Giáo án điện tử sinh học: Sinh học lớp 12-SỰ TỰ NHÂN ĐÔI CỦA ADN pot

SỰ TỰ NHÂN
SỰ TỰ NHÂN
ĐÔI CỦA ADN
ĐÔI CỦA ADN
           
           
:
:
BẠN BIẾT GÌ VỀ SỰ TỰ NHÂN ĐÔI ADN ???
BẠN BIẾT GÌ VỀ SỰ TỰ NHÂN ĐÔI ADN ???


Là quá trình hình thành 2 phân tử
Là quá trình hình thành 2 phân tử
ADN mới từ 1 phân tử ADN ban đầu.
ADN mới từ 1 phân tử ADN ban đầu.


Là cơ sở cho sự tự nhân đôi của NST
Là cơ sở cho sự tự nhân đôi của NST
trong quá trình phân bào.
trong quá trình phân bào.


Xảy ra trong gian kì, ở pha S.
Xảy ra trong gian kì, ở pha S.
CÁC ĐIỀU KIỆN CẦN THIẾT
CÁC ĐIỀU KIỆN CẦN THIẾT
Các liên kết H
2
giữa hai mạch phải bị phá vỡ.

Phải có đủ 4 loại nucleoside triphosphates: dATP,
dTTP, dGTP, dCTP.
Phải có đoạn mồi (primer) để bắt cặp với mạch khuôn.
Có sự tham gia của các nhân tố đặc hiệu :

+ TOPOISOMERASE
+ TOPOISOMERASE


+ PRIMASE
+ PRIMASE


+ HELICASE + ADN POLYMERASE
+ HELICASE + ADN POLYMERASE


+ SSB PROTEIN + ADN LIGASE
+ SSB PROTEIN + ADN LIGASE
TOPOISOMERASE
TOPOISOMERASE
Chức năng
Chức năng :
tháo xoắn tại điểm gốc và duỗi thẳng mạch ADN
tháo xoắn tại điểm gốc và duỗi thẳng mạch ADN

Topoisomerase I :
Topoisomerase I :


tháo xoắn 1 mạch
tháo xoắn 1 mạch


Topoisomerase II :
Topoisomerase II :


tháo xoắn 2 mạch
tháo xoắn 2 mạch
Mô hình hoạt động của Topoisomerase
Cấu trúc 3D của Topoisomerase
HELICASE
HELICASE
Chức năng
Chức năng :
cắt đứt liên kết H
cắt đứt liên kết H
2
2
, tạo nên 2 chạc
, tạo nên 2 chạc
ba tái bản ở hai bên điểm gốc và hoạt động suốt
ba tái bản ở hai bên điểm gốc và hoạt động suốt
chiều dài ADN dọc theo mạch khuôn

chiều dài ADN dọc theo mạch khuôn
Các loại Helicase ở VK qua kính hiển vi e
–

Cấu trúc 3D của enzyme
Helicase
PROTEIN SSB
PROTEIN SSB
Chức năng
Chức năng :
làm căng mạch tạo điều kiện
làm căng mạch tạo điều kiện
cho việc sao chép được dễ dàng.
cho việc sao chép được dễ dàng.
ADN POLYMERASE
ADN POLYMERASE
Polymer hoá 5’ – 3’ : ADN Polymerase I, II, III
Polymer hoá 5’ – 3’ : ADN Polymerase I, II, III
Exonuclease 3’ – 5’ : ADN Polymerase I, II, III
Exonuclease 3’ – 5’ : ADN Polymerase I, II, III
Exonuclease 5’ – 3’ : ADN Polymerase I
Exonuclease 5’ – 3’ : ADN Polymerase I
Chức năng :
Chức năng :
PRIMASE
PRIMASE
Chức năng
Chức năng :
tạo đoạn mồi (ARN primer) có
tạo đoạn mồi (ARN primer) có

khoảng 10 ribonucleotide
khoảng 10 ribonucleotide
ADN LIGASE
ADN LIGASE
Chức năng
Chức năng :
Nối các đoạn Okazaki (Okazaki fragments)
Nối các đoạn Okazaki (Okazaki fragments)
GỒM 3 GIAI ĐOẠN CHÍNH :
GỒM 3 GIAI ĐOẠN CHÍNH :


BẮT ĐẦU (Initiation)
BẮT ĐẦU (Initiation)


KÉO DÀI (Elongation)
KÉO DÀI (Elongation)


KẾT THÚC (Termination)
KẾT THÚC (Termination)


Protein B nhận biết điểm gốc (Origine) và gắn chặt vào
Protein B nhận biết điểm gốc (Origine) và gắn chặt vào
đó.
đó.

Enzyme Topoisomerase tháo xoắn 2 mạch ở 2 bên điểm
Enzyme Topoisomerase tháo xoắn 2 mạch ở 2 bên điểm
gốc.
gốc.


Enzyme Helicase bắt đầu tách mạch tạo thành chạc ba
Enzyme Helicase bắt đầu tách mạch tạo thành chạc ba
tái bản bằng cách sử dụng năng lượng ATP để cắt đứt liên
tái bản bằng cách sử dụng năng lượng ATP để cắt đứt liên
kết H
kết H
2
2
.
.


Protein SSB gắn vào các mạch đơn làm chúng tách
Protein SSB gắn vào các mạch đơn làm chúng tách
nhau, thẳng ra, không cho chập ngẫu nhiên hay xoắn lại
nhau, thẳng ra, không cho chập ngẫu nhiên hay xoắn lại




sao chép dễ dàng.
sao chép dễ dàng.

Enzyme primase tạo đoạn mồi (ARN primer) có khoảng
Enzyme primase tạo đoạn mồi (ARN primer) có khoảng
10 rnu liên kết với mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung.
10 rnu liên kết với mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung.
1)
1)
Tổng hợp đoạn mồi (ARN primer)
Tổng hợp đoạn mồi (ARN primer)
:
:


Đây là một đoạn mạch có khoảng 10 rnu, được
Đây là một đoạn mạch có khoảng 10 rnu, được
tổng hợp nhờ phức hợp primosome gồm nhiều
tổng hợp nhờ phức hợp primosome gồm nhiều
protein và enzyme primase, trên mạch muộn
protein và enzyme primase, trên mạch muộn
(lagging strand) có nhiều primer.
(lagging strand) có nhiều primer.
2) Tổng hợp mạch mới bởi ADN Polymerase III :
2) Tổng hợp mạch mới bởi ADN Polymerase III :


ADN Pol. III nối dài đầu 3’ –OH của một mồi đã bắt cặp sẵn
ADN Pol. III nối dài đầu 3’ –OH của một mồi đã bắt cặp sẵn
trên mạch khuôn.
trên mạch khuôn.

ADN Pol. chỉ tổng hợp theo chiều từ 5’
ADN Pol. chỉ tổng hợp theo chiều từ 5’


3’ (mạch mới) hay
3’ (mạch mới) hay
theo chiều từ 3’
theo chiều từ 3’


5’ của mạch khuôn mẫu (template
5’ của mạch khuôn mẫu (template
strand).Tốc độ bổ sung nu ở vi khuẩn là : 500nu/s, ở động vật
strand).Tốc độ bổ sung nu ở vi khuẩn là : 500nu/s, ở động vật
có vú là : 50nu/s.
có vú là : 50nu/s.


Mạch sớm (leading strand) được tổng hợp nhanh và liên tục.
Mạch sớm (leading strand) được tổng hợp nhanh và liên tục.


Mạch muộn (lagging strand) được tổng hợp không liên tục
Mạch muộn (lagging strand) được tổng hợp không liên tục
dựa trên các đoạn mồi tạo thành những đoạn Okazaki
dựa trên các đoạn mồi tạo thành những đoạn Okazaki
(Okazaki fragments – do R.Okazaki người Nhật phát hiện năm
(Okazaki fragments – do R.Okazaki người Nhật phát hiện năm
1969) gồm từ 100-1000 cặp base.
1969) gồm từ 100-1000 cặp base.

CÁC NU TỰ DO GẮN VÀO RNU CỦA
CÁC NU TỰ DO GẮN VÀO RNU CỦA
PRIMER NHƯ THẾ NÀO?
PRIMER NHƯ THẾ NÀO?
QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP MẠCH MUỘN
QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP MẠCH MUỘN
Primase gắn mồi vào mạch khuôn, gần
Primase gắn mồi vào mạch khuôn, gần
chạc ba tái bản.
chạc ba tái bản.
ADN Pol. III nối dài mồi theo hướng ngược
ADN Pol. III nối dài mồi theo hướng ngược
chiều chạc ba tái bản tạo thành những
chiều chạc ba tái bản tạo thành những
đoạn ngắn Okazaki (có từ 100-1000 base).
đoạn ngắn Okazaki (có từ 100-1000 base).
Các khe hở trong đoạn nu mới bổ sung và
Các khe hở trong đoạn nu mới bổ sung và
đoạn Okazaki sẽ được ligase nối lại nhanh
đoạn Okazaki sẽ được ligase nối lại nhanh
chóng thành một sợi đơn hoàn hảo.
chóng thành một sợi đơn hoàn hảo.


Mồi ARN bị phân huỷ bởi
Mồi ARN bị phân huỷ bởi
ARNase H.
ARNase H.

Các lỗ hổng (GAP) sẽ được lấp
Các lỗ hổng (GAP) sẽ được lấp
lại nhờ vào ADN Polymerase I.
lại nhờ vào ADN Polymerase I.


Enzyme Ligase nối tất cả các
Enzyme Ligase nối tất cả các
chỗ gián đoạn.
chỗ gián đoạn.


Mạch mới và mạch cũ xoắn lại
Mạch mới và mạch cũ xoắn lại
dần.
dần.


Sự tự nhân đôi xảy ra cho đến
Sự tự nhân đôi xảy ra cho đến
khi hai chạc ba gặp nhau (đối với
khi hai chạc ba gặp nhau (đối với
Vi khuẩn) hay chạc ba chạy hết
Vi khuẩn) hay chạc ba chạy hết
chiều dài ptử ADN (Eukaryote).
chiều dài ptử ADN (Eukaryote).
SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT
SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT
Protein SSB
Protein SSB

Helicase
Helicase
ADN Primase
ADN Primase
ARN Primer
ARN Primer
ADN Polymerase III
ADN Polymerase III
SỬA SAI KHI SAO CHÉP
SỬA SAI KHI SAO CHÉP
TỰ NHÂN ĐÔI ADN Ở TẾ BÀO EUKARYOTE
TỰ NHÂN ĐÔI ADN Ở TẾ BÀO EUKARYOTE

Tương tự như ở tế bào Prokaryote nhưng có sự
Tương tự như ở tế bào Prokaryote nhưng có sự
khác biệt ở các enzyme tham gia.
khác biệt ở các enzyme tham gia.


Cho đến nay đã phát hiện 6 loại ADN
Cho đến nay đã phát hiện 6 loại ADN
Polymerase tham gia nhưng chưa thể biết hết
Polymerase tham gia nhưng chưa thể biết hết
chức năng (Ở Prokaryote đã phát hiện được 5
chức năng (Ở Prokaryote đã phát hiện được 5
loại ADN Polymerase nhưng chỉ mới biết được
loại ADN Polymerase nhưng chỉ mới biết được
chức năng của ADN Polymerase I,II và III)
chức năng của ADN Polymerase I,II và III)

Có nhiều enzyme chuyên biệt tham gia.
Có nhiều enzyme chuyên biệt tham gia.
SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT
SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT
In Eukaryotes
In Eukaryotes