểm
Quá trình sao chép của ADN là một quá trình phức tạp
với các tính chất
+ Liên kết hydrogen giữa hai sợi của ADN phải bị phá
vỡ hai sợi mở xoắn tách rời nhau
+ Các nucleotit bổ sung bắt cặp với các nucleotide trên
sợi khuôn, các nucleotide mới phải liên kết hóa trị để
thành lập sợi mới

+ Mỗi bước có sự tham gia của một loại enzyme riêng
biệt xảy ra một cách nhanh chóng và chính xác. Sự sao
chép ADN ở nhóm nhân sơ và nhân chuẩn có những
điểm giống nhau
Nguyên tắc khuôn mẫu
Theo nguyên tắc bổ sung A - T, G - X
Theo nguyên tắc bán bảo toàn
Diễn biến: 3 giai đoạn
Giai đoạn 1: Khởi đầu (Initiation)
Giai đoạn 2: Kéo dài (Elongation)
Giai đoạn 3: Kết thúc (Termination)
Giai đoạn khởi đầu
•
Protein B nhận biết điểm gốc (Origene) và gắn chặt vào
đó.
•
Enzyme Topoisomerase tháo xoắn 2 mạch ở 2 bên điểm
gốc
•
Emzyme Helicase bắt đầu tách mạch tạo thành chạc ba
tái bản bằng cách sử dụng năng lượng ATP để cắt đứt
liên kết hydrogen
•
Protein SSB gắn vào các mạch đơn làm chúng tách
nhau,thẳng ra, không cho chập ngẩu nhiên hay xoắn lại để
sao chép dễ dàng.
•
Enzyme primase tạo đoạn mồi có khoảng 10 nucleotide
liên kết với mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung.

Qúa trình tháo xoắn
Giai đoạn kéo dài
Tổng hợp mạch sớm
Tổng hợp mạch sớm
•
Phát triển theo chiều 5’ – 3’ hướng đến chạc ba tái
bản.
•
Sự tổng hợp chuỗi sớm bắt đầu sự tổng hợp một đoạn
một đoạn ngắn RNA mồi (10-60 nu) nhờ xúc tác của
RNA primase ở gốc tái bản.
•
Tiếp theo các deoxyribonucleotid được gắn vào RNA
mồi nhờ xúc tác của DNA III.
•
Chuỗi sớm được tổng hợp liên tục cùng với sự phát
triển của chạc tái bản.
Tổng hợp mạch chậm:
•
Primase gắn mồi vào mạch khuôn, gần chạc ba tái bản.
•
AND Pol.III nối dài theo hướng ngược chiều chạc ba
tái bản tạo thành những đoạn ngắn Okazaki(100-1000
base).
•
Các khe hở trong đoạn nu mới bổ sung và đoạn
Okazaki sẽ được enzyme lygase nối lại nhanh chóng
thành một sợi đơn hoàn hảo.
Tổng hợp đoạn Okazaki
Giai đoạn kết thúc

•
Mồi ARN bị phân hủy bởi ARNase H
•
Các lổ hổng (GAP) sẻ được lấp lại nhờ vào vào AND
Polymerase I.
•
Enzyme Ligase nối tất cả các chổ gián đoạn.
•
Mạch mới và mạch cũ xoắn lại dần.
•
Sự tự nhân đôi xảy ra cho đến khi hai chạc ba gặp
nhau hay chạc ba chạy hết chiều dài phân tử AND.
Những yếu tố cần thiết cho sự sao mã
1. Phân tử DNA mẹ
Phân tử DNA mẹ được dùng làm khuôn để tổng hợp
DNA con
2. Các nucleotid
4 loại desoxyribonucleotid triphosphate (ATP, GTP,
CTP, TTP) tham gia vào quá trình tái bản DNA
+ dNTP
(DNA)
n

DNA polymerase
Mg
2+
(DNA)
n+1
+ PP
i

(DNA)
n

DNA polymerase
Mg
2+
(DNA)
n+1
+ PP
i
3. Cation hóa trị II (Mg2+ )
Mg2+ tham gia vào quá trình tái bản DNA
Sự tham gia của các enzyme trong quá trình tái
bản DNA ở Prokaryote
4. Các enzyme - protein


•
ADN polymerase:
+ ADN polymerase I: loại ARN mồi và thay vào đó
bằng ADN
+ ADN polymerase II; tham gia quá trình sữa chữa
ADN thay đoạn ADN bằng đoạn ADN bình thường
+ ADN polymerase III: kéo dài chuỗi ADN trên cơ sở
của ARN mồi
Cấu trúc của DNA polymerase III
Polymerase chính trong tế bào eukaryote:
Pol α: có vai trò như primase (để tổng hợp RNA primer),
và sau đó thực hiên việc kéo dại phân tử DNA từ primer
bằng cách gắn các nucleotid vào. Sau đó một vài trăm

nucleotid kéo dài đó được cắt bỏ bởi Pol δ và ε
Pol β: có chức năng sửa chữa DNA
Pol γ: sao chép DNA của ty thể
Pol δ: cùng với Pol ε là các polymerase chính ở tế bào
eukaryote, nó có thể lấp khoảng trông sau khi cắt bỏ
primer nhưng nó không có đặc tính của men 5'->3'
Pol ε: tương tự như Pol δ
Pol ζ.
Điểm
đứt
Chuyển
sợi
nguyên
qua chỗ
đứt gãy
và gắn
lại
Lk = n
Lk = n+1
topoisomerase I
Bộ phận tái
bản
Tái
bản
Siêu xoắn dương
(+)
Topoisomerase
II
Đứt gãy DNA
Chuyển DNA đi

qua chỗ đứt gãy
Siêu xoắn âm (−)
topoisomerase II ở chạc ba sao chép
Topoisomerase : tháo xoắn tại điểm gốc và duổi thẳng
mạch ADN
+ Topoisomerase I:
Tháo xoắn một mạch
+ Topoisomerase II:
Tháo xoắn hai mạch
DNA helicase
ATP
ADP
+
P
i
Enzyme helicase
Helicase :cắt đứt liên kết Hydrogen tạo nên hai chạc ba
tái bản ở hai bên điểm gốc và hoạt động suốt chiều dài
AND dọc theo mạch khuôn.