ACID NUCLEIC và BIỂU HIỆN GEN

ThS. BS. Đơng Thị Hồi An
BM Hóa sinh

1. Acid nucleic
2. Gen và sự biểu hiện gen
3. Tổng hợp DNA
4. Tổng hợp RNA
5. Đột biến
6. Oncogene, Tumor suppressor genes

1. ACID NUCLEIC

1.1. Acid deoxyribonucleic (DNA)

1.2. Acid ribonucleic (RNA)

1.3. Tính chất biến tính và hồi tính của DNA

Thành phần cấu tạo của acid nucleic

Đơn vị cấu tạo cơ bản : nucleotid

Nucleotid Base N
Pentose
Acid phosphoric (H3PO4)

Base purin Các base Nitơ

A Adenin
G Guanin

Base pyrimidin Cytosin
C Uracil
U Thymin
T

Đường pentose

Ribose (RNA) Deoxyribose (DNA)

1.1. ACID DEOXYRIBONUCLEIC (DNA)

4 loại nucleotid (dNTP) tham gia cấu tạo phân tử
DNA:

dATP (deoxyadenosin triphosphat)
dTTP (deoxythymidin triphosphat)
dCTP (deoxycytidin triphosphat)
dGTP (deoxyguanosin triphosphat)

DNA

Phân tử DNA

Quy luật đôi base hay nguyên lý bổ sung base:
A = T
C = G

Thứ tự base trong sợi nucleotid bên này quyết
định thứ tự base trong sợi nucleotid bên kia.

Thông tin được nằm trong một sợi ( sợi mã hóa ),
sợi kia là sợi khơng mã hóa.

Prokaryote (tế bào nhân sơ): toàn bộ DNA mang
thơng tin mã hóa protein

Eukaryote (tế bào nhân thực): chỉ có một phần DNA
mã hóa protein

Exon Intron Exon Intron Exon

1.2. Acid ribonucleic (RNA)

4 loại nucleotid (NTP) tham gia cấu tạo phân tử
RNA:

ATP (adenosin triphosphat)
UTP (uridin triphosphat)
CTP (cytidin triphosphat)
GTP (guanosin triphosphat)

RNA

3 loại RNA

Đặc điểm mRNA tRNA rRNA
(ARN thông (ARN vận (ARN ribosom)
chuyển)
tin)

Hình dạng UCC GCC UCC… GGU
CAU……

Nhiệm vụ Chuyển thông tin Vận chuyển acid
từ DNA ribosom amin đến ribosom để Nơi tổng hợp protein
sinh tổng hợp protein

1.3.Tính chất biến tính và hồi tính của DNA

 Biến tính (denaturation)
 khi nhiệt độ tăng, hoặc do tác nhân hóa học (như dung dịch kiềm hoặc urea…).
 2 mạch đơn của DNA tách rời nhau ra,
 Nhiệt độ biến tính Tm (melting temperature): nhiệt độ làm tách 2 sợi DNA, phụ thuộc
vào số lượng cặp G – C và vị trí sắp xếp của các nucleotid trong pt DNA . Pt DNA có
số lượng cặp G – C cao thì có Tm cao và ngược lại.

 Cơng thức Wallace tính Tm:
Tm = 2oC x (A + T) + 4oC x (G + C)

 Hồi tính (renaturation)
 Khi nhiệt độ giảm
 hai mạch đơn liên kết lại với nhau theo nguyên lý bổ sung đôi base tạo nên chuỗi
xoắn kép.
 Nếu nhiệt độ hạ đột ngột, sự hồi tính khơng xảy ra, pt DNA ở dạng cuộn vơ định hình.
 Một số tác nhân hóa học gây biến tính vĩnh viễn làm cho pt DNA khơng có khả năng
hồi tính trở lại cấu trúc ban đầu.

 Ứng dụng: tổng hợp nhân tạo DNA, nhân gen, công nghệ DNA tái tổ hợp.

2. GEN và SỰ BIỂU HIỆN GEN

Gen 1 Gen 2 Spacer Gen 3
(vùngđệm)

Protein 1 Protein 2 Protein 3

Gen: là một đoạn phân tử DNA hoặc RNA, mang thông tin di
truyền xác định cấu trúc của một chuỗi polypeptid hoặc một
phân tử RNA nhất định.

1. Cấu trúc gen

Vùng điều

khiển Vùng kết thúc 3’

5’ R P O Vùng mang thông tin di

-1 + truyền

1

Vùng điều khiển

Gen khởi động (Promoter, P): trình tự nhận biết và gắn của enzym RNA
polymerase trong quá trình chuyển mã.

Gen tác động (Operator, O): trình tự mã hóa các phân tử protein hoặc
enzym kiểm sốt hoạt động của gen cấu trúc, xúc tác các hoạt động
chuyển mã hoặc không chuyển mã của gen cấu trúc.

Gen điều hịa (Regulator, R): trình tự nucleotid mã hóa các protein hay
enzym hoạt hóa hoặc ức chế hoạt động của gen.

Promoter của prokaryote
Ví dụ: cấu trúc promoter của virus SV 40 (simian
virus) gây khối u ở động vật có vú:

+1
TTATTGCAGCTATATATATAGGTTACAAATAAGCAA

TA – TA box

Core promoter (prokaryote)

Chuyển mã

-35 -10 +1

5’ ---TTGACAT-------------------------------------------TATAAT-------------------3’

3’---AACTGTA-------------------------------------------ATATTA--------------------5’

TA – TA box

Cấu trúc core promoter của vi khuẩn E. coli

Eukaryote có nhóm promoter tương ứng với 3 loại
enzym RNA polymerase I, II và III.

Prokaryote Vùng mang mã di truyền