Môn học: SINH HỌC PHÂN TỬ 1-Nguyễn Quốc Trung pot

Môn học:

SINH HỌC PHÂN TỬ 1

Giảng viên: Nguyễn Quốc Trung
Bộ môn Sinh học phân tử và CNSH ứng dụng
Khoa Công nghệ sinh học
Email:


Các tính điểm mơn học
Chun cần: 10%
Kiểm tra giữa kz: 30%
Thi cuối kz: 60%


•
•

•

•
•
•

•

Chương I. Lược sử phát triển của sinh học phân tử
Chương II. Các đại phân tử sinh học: Acid nucleic và Protein
– Cấu trúc và chức năng của acid nucleic
– Cấu trúc và chức năng của protein

Chương III. Cấu trúc gen và hệ gen của sinh vật
– Cấu trúc của gen
– Hệ gen
– Các DNA lặp lại trong hệ gen
Chương IV. Sự tái bản DNA
Chương V. Cơ chế gây biến đổi DNA
Chương VI. Sự phiên mã của gen và cơ chế điều hòa phiên mã
– I.Sự phiên mã ở sinh vật tiền nhân
– Sự phiên mã ở sinh vật nhân chuẩn
– Điều hòa phiên mã của gen
Chương VII. Mã di truyền và quá trình dịch mã.
– Mã di truyền
– Nguồn gốc, cấu trúc và chức năng các loại RNA
– Sinh tổng hợp protein


Tài liệu tham khảo chính

• PGS. TS. Phan Hữu Tơn, Giáo trình Sinh
học phân tử đại cương, 2009.
• Hồ Huznh Thùy Dương, 2008, Sinh học
phân tử, NXB giáo dục.
• David Clark, Molecular Biology, 2005,
Elsevier Inc.


LƯỢC SỬ RA ĐỜI
SINH HỌC PHÂN TỬ

I. ĐỊNH NGHĨA

• Theo Francois Jacob: Sinh học hiện đại có mục
đích giải thích các đặc tính của cơ thể sống
thông qua nghiên cứu cấu trúc, chức năng các
phân tử vật chất thành phần.

• Sinh học phân tử: Là một ngành sinh học hiện
đại quan tâm đến việc giải thích các hiện
tượng và quy luật ở mức phân tử


ĐỊNH NGHĨA

• SHPT ra đời trên cơ sở hội tụ của các
ngành học khác: sinh học tế bào, di
truyền học, hóa sinh học.


II. THUYẾT TIẾN HĨA VÀ THUYẾT TẾ BÀO

• Xuất hiện từ nửa sau thế kỷ 19

• Đặt nền móng cho sự ra đời của ngành
Sinh học với tư cách là ngành khoa học
thực nghiệm


1859, Học thuyết tiến hóa Darwin và Wallace
• Dựa trên việc quan sát

sự phân bố của các lồi
• Chọn lọc tự nhiên: Sự
biến đổi trong của các
loài sinh vật biến đổi
trong một thời gian đủ
dài, hoặc dưới áp lực
của môi trường xung
quanh.
• Sự biến đổi này được
di truyền cho các thế
hệ sau.

Charles Darwin
(02/1908 – 04/1882

Alfred Russel
Wallace
(1823 –
1913)


Thuyết tế bào
•

1666 phát hiện tế
bào khi mơ tả cấu
trúc sợi bần

Robert Hooke
•

1838 Mathias Jacob
Schleiden và
Theodor Schawann
đưa ra thuyết tế bào

Mathias Jacob Schleiden

Theodor Schawann


Thuyết tế bào
“Mỗi động vật được cấu tạo từ một tập hợp các
đơn vị sống, mỗi đơn vị sống mang trong nó tất
cả các đặc tính của sự sống”
Rudolph Virchow,1858

• Theo Pasteur: Sự sống chỉ có thể sinh ra từ
sự sống
• Thuyết tế bào ra đời là cơ sở cho nền sinh
học hiện đại
– TB riêng lẻ có khả năng tăng trưởng và phân chia
độc lập nên có thể làm đối tượng nghiên cứu vật
chất sống
– Làm cơ sở cho kỹ thuật nuôi cấy tế bào in vitro


III. SINH HĨA HỌC & DI TRUYỀN HỌC CỔ ĐIỂN

• Sinh hóa học cổ điển: các định luật hóa học có

áp dụng được vào tế bào khơng?
– Nửa sau thế kỉ 19, người ta xác định tất cả các
thành phần cấu tạo của tế bào: lipid, glucid,
protein
– Cuối thế kỷ 19, xác định hầu hết các amino acid

• Di truyền học cổ điển nghiên cứu các định luật
di truyền của Mendel


Gregor Johann Mendel
1822-1884



IV. SỰ PHỐI HỢP GIỮA DI TRUYỀN HỌC VÀ SINH HĨA HỌC

• 1909, A. Garrod nghiên cứu bệnh
Alkaptonurie (bệnh alkapton niệu) ở người
– Do đột biến một gen lặn hiếm di truyền theo quy
luật Mendel
– Biểu hiện nước tiểu có màu đen do hàm lượng
homogentisic acid cao.
– Nguyên nhân: thiếu enzyme oxydase phân hủy các
hợp chất vòng phenol
– Kết luận: Một bất thường sinh hóa là do thiếu sót
di truyền.


Thí nghiệm xác định DNA là vật chất di truyền

• 1928 Griffith – Thí nghiệm biến nạp

• 1944 Avery – Tác nhân biến nạp là DNA
• 1952 Hershey & Chase – Thí nghiệm
trên thực khuẩn thể


1928, Thí nghiệm Griffith

• Phế cầu khuẩn Streptococcus Pneumoniae
• Chủng S: Độc, tế bào có vỏ
polysaccharide, khuẩn lạc trơn (smooth)
• Chủng R: chủng lành, tế bào khơng có vỏ
polysaccharide, khuẩn lạc nhăn (Rough)


Tiến hành thí nghiệm


Kết luận
• Một chất nào đó từ chủng S chết đã chuyển vào
chủng R biến chủng R thành chủng S
• S chết + R sống

S sống

• Griffith gọi q trình này là sự biến nạp
(transformation)
• Thành phần chuyển từ chủng S sang chủng R gọi là

tác nhân biến nạp


1944, Avery, Macleod & McCarty

• Bằng kỹ thuật tinh sạch DNA thu từ
chủng S, Avery và cộng sự đã chứng
minh tác nhân biến nạp là DNA

Avery


1952, thí nghiệm Harshey & Chase

Martha Chase

Alfred Harshey


Đối tượng – thực khuẩn thể

Nguồn: />

Phage xâm nhiễm tế bào E.coli


Tiến hành

• Dùng phương pháp đánh dấu đồng vị phóng
xạ

– 32P: Đánh dấu DNA
– 35S: Đánh dấu protein

• Cho thực khuẩn thể đã được đánh dấu với 35S
và 32P xâm nhiễm vào tế bào E.coli
• Li tâm thu cặn tế bào và xác định đồng vị
phóng xạ