BAI 7.CƠ SỞ PHÂN TỬ CỦA DI TRUYỀN [Autosaved]

4/21/2015
1
CƠ SỞ PHÂN TỬ CỦA DI TRUYỀN
1
BÀI 7:
GV: ThS. Chu Thị Bích Phượng
7.1. DNA LÀ CHẤT DI TRUYỀN
7.1.1 Hiện tượng biến nạp ở vi khuẩn
Thí nghiệm F. Griffith (1928)
- Tiêm vi khuẩn Pneumococci gây bệnh sưng phổi vào chuột
• Chủng gây bệnh: có vỏ bao bằng đường đa, tạo khuẩn lạc láng (smooth)
nên được ký hiệu là chủng S.
• Chủng không gây bệnh: không có vỏ bao, tạo khuẩn lạc sần (rough) nên
được ký hiệu là chủng R.

2
3
7.1. DNA LÀ CHẤT DI TRUYỀN
7.1.1 Hiện tượng biến nạp ở vi khuẩn
Thí nghiệm F. Griffith (1928)
- Kết quả
Vậy làm thế nào một hỗn
hợp của một chủng không gây
bệnh với một chủng gây bệnh
đã chết lại làm chết chuột?
Griffith khảo sát các cơ thể
chuột chết và phát hiện thấy
chúng chứa đầy chủng S còn
sống!
Chủng S gây
bệnh ở đâu?

bằng cách nào đó chủng R
sống đã biến đổi thành
chủng S sống với nguyên liệu
của tế bào chủng S chết.
Ðem cấy chủng S này (đã
biến đổi) chúng phát triển
thành chủng S mới
 Vật liệu di truyền từ
S chết đã thâm nhập
vào R sống và biến
đổi chúng thành
chủng S gây bệnh
 Sự biến nạp
Tác nhân gây biến
nạp là DNA
4
7.1. DNA LÀ CHẤT DI TRUYỀN
7.1.2 Sự xâm nhập của DNA virus vào vi khuẩn
Thí nghiệm của Hershey và Chase (1952):
Thực khuẩn thể tấn
công vi khuẩn E.coli
Cho nhiễm phage T
2

vào vi khuẩn nuôi trên
môi trường có P
32
và S
35

. Phage T
2
mới (trong vi
khuẩn) có S
35
ở protein
và P
32
ở DNA.
Vật chất di truyền của phage T2 là DNA
5
7.1. DNA LÀ CHẤT DI TRUYỀN
7.1.2 Sự xâm nhập của DNA virus vào vi khuẩn
Thí nghiệm của Hershey và Chase (1952):
Kết luận:
7.1.2 Thành phần hóa học
Nucleotide
6
7.1. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA DNA
3 thành phần:
• Đường 5-desoxyribose
• Acid phosphoric
• Các base chứa nitrogen:
A, T, C, G
4/21/2015
2
Phân loại nucleotide: 4 loại
7
7.1.2 Thành phần hóa học
7.1. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA DNA

Purine
Pyrimidine
- Liên kết phosphodiester
- Liên kết hydro

8
7.1.2 Thành phần hóa học
7.1. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA DNA

9
7.1.2 Mô hình cấu trúc DNA của Watson - Crick
7.1. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA DNA
Họ xác định được
chu kỳ 0,34 nm
tương ứng với
khoảng cách giữa 2
nucleotide kế tiếp
nhau trong sợi
DNA, chu kỳ 2,0
nm là chiều rộng
của xoắn và chu kỳ
3,4 nm là khoảng
cách giữa các xoắn
trong sợi. Vì 3,4 nm
bằng 10 lần khoảng
cách giữa 2
nucleotide kế tiếp
nhau nên mỗi xoắn
có 10 cặp
nucleotide.

Thí nghiệm của Meselson và Stahl (1958)
10
7.2.2 Sao chép theo khuôn và cơ chế bán bảo tồn
7.2. SỰ SAO CHÉP DNA
M.Meselson và Stahl
đã nuôi E.coli nhiều thế
hệ trên môi trường có
nitơ đng vị nặng N
15
.
Như vậy tất cả DNA của
vi khuẩn đều mang
đng vị nặng N
15
thay
cho N
14
bình thường.
Sau đó tế bào được
chuyển sang môi
trường ch chứa N
14

nh, mu các tế bào
được lấy ra theo những
khoảng thời gian đều
đặn và chiết tách DNA.
Bằng phương pháp ly
tâm trên thang nng
độ, các loại DNA nặng,

nh và lai được tách ra.
Cơ chế bán bảo tồn (semiconservative):
- Từ một phân t DNA ban đầu tạo ra hai phân t con ging hệt nhau.
- Mi phân t con đều mang một mạch c và một mạch mi

 Các cơ chế chung:
• Các liên kết hydro phải bị phá v và tách rời hai mạch
• Phải có đoạn mồi (primer)
• Có đủ 4 loại nucleotide triphosphate (ATP, GTP, TTP và CTP)
• Mạch mi luôn được tổng hợp theo hưng 5’P 3’ OH;
• Các nucleotide mi được ni lại vi nhau bằng liên kết
cộng hóa trị để tạo mạch mi.
• Mi bưc được điều khiển bi enzyme đc hiệu và được
thực hiện một cách nhanh chóng, chnh xác.


11
7.2.2 Quá trình sao chép DNA
7.2. SỰ SAO CHÉP DNA
DNA hay RNA mạch đơn
ngn bt cp vi mạch
đơn khuôn
3 giai đoạn:
- Khi sự
- Ni dài
- Kết thúc
12
7.2. SỰ SAO CHÉP DNA
7.2.2 Quá trình sao chép DNA
4/21/2015

3
 Giai đoạn khởi sự
- Một protein B đc hiệu nhận biết điểm khi sự sao chp
(replication origine gi tt là ori) và gn vào trnh tự base
đc biệt đó
- Enzyme helicase tham gia tách mạch tạo ch ba sao chp.
- Các protein căng mạch SSB (Single-strand binding protein
= SSB-protein) gn vào các mạch đơn DNA làm chúng tách
nhau, thng ra và ngăn không cho chập lại ngu nhiên
hoc xon để việc sao chp được d dàng.

13
7.2. SỰ SAO CHÉP DNA
7.2.2 Quá trình sao chép DNA
14
 Giai đoạn khởi sự
7.2. SỰ SAO CHÉP DNA
7.2.2 Quá trình sao chép DNA
 Giai đoạn nối dài
- Vai trò của phức hợp DNA polymerase III:
+ Kéo dài chuỗi nucleotide theo hướng 5’  3’
+ Sa sai nhờ hoạt nh exonuclease
+ DNA-polymerase có nh đc hiệu cao, nó ch thêm
nucleotide vào đầu 3'OH của mạch đang được tổng hợp

15
7.2. SỰ SAO CHÉP DNA
7.2.2 Quá trình sao chép DNA
exonuclease là hoạt
nh enzyme ct

DNA từ đầu mút
một mạch) theo
hưng 5'
______
>
3' và
3'
______
>
5'.
Các nucleotide
trước khi được
gắn vào đầu
3'OH đã được
hoạt hóa do
ATP để thành
nucleoside
triphosphate có
mang năng
lượng.

16
7.2. SỰ SAO CHÉP DNA
7.2.2 Quá trình sao chép DNA
Sự gắn nucleotide vào đầu 3’ của mạch đang được tổng hợp
17
 Giai đoạn nối dài
7.2. SỰ SAO CHÉP DNA
7.2.2 Quá trình sao chép DNA
- Tổng hợp mạch trước (leading strand):

Mạch khuôn có đầu 3' được DNA-polymerase III gn
vào và tổng hợp ngay mạch bổ sung 5‘

 3' hưng vào
ch ba sao chp.

18
 Giai đoạn nối dài
7.2. SỰ SAO CHÉP DNA
7.2.2 Quá trình sao chép DNA
- Tổng hợp mạch sau (lagging strand):
+ Enzyme primase gn mồi (primer) RNA khoảng 10 nucleotide, có
trnh tự bổ sung vi mạch khuôn
+ DNA-polymerase III ni theo mồi RNA, theo hưng ngược vi ch
ba sao chp tạo các đoạn Okazaki
+ DNA-polymerase ni dài đoạn Okazaki đến khi gp RNA mồi pha
trưc th dừng lại
4/21/2015
4
- DNA-polymerase I nhờ hoạt nh exonuclease 5‘  3' ct bỏ
mồi RNA, lp các nucleotide của DNA
- Enzyme ligase của DNA ni liền ch h
- DNA gyrase xon mạch mi tr thành dạng siêu cuộn
19
 Giai đoạn kết thúc
7.2. SỰ SAO CHÉP DNA
7.2.2 Quá trình sao chép DNA
20
7.2.3 Quá trình sao chép DNA trong tế bào
- Gãy hay đứt mạch

- Base nitric bị ct mất làm cho base tương ứng không
có cp
- Gn nhóm mi vào base nitric bằng liên kết hóa trị
làm thay đổi nh chất
- Base nitric bt cp sai
- Tạo các dimer thymine
 sai sót trong khi sao chp in vivo (trong cơ thể sinh
vật) là 1.10
-9
tức một sai sót trên một t base
21
7.3 CƠ CHẾ SỬA SAI
7.2.3 Các biến đổi có thể xảy ra
 Dưới tác dng
của nhiệt có thể
xảy ra quá trình
làm mất purine
(depurination)
do thủy phân
liên kết N-
glycosil.

22
• Hưng sao chp bao giờ cng từ đầu 5‘

 3' để việc
sa sai chnh xác.\
• Các DNA - polymerase I và III vừa polymer hóa, vừa
có hoạt nh exonuclease 5‘

 3' và 3‘ 5'. Nếu trên
đường di chuyển để polymer hóa cp nucleotide lp
sai, DNA-polymerase s li lại ct bỏ theo hưng 3‘

5' (hoạt nh exonuclease 3‘



5').

7.3 CƠ CHẾ SỬA SAI
7.2.3 Cơ chế sửa sai