Cấu trúc nhiễm sắc thể và sự tái bản DNA

Nhóm 8. Cấu trúc nhiễm sắc thể và sự tái bản DNA

PhầnI. MỞ ĐẦU

Khái niệm về nhiễm sắc thể:


Nhiễm sắc thể (NST) được Flemming phát hiện từ cuối thế kỷ XIX
(1882).Trong các tế bào đang phân chia nguyên nhiễm, chúng bắt màu
thuốc nhuộm rất mạnh.

NST được cấu trúc và hoạt động như một thể toàn vẹn thống nhất, trong
đó, các đơn vị di truyền (các gen - ADN) được tập hợp lại theo một quy
luật tổ chức xác định và phối hợp hoạt động một cách nhịp nhàng (theo
kiểu “đóng”, “mở” gen) để đảm bảo đặc tính di truyền và biến dị cho cơ thể.

Nhiễm sắc thể (NST) là một cấu trúc có tổ chức của ADN và protein nằm
trong các tế bào.Đó là một phần đơn lẻ của chuỗi ADN có chức nhiều
gen,cấu trúc quy định và các trình tự nucleotit khác

NST khác nhau giữa các sinh vật khác nhau.Các phân tử ADN có thể hình
tròn hoặc hình que và có thể bao gồm từ 100.000 đến 1000.000.000
nucleotit trong một chuỗi dài
Thông thường, các tế bào có nhân điển hình có nhiễm sắc thể hình que
lớn và các tế bào prokaryote (các tế bào không có nhân xác định) có các
nhiễm sắc thể tròn nhỏ hơn.Ngoài ra, các tế bào có thể chứa nhiều hơn
một loại nhiễm sắc thể. . Nhiễm sắc thể có bốn hình dạng đặc trưng là hình
móc, hình que, hình hạt và chữ V.
Nhiễm sắc thể là vật liệu di truyền ở cấp độ tế bào, có vai trò rất quan trọng
trong di truyền.
NST có khả năng tự nhân đôi,phân li,tổ hợp ổn định qua các thế hệ.

NST có khả năng bị đột biến thay đổi số lượng cấu trúc tạo ra những đặc
trưng di truyền mới.

Phần II. Cấu trúc nhiễm sắc thể và quá trình tái bản
ADN

I. Cấu trúc Nhiễm sắc thể

1. Nhiễm sắc thể virus

Virus vô cùng đa dạng, nhưng NST của đa số là những phân tử ADN (một
số ít là ARN).Ở các virus khác nhau các phân tử ADN có thể khác nhau về
kích thước, về số mạch trong phân tử và một vài đặc tính khác.

Ví dụ 1: nhiễm sắc thể là phân tử ADN. Nhiễm sắc thể của thực
khuẩn thể là một phân tử ADN đơn độc, dày 20Å, dài 17µm, có trọng
lượng phân tử lớn hơn 30.000.000 và số lượng gen chứa trong nó khoảng
30 - 40.

Về thành phần hoá học thì nó chỉ chứa polynucleotide, không chứa
các vật liệu phi polynucleotide. Tuỳ theo phương pháp làm xuất hiện NST
mà nó có thể có dạng vòng hoặc dạng duỗi thẳng; nó đồng nhất về mặt
hình thái, không tạo thành hạch nhân. Trên NST, không phân biệt được
tâm động.
Về phương diện di truyền, chúng hoạt động theo cấu trúc duỗi thẳng, và
như thế, bản đồ di truyền của chúng có điểm khởi đầu và điểm tận cùng.

Ví dụ 2: nhiễm sắc thể chỉ có ARN. Nhiễm sắc thể của virus khảm
thuốc lá chỉ có ARN, không có ADN.Xoắn ARN xếp trong lớp protide và

toàn bộ virus có dạng hình trụ tròn, dạng 1 mạch polynucleotide hoặc dạng
xoắn kép.Có thể tách rời ARN của virus khảm thuốc lá khỏi vỏ protide và
bằng cách tập hợp ARN và protide có thể tái tạo thành virus italic.

2. Nhiễm sắc thể ở sinh vật nhân sơ

Tế bào vi khuẩn và vi khuẩn lam có nhân nguyên thuỷ (procaryota)
phân tán không có màng nhân. Trong miền nhân, người ta quan sát thấy
nhiều sợi chất nhiễm sắc mảnh có kích thước gần bằng kích thước của
ADN, nhưng không thể theo dõi được sự liên tục của các sợi đó. Trong
mỗi miền nhân chỉ có 1 NST như thế, mặc dầu có một số vi khuẩn được
xem là đa nhân.

NST vi khuẩn là những phân tử ADN trần, chuỗi kép, mạch vòng,
ADN thường dính với màng tế bào ở một điểm hoặc một số điểm. Dưới
kính hiển vi điện tử, ADN có dạng siêu xoắn.

Tính siêu xoắn chịu sự kiểm soát của enzyme topoisomerase.NST
dạng xoắn có chứa các chuỗi ARN mới tổng hợp, polymerase ARN, nhưng
không có ribosome.

Ngoài NST chính, ở vi khuẩn còn thấy có một loại ADN khác ở dạng
vòng kép nhỏ gọi là các plasmid. Chúng được sao chép độc lập với NST
chính. Trong quần thể vi khuẩn tự nhiên, ADN plasmid có thể chiếm tới 1 -
2% tổng số ADN có trong tế bào.

3. Nhiễm sắc thể ở cơ thể bậc cao (eucaryote)
Ở cơ thể bậc cao có dạng NST chính thức có thể quan sát rõ hình
dạng của chúng ở kỳ giữa.
a. Cấu trúc hiển vi của NST

Các NST của eucaryote có tổ chức phức tạp gồm ADN và nhiều loại
protein gắn vào.Trong số đó, histone là protein giữ vai trò cốt lõi trong việc
cuộn xoắn của ADN.

Nhiễm sắc thể có cấu trúc gồm bốn bậc cấu trúc không gian.Cấu trúc bậc
một là chuỗi xoắn kép ADN. Các cấu trúc bậc cao hơn là sự cuộn xoắn của
ADN đó, kết hợp với các protein như protein Histon, Protamin, các
proteinphi Histon, 1 số ion kim loại như Ca
++,
Na
+
,K
+
…

● Sợi ADN cuốn quanh các hạt nucleosome được gọi là cấu trúc cơ bản
của sợi nhiễm sắc hay là cấu trúc bậc 1 của sợi nhiễm sắc, cấu trúc này
làm sợi ADN ngắn đi khoảng 7 lần
▪ Các histone là những protein nhỏ chứa nhiều acid amin mang điện
tích dương (lyzin và arginin) nên gắn chặt với ADN tích điện âm. Sợi ADN
dài quấn quanh các protein histone tạo nên nucleosome là đơn vị cấu trúc
của NST. Nucleosome cấu tạo từ 8 phân tử histone: (H3,H4,H2A,H2B)x2
phân tử, các hạt có hình trụ dẹt, đường kính 10nm.

▪ Phân tử AND cuốn quanh các hạt này được 1
3
/4
vòng tương ứng với
146 cặp nu. Giữa 2 hạt là 1 đoạn AND không cuốn histone, đoạn này có

chiều dài rất biến động. Giữa 2 hạt còn có phân tử histone H1 giữ vai trò
đặc biệt trong việc ổn định cấu trúc của chuỗi hạt.




Các nucleosome xếp khít nhau tạo thành chromatine là phức hợp
nucleoprotein.Sợi chromatine sau nhiều lần xoắn uốn khúc gắn với những
protein không histone tạo ra NST.

● Sợi nhiễm sắc cơ bản( cấu trúc bậc 1) có thể cuộn xếp theo kiểu lò xo
nén tạo cấu trúc bậc 2 gọi là cấu trúc solenoid có đường kính khoảng
30nm.
- Mỗi bước cuộn solenoid trung bình có 6 hạt nucleosome. Cấu trúc này
khi được hình đều đặn sẽ làm giảm chiều dài sợi cơ bản 6 lần, sợi AND
giảm 40 lần.
- Cơ chế hình thành cấu trúc solenoid được giải thích bằng giả thiết là:
phân tử histone H1 tham gia vào sự tạo xoắn của sợi cơ bản.

● Hình thái, cấu trúc NST luôn có sự biến đổi trong suốt chu kỳ tế bào. Ở
pha phân bào, sợi nhiễm sắc cơ bản, cấu trúc solenoid tiếp tục co xoắn,
kết tụ mạnh hơn làm cho NST ngày càng ngắn đi, làm tăng bề rộng của nó.
Các mức kết tụ này có thể diễn ra như sau:

▪ Hình thành mức kết tụ bậc 3 do cấu trúc bậc 2 tiếp tục co xoắn tạo các
dải cuộn gấp dựa theo hệ thống khung xương tựa có bản chất protein.

▪ Cuối cùng, hệ thống này cuộn xếp lần cuối để hình thành cấu trúc NST ở
trung kỳ, đây là mức kết tụ cuối của NST điều này cho ta hình ảnh rõ nét
nhất về NST trong quá trình phân chia của tế bào.

Các bậc cấu trúc của nhiễm sắc thể



b. Cấutrúc NST ở trung kỳ:
Đối với tất cả tế bào của một cơ thể thì NST thường có dạng không
đổi và có thể là cố định đối với loài và cả giống.

Các NST ở kỳ trung gian: gồm 2 sợi nhiễm sắc tử (chromatide) phân
biệt nhau và chỉ dính với nhau ở tâm động. Mỗi chromatide có bao ngoài,
trong chứa sợi nhiễm sắc (chromonema) đường kính khoảng 20Å. Hiện
nay, người ta cho rằng sợi nhiễm sắc là những sợi nucleoprotein có cấu
tạo xoắn tạo thành tổ chức sợi nhiều cấp, có đường kính khác nhau, số
lượng sợi, tuỳ theo đối tượng cũng như các kỳ phân bào, có thể là 2, 4, 8
sợi.
Cấu trúc NST:

▪ Tâm động hay là eo thắt sơ cấp: vị trí tâm động trên NST có thể
ảnh hưởng đến hình dạng của NST trong quá trình phân bào. Tuỳ theo vị
trí của tâm động và độ dài của vai do nó quy định mà các thể nhiễm sắc có
các kiểu sau:

+ Kiểu tâm giữa: tâm động ở chính giữa NST, 2 vai thể nhiễm sắc bằng
nhau.
+ Kiểu tâm lệch: tâm động ở gần một đầu mút thể nhiễm sắc, có dạng móc,

các vai của nhiễm sắc thể có độ dài khác nhau.
+ Kiểu tâm mút: tâm động ở cuối NST. NST có hình gậy.
+ Nhiều tâm
+ không có tâm: kiểu này NST không di chuyển về 2 cực tế bào được

▪ Eo thắt thứ cấp - thể kèm (vệ tinh): trên NST còn thấy có các eo
thắt thứ cấp. Nếu eo thắt thứ cấp đủ sâu và dài thì bộ phận do eo thắt đó
tách biệt ra được gọi là thể kèm hay vệ tinh.
Thể kèm là một cấu trúc nhỏ ở phía đầu mút NST, nối sau eo thắt. Vùng
này không nối với sợi tơ vô sắc, có vai trò quan trọng trong tổng hợp ARN
ribosome của tế bào. Trong nhân chỉ có 1 số NST có thể kèm và eo thứ
cấp.



▪ Hạt nhiễm sắc: ở nhiều loài sinh vật, dọc theo chiều dài của NST
được chia thành từng đĩa màu hay hạt nhiễm sắc (chromomere). Hạt
nhiễm sắc chính là phần xoắncủa sợi nhiễm sắc.Nghĩa là sợi nhiễm sắc và
hạt nhiễm sắc là một sợi nucleoproteid đồng nhất. Cấu trúc hạt là đểtăng
chiều dài của sợi nucleoproteid, tăng khảnăng mangvật liệu di truyền của
NST.

▪ Hạt mút (telomere): ở phần cuối tự do của NST thường có một cấu trúc
đặc biệt gọi là hạt mút (telomere). Cấu tạo gồm 3 loại protein( TRF1, TRF2,
WRN).Chúng liên kết với nhau rồi bọc lại các trình tự lặp lại ở telomere.

Hạt mút có vai trò quan trọng đối với sự bền vững của nhiễm sắc thể và
ngăn không cho các NST trong nhân dính và nhau. Ở hạt mút dễ xảy ra sự
dung hợp đoạn NST khi nó bị mất.

Nếu không có telomere ở cuối NST thì sợi nhiễm sắc sẽ bị gãy, khiến NST
không ổn định, sẽ ngắn dần lại qua mỗi lần tái bản. Đây là nguyên nhân
gây ra bệnh ung thư và 1 số bệnh già hóa khác.



telomere

▪ Mỗi một NST thường được phân hoá thành 2miền khác nhau là miền
dịnhiễm sắc (heterochromatine) và miền nguyên nhiễm
sắc(eurochromatine):

- Miền nguyên nhiễm sắc hay miền hoạt động chứa tất cả các phức hệ
gen cơ bản của tế bào. Trong thời kỳ nghỉ, sợi nhiễm sắc của miền này ở
trạng thái mở xoắn.
- Về mặt sinh hoá thì miền nguyên nhiễm sắc phân hoá rất cao, nếu
như một phần rất nhỏ của miền nhiễm sắc thực bị tổn thương, hay bị phá
huỷ sẽ dẫn tới sự chết của tế bào.

▪Miền dị nhiễm sắc tập trung nhiều ADN dạng kiến trúc trùng lặp bội số
cao, rất cao:
- Vùng này sợi nhiễm sắc kết tụ mạnh, thực hiện chu kỳ co-duỗi xoắn
kém đều, phần lớn trơ về mặt di truyền. Vùng nguyên nhiễm sắc ngược lại.

- Vùng dị nhiễm sắc thì trong phần lớn chu kỳ tế bào chúng vẫn ở
trạng thái xoắn lại. Sự mất đi hay tổn thương một phần lớn miền dị nhiễm
sắc cũng không làm cho tế bào chết được.

- Vùng dị nhiễm sắc có 2 loại: ổn định và không ổn định. Vùng dị
nhiễm sắc ổn định đặc trưng cho từng NST, vùng này dùng để phân biệt 2

NST giống hệt về kích thước, hình dạng.

- Vùng dị nhiễm sắc thường gặp ở tâm động và NST giới tính.

- Theo quan điểm hiện nay thì miền dị nhiễm sắc của NST là một nhân
tố quan trọng trong hệ thống kiểm tra sự tổng hợp ARN ribosome (Ritossa,
Spilgelman, 1965).

II. Quá trình tái bản DNA

1. Tái bản DNAở sinh vật nhân sơ
a. Nguyên tắc bán bảo toàn:
Sự tái bản DNA được thực hiện theo nguyên lý bán bảo toàn do
Watson và Crick đề xuất (1953) dựa trên cơ sở tính đặc thù liên kết hydro
giữa các bazo bổ sung của 2 mạch đơn. Mỗi một mạch đơn được dùng để
làm khuôn để tổng hợp thêm mạch đơn mới trên cơ sở nguyên lý ghép cặp
bổ sung giữa các bazo, kết quả tạo ra 2 phân tử DNA trong đó mỗi phân tử
có một mạch đơn cũ và một mạch đơn mới.
Chứng minh cho điều này là thí nghiệm của nhà khoa học trẻ
M.Meselson và F.Stahl tiến hành vào năm 1958. Họ đã nuôi vi khuẩn E.coli
trong môi trường chỉ có nguồn N nặng đánh dấu phóng xạ N15.
b. Cơ chế tái bản:
Trong tự nhiên có ba mô hình cấu tạo phân tử DNA tồn tại, dạng 1: siêu
xoắn, dạng 2: xoắn (vòng) và dạng 3: thẳng ở sinh vật nhân chuẩn bậc
cao. DNA vòng, ở sinh vật tiền nhân, chúng có thể ở trạng thái xoắn và
siêu xoắn, khi tái bản thường bắt đầu đứt tại một điểm của một trong hai
mạch đơn DNA.Còn dạng thẳng cũng cắt đứtở 1 điểm nhưng đứt ở cả hai
mạch đơn và có thể đứt ở nhiều vị trí khác nhau trên mộtNST. Vị trí đứt
khởi đầu tái bản thường nằm ở những vùng DNA có chứa nhiều trình tự
AT, dài từ 100 đến 200bp.

- Đầu tiên là quá trình tháo xoắn do nhiều enzyme thamgia có tên gọi
là topisomerase, enzyme này có 2 loại là:
+ Topoisomerase I tháo xoắn dạng DNA siêu xoắn, chúng gắn vào DNA và
cắt một trong 2 sợi, sau khi tạo được sợi DNA tháo xoắn thì enzyme này
nối chỗ đứt lại, điển hình của enzyme này là protein з của E.coli.
+ Topoisomerase II cắt cả hai mạch của phân tử DNA, sau khi tháo xoắn
tạo ra DNA thẳng thì enzyme này lại có nhiệm vụ tự nối các vị trí vừa cắt
lại.
Kết quả của quá trình tháo xoắn đã tạo nên chạc tái bản, sẵnsàng cho quá
trình tổng hợp sợi đơn mới. Sơ đồ chạc 3 tái bản DNA:


Ở nhiễm sắc thể vòng của vi khuẩn, quá trình tái bản bắt đầu từ một điểm
sau đó lan ra theo 2 hướng đến khi đụng vào nhau ở điểm đối diện, tạo
thành 2 nhiễm sắc thể vòng xoắn.
- Hai mạch đơn của phân tử DNA được tách rời nhau nhờ những
enzyme gọi là Helicase.ở E.coli có 2 helicase. Enzyme này phá vỡ liên
kếthydro giữa các bazơ trên 2 sợi đơn bổ sung. Có nhiều loại helicase
cùng đồng thời hoạt động , một số gắn trên mạch theo hướng 3’-5’
như(các protein của gen Rep), một số khác gắn trên mạch theo hướng 5’-
3’ như helicaseII và III.

- Các mạch đơn sau đó tách rời nhau một cách ổn định là nhờ các
protein SSB(single strand binding proteins, SSBPs). Những protein này
gắn lên khắp các nơi củamạch đơn đang được kéo dài làm 2 mạch đơn
không kết hợp lại với nhau. Nhờ vậy mà tốc độ tái bản tăng lên hàng 100
lần so với ngoài cơ thể khi không có SSB trợ giúp.

- Nếu promoter đặt ở đầu 5’ của sợi DNA thì tổng hợp sẽ theohướng

từ mạch đơn đầu 3’ nguyên bản (leading strand) sẽ tiến hành tổng hợp liên
tục, còn mạch nguyên bản kia từ đầu 5’ sẽ tổng hợp đứt đoạn theo từng
đoạn okazaki.

- Tái bản bắt đầu từ việc tổng hợp mồi (primer) RNA:
+Sợi đơn DNA mới được tổng hợp bắt đầu từ đoạn RNA mồi, việc tổng
hợp RNA mồi do enzyme có tên là primase tiến hành. Mồi RNA là một
chuỗi RNA ngắn chứa 8-12 nucleotide. Để enzyme này hoạt động được
cần phải hình thành được một phức hợp giữa enzyme primase với ít nhất
là 6 protein khác nhau.
+ Primosome tiến hành phản ứng sinh mồi đầu tiên cho sợi tiến ( leading)
và tổng hợp mồi lặp lại để tổng hợp những đoạn okazaki cho mạch lùi
(lagging).
- Tham gia tổng hợp DNA ở vi khuẩn có 2 enzyme DNA polymerase là
DNA polymerase I và polymerase III. Enzyme tổng hợp kéo dài sợi mới
trong quá trình sao chép nhiễm sắc thể ở E.coli là enzyme DNA
polymerase III.DNA pol I và pol IIIđều có chức năng đọc sửa 3’-5’
exonuclease. Hoạt tính tổng hợp và phân rã theo hướng 5’-3’, cả 2 đặc
tính này đều có ở polypeptide của DNA polymerase III.
- Sự tổng hợp hai mạch đơn mới xảy ra liên tục trên mạch bổ sung với sợi
leading và gián đoạn trên sợi lagging
- Enzyme DNA pol III tổng hợp mạch bổ sung từ đầu 3’-OH tự do của mồi
ARN.
- Mạch khuôn được sử dụng đến đâu các protein SSB được giải phóng ra
đến đó.
- Vì chiều tổng hợp DNA luôn từ hướng 5’-3’, cho nên sự thành chuỗi
polynucleotide mới trên 2 mạch khuôn diễn ra theo 2 hướng ngược chiều
nhau.
+Trên mạch khuôn hướng 3’-5’, sinh tổng hợp mạch đơn mới diễn ra theo
chiều cùng hướng với hướng tháo xoắn, mạch này được tổng hợp liên tục

được gọi là mạch tiến.
+Trên mạch khuôn 5’-3’ sinh tổng hợp mạch đơn mới diễn ra theo hướng
ngược với hướng tháo xoắn, xẩy ra không liên tục mà dưới dạng những
đoạn ngắn gọi là đoạn Okazaki ( kích thước mỗi đoạn dài từ 1000 đến
2000 bp) mạch này gọi là mạch chậm hay lùi.
- Quá trình hoàn chỉnh sợi mới tổng hợp
- Sau khi tái bản kết thúc, các mối RNA bị phân rã bởi hoạt tính 5’-3’
exonuclease của DNA pol I, để lại các lỗ hổng, sau đó các lỗ hổng này
được lấp đầy nhờ chính enzyme DNA polymerase I, enzyme này kết hợp
với đầu 3’ của các đoạn okazaki rồi tổng hợp sợi đơn DNA thay thế vị trí
mồi RNA.
- Tiếp theo enzyme ligase sẽ nối tất cả chỗ giãn đoạn trên mạch mới.


Quá trình tái bản DNA ở sinh vật nhân sơ
E.coli chứa khoảng 5 triệu bp, cần 40 phút để tải xong toàn bộ genome. Vi
khuẩn tái bản theo phương thức vòng lăn, một nhiễm sắc thể vòng có 2
chạc tái bản xảy ra đồng thời, như vậy tốc độ tái bản trung bình của vi
khuẩn là khoảng 1000 bazơ/giây.

2. Tái bản DNA ở sinh vật nhân chuẩn:
Ở sinh vật nhân chuẩn do kích thước sợi DNAquá lớn và có nhiều sợi nên
quá trình tái bản không chỉ từ 1 điểm mà bắt đầu từ nhiều điểm, đây gọi là
đơn vị tái bản. Đơn vị tái bản là vùng DNA được tái bản từ1 điểm khởi đầu
gọi là replicon, chiều dài 1 replicon ở người từ 100 đến 200 kb. Mỗi nhiễm
sắc thể của một vi khuẩn là 1 replicon. Mỗi nhiễm sắc thể có nhiều replicon
và tái bản từ điểm khởi đầu cũng theo 2 hướng tái bản đến 2 đoạn DNA
cuối.
So với tái bản ở sinh vật nhân sơ thì tái bản ở sinh vật nhân chuẩn phức
tạp hơn và diễn ra chậm hơn( khoảng 100-300 đôi nucleotit/giây).

Sự khởi đầu tái bản diễn ra tại nhiều điểm và diễn ra theo hai chiều dẫn tới
các vòng hợp nhất.
Tế bào có cơ chế kiểm soát nghiêm ngặt quá trình sao chép.


a. Thành phần tham gia:

− Enzyme topoizomrase (gyrase) tham gia vào sự cắt ADN ở 1 sợi và
nhanh chóng khôi phục khía nứt, đảm bảo cho sự tháo xoắn của ADN.

− ADN-helicase tham gia vào duỗi xoắn chuỗi xoắn kép để tạo mạch
đơn.

− ADN polymerase α/primase có chức năng tổng hợp mồi RNA cho
mạch chậm, enzyme này không có khả năng sửa sai( exonuclease).

− ADN polymerase β có chức năng giống DNA polymerase I ở sinh vật
tiền nhân, nghĩa là vừa có khả năng tổng hợp vừa có thể sửa chữa từ đó
hoàn chỉnh sợi đơn DNA sau khi mồi RNA được loại bỏ.

− ADN polymerase ɣ được tìm thấy ở ty thể, lạp thể có chức năng
chưa rõ.

− ADN polymerase δ dường như có chức năng gần với ADN
polymerase III ở sinh vật tiền nhân.

− Ngoài các enzyme trên còn có sự tham gia của nhiều protein chuyên
biệt như nhân tố kết gắn nhiễm sắc CAF-1. Nhân tố này kết gắn và mang
một số histone mới được tổng hợp đến chạc tái bản. Ở đây, chúng kết hợp
với protein β thành một tổ chức lắp ghép trung gian có tên là PCNA( kháng

nguyên tế bào đang phân chia). Phức hợp protein này làm nhiệm vụ tháo
bỏ và lắp ghép lại các protein nằm trong nucleosome để giúp quá trình tái
bản và tân tạo lại các nucleosome mới thông qua việc hoạt hóa các
polymerase ε và δ và các nhân tố sao chép RF-A và RF-C cần cho hoạt
động của các ADN polymerase α và β.


b. Cơ chế tái bản:

▪ Đầu tiên, phức hợp nhận biết vùng khởi đầu tái bản(ORC) bọc lấy những
điểm khởi đầu, dưới tác dụng của enzyme topoisomerase và nhân tố tái
bản (RF-A) giúp DNA được tháo xoắn.
▪ Trên mạch chậm polymerase α/primase tương tác với RF-A để tổng hợp
lên các mồi RNA dài khoảng 10 nucleotit, mồi này sau đó được nối dài
thêm 20 deoxynucleotide nữa nhờ enzymepolymerase αkết hợp với nhân
tố sao chép RF-C khi đó phức hợp PCNA-ATP chặn polymerase α lại, để
cho phép enzyme polymerase δ gắn vào chuỗi và tổng hợp đoạn okazaki.
▪ Enzyme polymerase α sau khi được giải phóng sẽ được chuyển đến
mạch đối diện và tổng hợp lien tục mạch tiến.

 Kết thúc tổng hợp tại đầu telomere của mỗi nhiễm sắc thể:
Ở mạch tiến, sợi đơn mới được kéo dài từ điểm khởi đầu tới điểm kết thúc
nhưng ở mạch lùi thì còn một đoạn kết thúc trống chưa chạm đến đầu 3’.
Để không bị mất DNA telomere ở đầu 3’ thì cần một enzyme tên là
telomerase để gắn thêm các cặp nu vào đầu 3’ của DNA telomere, bổ sung
với đoạn lặp lại.
Tiếp theo enzyme telomerase RNA sẽ di chuyển sang phải dọc theo phân
tử DNA vì vậy đầu 3’ có thể kéo dài thêm nhờ hoạt tính trùng phân
Sau đó, enzyme primase, xúc tác tạo mồi và DNA polymerase sử dụng đầu
3’ làm nguyên bản để lấp đầy đầu cuối cho mạch đơn DNA kia.

Cuối cùng loại bỏ mồi va ligase sẽ nối chỗ trống lại. Kết quả chiều dài của
NST qua mỗi lần tái bản không thau đổi.



2. Tái bản DNA theo kiểu vòng lăn
Nhiều phân tử AND vòng của những virus sống ở tế bào vi khuẩn và ở tế
bào sinhvật nhân chuẩn, nhiều mạch AND vòng ở tế bào vi khuẩn…. được
tái bản theo 1 quá trình khác gọi là tái bản vòng lăn.


Tái bản bắt đầu từ một điểm cắt trên một sợi của chuỗi AND kép. Từ điểm
cắt mở ra đầu 3’-OH và đầu 5’-P.
DNA helicase và protein SSB bám vào mạch đôi, tháo xoắn và giữ cho hai
mạch luôn tách nhau.
. Sự tổng hợp mới bắt đầu bằng sự lắp ráp vào đầu 3’-OH (tạo mạch tiến,
liên tục), đồng thời đầu 5’-P dịch khỏi vòng và sự lắp ráp được tiến hành
theo những đoạn nhỏ( mạch lùi, gián đoạn).
Khi sự chuyển động kết thúc một vòng, thì một vòng AND mới được hoàn
tất.

Phần III. Kết luận
Nhiễm sắc thể là vật chất di truyền ở cấp độ tế bào, có vai trò rất quan
trọng trong di truyền.NST có khả năng tự nhân đôi,phân li,tổ hợp ổn định
qua các thế hệ đồng thời NST có khả năng bị đột biến thay đổi số lượng,
cấu trúc tạo ra những đặc trưng di truyền mới.

Tái bản AND ở sinh vật nhân sơ và nhân chuẩn có sự khác nhau nhưng
đều tuân theo nguyên lý bán bảo toàn (do quy tắc bổ sung giữa các cặp
bazo). Qua đó đảm bảo sự tái bản ổn định và chính xác. Tuy nhiên quá

trình tái bản AND cũng có thể chịu một số tác động ngoại cảnh gây ra sự
đột biến tạo ra những đặc trưng di truyền mới làm nguyên liệu cho tiến
hóa.