Luận thuyết trung tâm của sinh học phân tử

Luận thuyết trung tâm của Sinh học Phân tử
(The Central Dogma of Molecular Biology )

Định nghĩa:
“Là luận thuyết mô tả dòng thông tin di truyền
trong tếbào từ DNA qua RNA rồi đến protein”


Luận thuyết trung tâm của Sinh học Phân tử
Lần đầu tiên được đề xuất bởi
Francis Crick năm 1958


KHÁM PHÁ RA CHUỖI XOẮN KÉP
Năm 1953: James Watson và
Francis Crick đã suy luận ra cấu trúc
của phân tử DNA – một chuỗi xoắn
kép – mà không cần thực hiện một thí
nghiệm nào. Watson và Crick đã gửi
tới tạp chí Nature một bài báo vẻn
vẹn trong một trang giấy với lời mở
đầu: “Chúng tôi xin đưa ra một mô
hình cấu trúc của deoxyribose nucleic
acid (DNA)”, và kết thúc bài báo bằng
câu nói: “Nếu chúng tôi không nhầm
thì cách cặp đôi đặc biệt này sẽ cho
chúng ta thấy cơ chế nhân bản của
vật chất di truyền”. Công trình của họ
đã được nhận giải thưởng Nobel vào
Francis Crick
năm 1962.

Francis Crick và Jame Watson


Các tạp chí quốc tế hàng đầu trong sinh học


Theo F. Crick: dòng thông tin sinh học trong tế bào
được chuyển tải theo 3 quá trình:
1. Sao chép (Replication):

2. Phiên mã (Transcription):

3. Dịch mã (Translation):


Luận thuyết trung tâm của Sinh học Phân tử theo F. Crick


Cho đến nay, đã trải qua hơn bốn thập kỷ phát triển của sinh
học phân tử, nhiều khám phá mới ra đời thì luận thuyết trung
tâm đã có nhiều sửa đổi.
1.

Tổng hợp RNA từ khuôn DNA: Một số virus sử enzyme
phiên mã ngược (reverse enzyme) để tổng hợp nên các
phân tử cDNA (complementary DNA) từ khuôn RNA.

2.

Bệnh bò điên: Truyền thông tin từ protein → protein

3.

Tổng hợp RNA từ khuôn RNA ở một số virus


Luận thuyết trung tâm của sinh học phân tử ngày nay


Chứng minh DNA
là Vật chất di truyền


(1) Chứng minh gián tiếp
1. DNA có mặt trong tất cả các tế bào sống, từ những dạng sống đơn
giản đến thực vật, động vật bậc cao.
2. DNA là thành phần chủ yếu của nhiễm sắc thể trong nhân tế bào.
3. Hàm lượng DNA trong tất cả các tế bào soma của một loại sinh vật bất
kỳ giống nhau, không phụ thuộc vào trạng thái hay chức năng của tế bào.
Ngược lại RNA và protein lại thay đổi tuỳ theo trạng thái sinh lý của tế
bào.
4. Khi gây đột biến bằng tia tử ngoại, hiệu quả gây đột biến cao nhất ở
bước sóng 260nm, là bước sóng DNA hấp thụ mạnh nhất.
5. Số lượng DNA trong các tế bào sinh dục như trứng, tinh trùng, noãn,…
bằng một nửa số lượng DNA trong các tế bào soma của cùng một cơ thể.


(2) Thí nghiệm của Frederick Grifith
và Oswald Avery

Vi khuẩn Streptococcus pneumoniae
1.

2.

Dạng S (smooth): Có vỏ capsule,
gây bệnh viêm phổi cho động vật có vú
Dạng R (rough): không có vỏ capsule,
Không gây bệnh gây bệnh viêm phổi cho động vật có vú


(2) Thí nghiệm của Frederick Grifith
và Oswald Avery


(2) Thí nghiệm của Frederick Grifith
Biosafety
principles
và Oswald
Avery
•
•
•
•
•
•
•
•

Case-by-case

Science based
Arms length from decision making
Iterative
Anticipatory
Evolves with product development
Need-to-know vs. Nice-to-know
Experience builds confidence

Sơ đồ thí nghiệm


(2) Thí nghiệm của Oswald Avery
(2) Thí nghiệm của Oswald Avery


(3) Thí nghiệm của Alfred Hershey và Martha Chase
Hai nhà sinh học người Mỹ

Alfred Hershey (1909-1997)
Martha Chase (1930-2003)

Tiến hành thí nghiệm: Năm 1952
Nhận giải thưởng Nobel: Năm 1969


(3) Thí nghiệm của Alfred Hershey và Martha Chase

Hình 7. Cấu tạo của phage T2

Cấu tạo của Bacteriophage T2

Mục đích:
Xác định chất nào được đưa vào tế bào vật chủ: DNA hay Protein?

Các bước thí nghiệm:
1.

Nuôi E.coli trong môi trường có chứa đồng vị phóng xạ
S35 và P32. Cho virus Phage T2 xâm nhiễm vào E.coli
mang đvpx.

2.

Tách virus T2 thế hệ mới, virus này đã mang đồng vị
phóng xạ. Cho virus này xâm nhiễm E.coli không mang
đồng vị phóng xạ.

3.

Ly tâm để tách tế bào vi khuẩn với phần còn lại của
phage không được đưa vào trong tế bào vi khuẩn (vẫn
bám ở tế bào vi khuẩn). Phân tích thành phần của hai
phần này.


(3) Thí nghiệm của Alfred Hershey và Martha Chase

Hình 7. Cấu tạo của phage T2

Một số nguồn thông tin liên quan (1)


Một số nguồn thông tin liên quan (2)


/>



/>