Bài tập sinh học phân tử

Đề cương sinh học phân tử

1.
2.
3.
4.
5.
6.

2012

Axit nucleic là gì? Nêu thành phần cấu tạo axit nucleic?
Nêu những bằng chứng chứng tỏ axit nucleic là vật chất mang thông tin di truyền?
Nêu các dạng cấu trúc khác nhau của phân tử DNA? Mô tả các dạng cấu trúc đó.
Hãy nêu các đặc tính của axit nucleic, người ta áp dụng những tính chất đó để làm gì ?
RNA là gì ? hãy nêu các loại RNA và vai trò của chúng ?
Liên kết cộng hóa trị (covalent bond) là gì ? Vai trò của liên kết cộng hóa trị trong cấu
trúc của các đại phân tử sinh học.
7. Liên kết hóa học yếu (weak non-covalent bonds) là gì ? Nêu vai trò của các loại liên kết
hóa học yếu chính (liên kết ion, liên kết hydro, lực van der Waals và tương tác kỵ nước)
trong hệ thống sống?
8. Gene là gì ? Nêu đặc điểm cấu tạo của một gene cấu trúc ở sinh vật nhân sơ (prokaryote)
và nhân chuẩn (eukaryote), vẽ hình minh họa.
9. Genome là gì ? nêu cấu trúc genome của prokaryote và eukaryote.
10. Trình tự DNA lặp lại (DNA repeat sequence) là gì? Trình tự lặp lại liền kề (tandemly
repeated DNA) là gì? Thế nào là minisatellite và microsatellite? Ứng dụng của
minisatellite và microsatellite.
11. Hãy nêu và mô tả các trình lặp lại phân bố rải rác (Interspersed repetitive DNA) trong
genome?
12. Hãy nêu các yếu tố di động của prokaryote và virus nội sinh (endogenous retrovirus) ở
sinh vật

13. Nêu thành phần và cấu trúc genome người?
14. Trình bày quá trình tái bản bán bảo toàn DNA ở sinh vật prokaryote. Nêu vai trò các
thành phần tham gia vào quá trình tái bản DNA.
15. Mô tả quá trình tái bản DNA ở sinh vật eukaryote và so sánh với quá trình tái bản DNA ở
prokaryote.
16. Mô tả quá trình kết thúc tổng hợp DNA ở đầu telomere của nhiễm sắc thể, vẽ sơ đồ minh
họa. Cơ chế bảo vệ telomere của sinh vật xảy ra như thế nào?
17. Nêu các cơ chế sửa sai xảy ra trong quá trình tái bản DNA, cơ chế đọc sửa
(proofreading), và hoạt quang (photoreactivation).
18. Đột biến là gì, nêu đặc điểm và vai trò của đột biến DNA trong tiến hóa?
19. Có mấy loại đột biến điểm? Nêu cơ sở phân tử của các loại đột biến này.
20. Nêu hậu quả của đột biến DNA, tại sao nói ung thư là một hậu quả của đột biến DNA?
21. Trình bày tác nhân gây đột biến và cơ chế tác động của chúng.
22. Biến nạp (transformation) là gì, nêu cơ chế biến nạp DNA vào vi khuẩn.
23. Thực khuẩn thể và vai trò chuyển nạp gen ở vi khuẩn, chuyển nạp rộng (general
transduction) và hẹp (specialized transduction) khác nhau như thế nào?
24. Gen nhảy hay yếu tố di động (transposable element) là gì? cấu trúc và vai trò của các yếu
tố này.
25. Nêu quá trình phiên mã ở prokaryote. Trình bày đặc điểm của enzyme RNA polymerase
và vai trò của trình tự promoter trong quá trình này.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 1


Đề cương sinh học phân tử

2012

26. Mô tả quá trình phiên mã ở prokaryote.
27. Nêu đặc điểm các loại RNA polymerase tham gia vào quá trình phiên mã ở eukaryote?
vai trò của mỗi loại.
28. Mô tả quá trình phiên mã ở eukaryote.
29. So sánh quá trình phiên mã của prokaryote và eukaryote
30. Nêu đặc điểm cấu trúc gen của eukaryote và trình tự cầu nối exon –intron lên quan đến
quá trình cắt nối tạo mRNA trưởng thành.
31. Phức hợp spliceosome là gì? Nêu vai trò của snRNA trong quá trính cắt nối mRNA
trưởng thành.
32. Trình bày quá trình cải biến từ tiền mRNA thành mRNA trưởng thành ở eukaryote, quá
trình này có xảy ra đối với prokaryote hay không?
33. Mô tả cấu trúc promoter ở prokaryote và eukaryote, trình tự DNA trong vùng promoter
ảnh hưởng như thế nào đến quá trình phiên mã.
34. Mã di truyền là gì? hiện tượng suy thoái mã di truyền là gì? Thế nào là suy thoái hoàn
toàn (complete degeneracy) và suy thoái cục bộ (partial degeneracy), ý nghĩa trong việc
bảo tồn tính ổn định di truyền sinh vật. Liệu có thể dự đoán được trình tự gen trên cơ sở
biết được trình tự amino acid không?
35. Tại sao methionyl- tRNAiMet ở sinh vật nhân chuẩn không phản ứng với mã AUG bên
trong mRNA mà lại phản ứng với AUG codon khởi đầu của mRNA.
36. Mô tả tóm tắt quá trình dịch mã của sinh vật nhân sơ.
37. Mô tả tóm tắt quá trình dịch mã ở sinh vật nhân chuẩn.
38. Thế nào là cải biến sau dịch mã? Ý nghĩa của việc cải biến này.
39. So sánh thành phần ribosome tham gia vào quá trình dịch mã ở prokaryote và eukaryote.
./.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 2

Đề cương sinh học phân tử

2012

Câu 1: Axit Nucleic là gì? Nêu thành phần cấu tạo của axit nucleic ?
- KN : Axit Nucleic là vật chất mang thông tin DT. Có cấu tạo là polime. Với monome là
các nucleotide
- Gồm 2 loại: + ADN (Axit Deoxyribonucleic)
+ ARN (Axit Ribonucleic)
-

Nucleotide là cấu tạo cơ bản của axit Nucleotide. Một nucleotide bao gồm:
+ Nhóm Photphat
+ Đường pentose chứa 5C (đường 2’ deoxyribose, ribose)

 Tạo nên xương sống của mỗi sợi ADN và ARN.
+ Bazơ nitơ. Gồm 2 nhóm:

-

•

Purine (Adenin, Guanin) : Bazo to hai vòng đơn

•

Pirimidine (Thimin,Cytosin, Uraxin): Một vòng đơn.

Các Nucleotide chỉ khác nhau ở nhóm bazo nito do vậy tương ứng với 5 loại bazo sẽ có 5
loại nucleotide khác nhau.

Trong phân tử axit Nucleotide các nu liên kết với nhau bằng liên kết photphodieste  tạo
chuỗi dài ( Poly Nucleotide ) luôn có chiều 5’-3’. Trình tự xác định của các nu trong
ADN và ARN đặc trưng cho thông tin di truyền của tế bào.

Câu 2: Nêu những bằng chứng chứng tỏ axit Nucleic là vật chất mang thông tin di truyền?
 TN1: Thí nghiệm Griffith
- Năm 1928, thí nghiệm trên vi khuẩn Pneumococcus (Phế cầu khuẩn gây bệnh viêm phổi
ở người và gây chết ở chuột. Phế câu khuẩn có 2 dạng:
+ Dạng độc (S) có vỏ polysaccharide cản trở bạch cầu phá vỡ TB VK Gây chết
chuột. Khi nuôi cấy cho khuẩn lạc nhẵn.
+ Dạng lành (R) không có vỏ polysaccharide bị bạch cầu tiêu diệt  Không gây chết
chuột. Khi nuôi cấy cho khuẩn lạc ráp.
-

Cách tiến hành TN như sau:
+ Tiêm vi khuẩn S sống gây bệnh cho chuột thì chuột chết
+ Tiêm vi khuẩn R sống không gây bệnh thì chuột sống.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 3


Đề cương sinh học phân tử

2012

+ Tiêm vi khuẩn S bị xử lý nhiệt (chết) cho chuột thì chuột sống.
+ Tiêm hỗn hợp vi khuẩn S bị xử lý nhiệt với R sống cho chuột thì tất cả
chuột đều chết do vi khuẩn độc có vỏ gây ra.

-

Kết quả: Trong xác chuột chết tìm thấy cả dạng S và R. Chứng tỏ có nhân tố nào đó của
chủng S chuyển sang chủng R nhờ các Pr còn sống của chủng R hoạt hóa tạo thể S, gây

chuột chết  Hiện tượng biến nạp.
 TN2
- Năm 1944 O. Avery và cộng sự là Colin Macleod và Maclyn Mccarty đã xác định tác
nhân gây biến nạp là ADN. Xử lí vi khuẩn S bằng tác nhân ARNase (enz phân hủy ARN)
và protease (enz phân hủy pr ) thì khả năng biến nạp vẫn còn. Nhưng khi Xử lí vi khuẩn S
bằng tác nhân ADNase (enz phân hủy ADN ) thì khả năng biến nạp không còn.
 TN3:
- Năm 1952, D.Hershey và M.Chase dùng 2 mẫu virut, một mẫu trên ADN được đánh dấu
bằng đồng vị phóng xạ P32, mẫu kia trên protein được đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ
-

S35. ( P32 và S35 được dùng làm chất đánh dấu đặc thù để phân biệt ADN với protein).
Một dòng E.coli nuôi cấy được lây nhiễm virut đánh dấu 32P, dòng kia S35. Sau lây
nhiễm, các tế bào vi khuẩn được li tâm để phân tích phóng xạ.Kết quả, phát hiện S 35 nằm

-

lại ngoài tế bào vi khuẩn và P32 nằm bên trong tế bào;
Thế hệ virut mới có chứa P32 không có S35. Chứng tỏ ADN được truyền lại cho thế hệ sau

còn protein được tổng hợp mới hoàn toàn.
 Kết luận: vật chất di truyền là ADN.

Câu 3: Nêu các dạng cấu trúc khác nhau của phân tử DNA? Mô tả các dạng cấu trúc đó.
Các dạng cấu trúc của ADN: B-ADN, A-ADN, Z-ADN, xoắn helix 3 hay Z-ADN và dạng

chữ thập.
 Dạng B-ADN ( mô hinh Watsonvà Crick)
- Là cấu trúc phổ biến, thường gặp và ổn định
- Là cấu trúc xoắn phải.
- Gồm 10 cặp nu mỗi vòng xoắn. Đường kính chuỗi xoắn 19 A0
- Hai rãnh có độ sâu và chiều rộng khác nhau.
 Dạng A-ADN
- Là cấu trúc xoắn kép phải. Ngắn và bán kính lớn hơn B-ADN dạng xoắn kép.
- Gồm 11 cặp bazo mỗi vòng xoắn. Đường kính chuỗi xoắn 23 A0
- Các cặp bazo nghieng với trục
- Rãnh nhỏ nên rộng và nông hơn. Rãnh lớn hẹp và sâu hơn

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 4


Đề cương sinh học phân tử

2012

-

Sợi đôi ADN hoặc sợi lai ARN và DNA thường xoắn tạo cấu trúc helix A
Trong điều kiện nồng độ muối cao hay thiếu nước khô thì ADN sợi đôi tạo dạng xoắn
A
 Dạng Z-ADN
-

Là chuỗi xoắn kép trái. Dài và bán kính nhỏ hơn dạng B-ADN.

-

Gồm 12 cặp bazo mỗi vòng xoắn. Đường kính chuỗi xoắn 19 A 0 Khung P và đường tạo
thành đường zik zak
- Nồng độ muối cao làm giảm lực đẩy giữa các gốc P tích điện âm của xương sống
DNA.
- Z-ADN được hình thành trong vùng chứa lượng lớn hoặc xen kẽ cặp GC hay GT.
- Sự xuất hiện của nó giúp loại bỏ áp lực siêu xoắn.
 Dạng H-ADN
- Là chuỗi xoắn ba: 1 sợi giàu purine, 2 sợi giàu pirymidine
- A kết cặp với 2 T ( T=A=T), G kết cặp với 2 C ( C=G=C).
- Khi độ axit cao dẫn đến sự proton nhóm P làm giảm nguyên tử điện tích âm, giảm lực
đẩy giữa 3 sợi và hình thành cấu trúc xoắn ba.
 Dạng cấu trúc chữ thập
- Hình thành khi cấu trúc sợi đơn trong chuỗi ADN lặp đảo được tách ra và tạo thành hai
cấu trúc cuống và vòng đối diện nhau.
- Trình tự lặp đảo dài 15-20 cặp bazo
- Cấu trúc là phẳng 1 phần cấu trúc siêu xoắn và do đó phân tử ADN không gấp chặt lại
 đi chậm hơn điện di trên gel.

Câu 4: Hãy nêu các đặc tính của axit nucleic, người ta áp dụng những tính chất đó để làm
gì ?


Biến tính: Là khả năng sợi kép của ADN trong điều kiện nhiệt độ cao hoặc
pH <3 hay pH> 10 tách rời thành hai sợi đơn: 2 mạch đơn của ADN gắn với nhau = lk
hydro. Khi đun nóng ADN từ từ khoảng 80-95 0C, các lk hydro giữa 2 mạch bị đứt
chúng tách nhau ra. Trước tiên là lk A-T bị đứt, khi nhiệt độ > 90 0C các lk G-C bị đứt.
Nhiệt độ mà 2 sợi đơn tách nhau (50% số lk bị phá huỷ) gọi là nhiệt độ nóng chảy
(Tm). Tm đặc trưng cho từng loại ADN. Đoạn ADN có nhiều lk GC có Tm cao hơn



Hồi tính: Sau khi ADN bị biến tính nếu điều kiên trên quay về trạng thái ban đầu
một cách từ từ thì hai sợi đơn này có khả năng ghép bổ sung tạo sợi kép ban đầu.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 5


Đề cương sinh học phân tử

2012

Ứng dụng:
 Lai Axit Nucleic: Sử dung đặc tính biến tính và hồi tính có thể lai ADN với
ADN, ADN với ARN, ARN với ARN
- Nguyên tắc: Lấy ADN A làm biến tính thành mạch đơn, trộn với ADN B
cũng bị biến tính thành mạch đơn. Hạ dần nhiệt độ của môi truờng để xảy ra hồi tính.
Quá trình hồi tính xảy ra, sợi A kết hợp với A; B với B; đồng thời có sợi A kết hợp
với B tạo thành phân tử lai.
- Muốn lai được với nhau giữa 2 loại ADN hoặc ARN phải có những đoạn có
trình tự bổ sung nhau
- Hiện nay thường dùng phương pháp Southern blot và Northern blot
 PCA: Kĩ thuật khuếch đại nhân ADN.
 ADN mạng điện âm còn những protein histon mang điện dương, làm trung hòa điện
của tích của ADN trong nhiễm sắc thể.
 DNA nằm chủ yếu trong nhân TB. Trong NST chiêm 98-99%. Ngoài ra còn nằm trong
ty thể, lạp thể, virus.....

 Phân tử DNA trong nhiễm sắc thể của sinh vật eukaryote ở dạng mạch thẳng, còn ở
phần lớn tế bào prokaryote (vi khuẩn) phân tử DNA lại có dạng mạch vòng. Tuy
nhiên, dù ở dạng nào thì các phân tử DNA này đều tồn tại theo kiểu cuộn chặt
 DNA eukaryote có kích thước rất lớn (Ví dụ: DNA ở người có thể dài đến 1 m)
nénchặt trong một thể tích rất hạn chế của nhân. Việc nén được thực hiện ở nhiều mức
độ, mức độ thấp nhất là nucleosome và mức độ cao nhất là cấu trúc nhiễm sắc chất.
Thật vậy, đường kính của chuỗi xoắn DNA chỉ là 20 A0, sợi nhiễm sắc chất quan sát
dưới kính hiển vi điện tử có đường kính 100 A0 , đôi khi đạt 300 A0.
 Sợi nhiễm sắc chất có đường kính 100 A 0 là một chuỗi chứa nhiều nucleosome ( một
sợi DNA quấn quanh một lõi gồm 8 phân tử histone (mức độ tổ chức cao nhất của
DNA). Sợi có đường kính 100 A0 này có cấu trúc phức tạp hơn sợi có đường kính 300
A0 gọi là solenoid.
 Trong nhân tế bào, các sợi solenoid kết hợp chặt chẽ với nhiều protein khác nhau và cả
với các RNA tạo thành nhiễm sắc chất.
 Các DNA ở eukaryote có đặc điểm khác với DNA prokaryote. Toàn bộ phân tử DNA
prokaryote đều mang thông tin mã hóa cho các protein trong khi đó DNA của
eukaryote bao gồm những trình tự mã hóa (các exon) xen kẽ với những trình tự không

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 6


Đề cương sinh học phân tử

2012

mã hóa (intron). Tùy theo mức độ hiện diện của chúng trong nhân, các trình tự DNA
được chia làm ba loại:
- Các trình tự lặp lại nhiều lần. Ví dụ: ở động vật có vú các trình tự

này chiếm 10-15% genome (hệ gen). Đó là những trình tự DNA ngắn (10-200
kb), không mã hóa, thường tập trung ở những vùng chuyên biệt trên nhiễm sắc
thể như ở vùng tâm động (trình tự CEN) hay ở đầu các nhiễm sắc thể (trình tự
TEL). Chức năng của các trình tự này chưa rõ, có thể chúng tham gia vào quá
trình di chuyển DNA trên thoi vô sắc (trình tự CEN) hoặc vào quá trình sao
chép toàn bộ phần DNA nằm ở đầu mút nhiễm sắc thể (trình tự TEL).
- Các trình tự có số lần lặp lại trung bình. Ví dụ: ở genome người các
trình tự này chiếm 25-40 %. Chúng đa dạng hơn và có kích thước lớn hơn
(100-1.000 kb) các trình tự lặp lại nhiều lần. Các trình tự này phân bố trên
toàn bộ genome. Chúng có thể là những trình tự không mã hóa mà cũng có thể
là những trình tự mã hóa cho rRNA, tRNA và 5S RNA.
- Các trình tự duy nhất. Là các gen mã hóa cho các protein, có trình tự
đặc trưng cho từng gen.
Câu 5: RNA là gì ? hãy nêu các loại RNA và vai trò của chúng ?
•

Phân tử RNA có cấu tạo tương tự DNA ngoại trừ ba điểm khác biệt sau:
+ Phân tử RNA là chuỗi đơn.
+ Đường pentose của phân tử RNA là ribose thay vì deoxyribose.

+ Thymine (T), một trong bốn loại base hình thành nên phân tử DNA, được thay thế
bằng uracil (U) trong phân tử RNA.
•

Các loại ARN:
+ m-ARN: Thông tin
+ t-ARN : Vận chuyển
+ r-ARN : Ribosome
+ sn-ARN: ARN nhỏ

a, m-ARN
- Đa dạng, chiếm 2-5% tổng lượng ARN trong TB.
- Là bản sao một trình tự của ADN; Có vai trò trung tâm chuyển thông tin mã hoá từ ADN
đến bộ máy giải mã tổng hợp protein.
Sao chép (ADN) → Phiên mã (ARN) → Dịch mã (Protein)
- Kích thước sợi mARN thường dài, từ 900 – 1200 Nucleotit. Thời gian tồn tại trong tế bào
rất ngắn.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 7


Đề cương sinh học phân tử

2012

- Prokaryota: mARN là bản sao hoản chỉnh của gen, sau phiêm mã được sử dụng ngay làm
khuôn để dịch mã tổng hợp pr .
- Eucaryota: mARN của tế bào từ khi hình thành đến khi xong trải qua biến đổi hoản thiện
trước khi ra Tbc thực hiện quá trình dịch mã: Gắn mũ 7-methyl guanin vào đầu 5’, đuôi poly A
vào đầu 3’ và ghép các đoạn exon vào với nhau.
b, t-ARN
- Chiếm 10-15%/tổng ARN trong TB
- Là 1 mạch polynucleotit ngắn, khoảng 75-95 Nucleotit
- Cấu trúc dạng lá trẽ 3-4 nhánh (do sợi đơn tự cuộn xoắn):
+ Một nhánh tiếp nhận aa: đầu tận cùng là CCA. Enzym Aminoacyl-tARN synthetaza
xúc tác gắn chính xác từng loại aa vào ptử tARn tương ứng.
+ Nhánh đối mã (anticodon): mang bộ ba đối mã phù hợp với bộ 3 mã hóa trên mARN.
+ Một hoặc hai nhánh phụ: làm tăng tính ổn định của mARN

- Vai trò: Vận chuyển aa đến bộ máy giải mã để tổng hợp Pro theo mã trên mARN tương
ứng.
c, r-ARN
-

-

Là thành phần chính của Rbx, tgia vào QT giải mã
Chiếm 80%/tổng số ARN TB, chủ yếu nằm ở TBC.
Có cấu trúc mạch đơn với nhiều khúc cuộn, chứa khoảng 100-150 Nucleotit.
Theo hệ số lắng chia rARN thành nhiều loại:
•

Eukaryote: 28S, 18S, 5,8S và 5S.

•

Prokaryote: 23S, 16S và 5S

Riboxome gồm: 1 tiều phần lớn và một tiểu phần nhỏ (Pr + rARN)
Nhiều rRNA còn có chức năng xúc tác như enzyme.

d, Sn-ARN
-

Kích thước nhỏ, trong nhân,kết hợp với Pr→ Ribonucleoprotein (RNP)
Chức năng: Tham gia quá trình trưởng thành ARNm và ARNr

Câu 6: Liên kết cộng hóa trị (covalent bond) là gì ? Vai trò của liên kết cộng hóa trị
trong cấu trúc của các đại phân tử sinh học.

-

Liên kết cộng hóa trị là liên kết được tạo nên giữa 2 nguyên tử bằng hai hay nhiều cặp e.
Đặc điểm:
+ Lực liên kết mạnh, khó bị phá vỡ.
+ Sự hình thành hay phá vỡ đòi hỏi năng lượng cao( VD: liên kết C-C phải
83Kcal/mol)
+ Số lượng nguyên tử tham gia hạn chế. Số lượng liên kết cộng hóa trị mà nguyên tử
tham gia tối đa chính là hóa trị của nguyên tử đó(oxy hóa trị 2)

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 8


Đề cương sinh học phân tử

-

2012

+ Góc giữa 2 liên kết cộng hóa trị thường cố định, khả năng quay tự do của các
nguyên tử bị hạn chế.
Ý nghĩa: + Các nguyên tử trong một phân tử liên lạc được với nhau là do LK cộng hóa
trị quyết định
+ Góp phần hình thành cấu trúc của các đại phân tử hữu cơ.

Câu 7: Liên kết hóa học yếu (weak non-covalent bonds) là gì ? Nêu vai trò của các
loại liên kết hóa học yếu chính (liên kết ion, liên kết hydro, lực van der Waals và tương tác
kỵ nước) trong hệ thống sống?

-

KN: Liên kết hóa học yếu (weak non-covalent bonds) là liên kết đóng vai trò quan trọng
trong việc tạo nên các cấu trúc của đại phân tử với các phân tử khác.
Đặc điểm: + Lực liên kết yếu, dễ bị phá vỡ
+ Sự hình thành hay phá vỡ đòi hỏi năng lượng thấp( khoảng 1-5Kcal.mol)

+ Liên kết không hạn chế số lượng nguyên tử tham gia. Số lượng liên kết tùy
thuộc số lượng nguyên tử có thể đồng thời tiếp xúc với nhau.
+ Góc liên kết hợp thành hay thay đổi, khả năng quay tự do của các nguyên
tử ít bị hạn chế.
-

Vai trò của các liên kết hóa học yếu:
 Liên kết Hidro: Là tương tác yếu hình thành giữa một ngtử mang điện tích âm (ngt
nhận A) và một ngtử hydro (H) đang nằm trong một liên kết cộng hóa trị với một
nguyên tử khác (ngtử cho D: NH-, OH-).
+ D – H + A → D – H ….A
+ Lực phá vỡ liên kết khoảng 5Kcal/mol.
+ ngtử nhận A và ngtử cho D đều xếp trên một đường thẳng..
+ Là lk QT trong phtử Pr, ax nucleic…
 Vai trò: + Nhờ có LK Hidro mà các phân tử mang chúng dễ hòa tan được
trong nước do LK Hidro giữa chúng với phân tử nước.
+ Hình thành cấu hình không gian của các phân tử sinh học: LK
hidro theo nguyên tắc bổ sung giúp duy trì cấu trúc xoắn kép của phân tử ADN và
tạo ra tính ổn định của thông tin di truyền trên ADN. Tạo nên cấu trúc bậc II và
III của protein.
 Liên kết ion: Là tương tác tĩnh điện giữa 2 nhóm có điện tích ngược dấu.
+ Trong hc vô cơ, điện tử liên kết luôn bị hút về phía ngtử có độ âm điện cao gây sự
phân li cation (nguyên tử tích điện âm) và anion (nguyên tử tích điện dương).

Ví dụ: NaCl → Na+ + Cl+ Trong MT nước các cation và anion luôn được vây bọc bởi các phân tử nước tạo
thành một lớp vỏ ngoài nên không thể liên kết trực tiếp với các cation và anion khác
Ko có vai trò quan trọng quyết định cấu hình không gian của các phtử hữu cơ.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 9


Đề cương sinh học phân tử

2012

 Vai trò: Đảm bảo tương tác giữa các giữa các đại phân tử sinh học, đặc biệt
là giữa protein và AND:
+ AND được nén chặt trong nhân nhờ Pr histone. Histone + AND =
LK ion (giữa các nhánh bên mang điện tích âm của các histone với các nhóm
phosphate mang điện tích dương của AND)  AND quấn quanh lõi histone nên
mặc dù được nén lại, phần lớn bề mặt của phân tử AND vẫn có khả năng tiếp xúc
với nhiều Pr khác
+ Các protein đóng vai trò quan trọng trong sự sao chép như AND
polymerase, tro ng sự phiên mã như các ARN polymerase, các protein có chức
năng điều hòa hoạt động của các gen,.. Các protein này nhận biết một trình tự xác
định trên AND và gắn vào vị trí đó ở vị trí các nhóm cặp base đặc trưng nhờ các
liên kết ion. Sự nhận biết trình tự này phần lớn là kết quả của sự bổ sung hình
dạng giữa protein và AND.
 Liên kết Van der waals: Là các tương tác không đặc hiệu
+ Hai nguyên tử tiến gần nhau (d < 5Ao) xuất hiện lực hút hấp dẫn (lực
Vandervan) làm cho chúng hút dính vào nhau.
+ Đây là kết quả của lực hút và lực đẩy. Hai lực này cân bằng ở một khoảng cách

nhất định, đặc trưng cho từng loại ngtử.
+ Đây là lực LK yếu nhất (khoảng 1kcal/mol).
 Vai trò: LK này thật sự có ý nghĩa khi tồn tại với số lượng lớn, là cơ sở hình thành cấu trúc
bậc IV từ cấu trúc bậc III của Pr.
 Liên kết kỵ nước : Các phân tử không phân cực ( không chứa nhóm ion+ LK phân cực)
 ko hòa tan trong nước  phtử kị nước.
+ Lực thúc đẩy các phân tử hay các vùng không phân cực của các phân tử LK
với nhau gọi là LK kị nước.
 Vai trò: ổn định các Pr, phức hợp Pr với các ptử khác cũng như sự phân bố các Pr trong các
màng sinh học.
Câu 8: Gene là gì ? Nêu đặc điểm cấu tạo của một gene cấu trúc ở sinh vật nhân sơ
(prokaryote) và nhân chuẩn (eukaryote), vẽ hình minh họa.
•

KN: Gene là một đoạn ADN mã cho một sản phẩm cần thiết đối với hoạt động sống của
tế bào. Gen -> protein, rARN, tARN và các loại ARN khác tham gia kiểm soát hoạt động
của genome.

 gene cấu trúc ở sinh vật nhân sơ (prokaryote): + Vùng điều khiển h/đ của gene.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 10


Đề cương sinh học phân tử

2012

+ Vùng mang thông tin di truyền.

a. Vùng điều khiển hoạt động của gene
- Nằm trước các đoạn gen mang mã, bắt đầu từ -1, gồm các vị trí:
+ Promoter: nhận biết và liên kết với enzim RNA polymerase. Promoter
thường nằm ngay trước vị trí +1 của gen (vị trí Nu đầu tiên được phiên mã sang ARN) nằm
khoảng từ -35 -> -10
+ Vị trí hoạt hóa (A) hoặc vị trí ức chế (O): được nhận biết bởi các Pr
điều khiển, chúng có thể liên kết với AND hoặc ARN pol làm tăng
cường hoặc kìm hãm hoạt động của gen trong sao mã.
b. Vùng mang thông tin di truyền: Là đoạn AND được phiên mã sang mRNA
theo chiều 5’  3’ trên sợi đang tổng hợp (bd từ +1). Gồm:
 Vùng 5’ và 3’ không dịch mã: liên quan tính bền vững của mRNA; tham
gia kiểm soát dịch mã..
+ TT không dịch mã đầu 5’ (5’UTR): tính từ Nu phiên mã đầu tiên đến
bộ 3 Nu khởi đầu dịch mã (AUG hoặc GUG).
+ TT không dịch mã đầu 3’ (3’ UTR): tính từ một trong 3 codon dừng
dịch mã đến hết trình tự kết thúc phiên mã
 Khung đọc mở:
•

Phần DNA của gen mã hóa tạo chuỗi polypeptide

•

Bắt đầu bằng một codon khởi đầu (AUG hoặc GUG) và kết thúc bằng
một trong 3 mã kết thúc là UAA/UAG/UGA.

•

Mỗi bộ 3 Nu của khung đọc mở tương ứng với một codon mã hóa cho một
aa.

•

Đọc từ đầu 5’ -> 3’, đọc theo phân tử mRNA, đọc từng mã một, đọc
không chồng chéo và đọc cho đến tận mã kết thúc thì dừng lại.

Đặc điểm: - trong gene không có intron.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 11


Đề cương sinh học phân tử

2012

 gene cấu trúc ở sinh vật nhân chuẩn (Eukaryote):
Gồm: +Vùng điều khiển h/đ của gen;
+Vùng mang thông tin di truyền;
+Vùng kết thúc của gen
a. Vùng điều khiển hoạt động của gene
- Có các trình tự cho sự nhận biết của enzym ARN polymerase và các protein điều
hòa
- Nhiều gen vùng khởi động (promoter) có chung một số trình tự: Hộp TATA (25) và CAAT (-75) ; trình tự giàu GC (-90)
- Trình tự tăng cường (enhancer): gần, xa hoặc trong gen; trình tự kìm hãm
(silencer).
b. Vùng mang thông tin di truyền:
- Exon: trình tự mang thông tin di truyền thường được mã hóa sang protein; nằm ở
3 vùng: Vùng 1 làm tín hiệu phiên mã và dịch mã, vùng 2 dịch mã sang protein,

vùng 3 tín hiệu kết thúc dịch mã và gắn polyA
- Intron: không mang thông tin di truyền, được phiên mã sang tiền ARNm, sau bị
cắt bỏ
- Trình tự không dịch mã đầu 5’(untranslation region- UTR): Nu phiên mã đầu đến
bộ ba mở đầu dịch mã
- Trình tự không dịch mã ở đầu 3’ (UTR) từ bộ ba dừng dịch mã đến trình tự kết
thúc phiên mã.
- Khung đọc mã: Bắt đầu = bộ ba khởi đầu (AUG) và kết thúc = mã kết thúc (UAA/
UAG/UGA). Đọc từ đầu 5’ về đầu 3’, đọc từng mã, không chồng chéo cho đến mã kết
thúc.
c. Vùng kết thúc

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 12


Đề cương sinh học phân tử

2012

- Trình tự kết thúc phiên mã: 2 đoạn ngắn nu bổ sung nhau giầu GC → cấu trúc kẹp
tóc làm dừng phiên mã →
- Dấu hiệu gắn chuỗi poly A có trình tự 5’-AAUAAA-3’. Đuôi gắn cách vị trí này
10-30 nu. Poly A được gắn vào tiền ARNm sau phiên mã và trước cắt intron và nối các
exon.

Câu 9: Genome là gì ? nêu cấu trúc genome của prokaryote và eukaryote.
1. Khái niệm:



Genome (hệ gen): chứa toàn bộ vật chất chứa TTDT trong cơ thể sinh vật được mã
hóa trong AND (ở một số virut là ARN). Mỗi genome chứa tất cả thông tin cần thiết
để xây dựng và duy trì cơ thể đó.

2. Genome của vi khuẩn:
•

Kích thước nhỏ, ở dạng vòng khép kín.

•

Chỉ chứa các đoạn ADN không lặp lại.

•

Các gen trong genome phân bố sát nhau, ít bị gián đoạn bởi các đoạn ADN
không chứa mã di truyền (intron). Các gen đều tồn tại đơn bản. Trên DNA có
chứa các gen mã hóa cho một protein đặc thù

•

Một số chứa thêm dạng ADN khác – plasmid: kích thước bé hơn, dạng vòng, có
khả năng tự nhân bản, thường chứa một số gen có tính đặc thù cao (gen kháng
kháng sinh, gen chỉ thị màu…).

3. Genome của eukaryote: 99% genome nằm trong nhân TB. Phần còn lại nằm trong một số cơ
quan tử (ty thể, lạp thể).
•

Genome nhân:

 Thường có kích thước lớn (12Mb đến 120.000Mb). Phân bố trên các NST dạng thẳng.
Gồm các thành phần lặp lại và các thành phần không lặp lại.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 13


Đề cương sinh học phân tử

2012

 Các loại ADN trong genome:
–

Các TT lặp lại nhiều lần: chiếm 10-15% genome. Là những TT AND ngắn (10200kb), ko mã hóa, tập trung ở những vùng chuyên biệt/NST (tâm động, đầu mút
NST)

–

Các TT lặp lại TB: 25-40%, là những đoạn AND có kt lớn hơn (100-1000kb).
Không mã hóa hoặc mã hóa cho rARN, tARN, 5SARN

–

Các TT duy nhất: là các gen mã hóa cho các Protein, có TT đặc trưng cho từng
gen

 Phần lớn các gen phân bố trong thành phần ADN không lặp lại. Các gen chỉ chiếm một tỷ
lệ rất nhỏ so với toàn bộ genome (1-2% genome). Các gen thường phân bố xa nhau và
trong gen chứa nhiều intron.
 Các gen có nhiều bản sao. Các bản sao của một gen được xếp vào một họ gen. Mỗi gen
trong họ thường hoạt động ở một thời điểm nhất định trong quá trình phát triển cá thể hay
trong mô riêng biệt.
Câu 10: Trình tự DNA lặp lại (DNA repeat sequence) là gì? Trình tự lặp lại liền kề (tandemly
repeated DNA) là gì? Thế nào là minisatellite và microsatellite? Ứng dụng của minisatellite
và microsatellite.
Trình tự ADN lặp lại (DNA repeat sequence) là các trình tự ADN được lặp lại nhiều lần trong
gen.
DNA có trình tự lặp lại liền kề (ADN vệ tinh)
•

Là các đoạn DNA có chứa những trình tự DNA được lặp lại liền nhau hình thành nên các
băng vệ tinh khi phân tích DNA của genome bằng phương pháp ly tâm chênh lệch tỷ
trọng.

•

Đơn vị lặp lại của các DNA vệ tinh thay đổi từ vài (<5 bp) đến hàng trăm cặp bazơ (>200
bp). DNA vệ tinh thường tìm thấy ở tâm động hoặc vùng dị nhiễm sắc trên NST. Chúng
thuộc nhóm các DNA có trình tự lặp lại cao

DNA tiểu vệ tinh (Minisatellite) và vi vệ tinh (microsatellite)
•

DNA tiểu vệ tinh và DNA vi vệ tinh cũng được gọi là các DNA vệ tinh dù chúng không
xuất hiện các băng vệ tinh khi phân tích tỉ trọng DNA.

•

DNA tiểu vệ tinh: là các đoạn DNA có nhiều đơn vị lặp lại dưới 25 bp, có chiều dài
khoảng 20 kb.

•

DNA vi vệ tinh (SSR): DNA có đơn vị lặp lại ngắn, thường là 4 bp hoặc ngắn hơn và có
chiều dài thường nhỏ hơn 150 bp.

•

Ví dụ:

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 14


Đề cương sinh học phân tử

•

2012

-

Motif 5’-TTAGGG-3’ được lặp lại hàng trăm lần ở đầu cuối của NST người là
một dạng DNA tiểu vệ tinh điển hình

-

Ở lúa, các dạng SSR là (GA)n, (GT)n, (AT)n, (GGT)n.

Ứng dụng: Tiểu vệ tinh và vi vệ tinh được dùng như một marker về di truyền (“Dấu vân
tay” ADN) để xác định đặc trưng cá thể, nhận dạng tội phạm, lập bản đồ gen, xác định
mối quan hệ huyết thống, bệnh di truyền, nghiên cứu tiến hoá, nghiên cứu về di truyền
quần thể.

Câu 11: Hãy nêu và mô tả các trình lặp lại phân bố rải rác (Interspersed repetitive DNA)
trong genome?
•

Là những đoạn ADN có khả năng di động (yếu tố chuyển vị) giữa các vị trí khác nhau
trong một hay nhiều genome.

•

Phân loại: 2 nhóm
–

Nhóm các yếu tố di chuyển thông qua trung gian ARN (RNA transposons –
retroelement).

–

Nhóm các yếu tố di chuyển không qua trung gian ARN (ADN transposons).

1. Nhóm các yếu tố di chuyển thông qua trung gian RNA (RNA transposons)

•

Cơ chế: Retroposon -> ARN -> cADN -> bản sao ADN -> di chuyển (vào các vị trí khác
nhau của genome - trên cùng 1 NST hoặc NST khác)

•

Enzyme tham gia: E phiên mã ngược (reverse transcriptase) (được mã hoá bởi gen nằm
ngay trong đoạn retroposon).

•

Kết quả: có hai hoặc nhiều bản sao của retroposon ở các vị trí khác nhau trong genome

•

Gồm: Retrovirus, Retrotransposon, retroeleenzymet
-

Retrovirus: VR có genome là ARN. Khi vào tế bào chủ ARN của VR được sao chép
thành ADN nhờ enzim phiên mã ngược, ADN đó được tổ hợp vào genome của tế bào
chủ và tái bản cùng NST của ký chủ. VR mới tạo = sao chép ADN mới tổ hợp thành

-

ARN và dịch mã tạo protein vỏ để bọc gói
Retrovirus nội sinh (Endogenous retrovirus, ERVs):
+ Genome có nguồn gốc từ retrovirus tổ hợp vào NST của tế bào ký chủ (chủ
yếu là ĐVCXS) và được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác như một phần hệ gen
của ký chủ. Một số có thể còn hoạt tính, chúng tổng hợp nên các VR nội sinh.

+ Hầu hết các trình tự này không hoạt động và có ở nhiều vị trí trong genome
(genome người có 1000 bản sao).
+ Các yếu tố giống retrovirus phổ biến hơn trong genome (genome người có
20000 bản sao).

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 15


Đề cương sinh học phân tử

-

2012

Retrotransposon:
+ Là các transposons di chuyển thông qua trung gian ARN. Khi hoạt động
làm tăng số lượng bản sao
+ Các loại:
•
Retrotransposon có trình tự lặp lại đầu cuối dài (LTRs,
long terminal repeats). : Gồm có:
 Ty1- copia, có nhiều nấm, tảo đơn bào,thực vật hạt trần, hạt
kín và
 Ty3- gypsy, có ở nấm men, ruồi giấm, thực vật hạt trần, hạt
•

kín. Chứa các gen giống như ERV
Retrotransposon không chứa LTR. Gồm có:

 Yếu tố LINEs: Chứa gen mã cho các enzim xúc tác quá trình di
chuyển. Di chuyển theo cơ chế sao chép → số lượng bản sao
tăng trong genome (người yếu tố LINE1 có 3500 bản sao).
 Yếu tố SINEs: kích thước 100-300 bp, phổ biến ở ĐV (các
loài linh trưởng). Ở người trình tự Alu có 1500000 bản sao,
chiếm 11% hệ gen người. Yếu tố này không chứa gen mã hoá
cho enzim phiên mã ngược, di chuyển nhờ enzim của

retrotransposon khác
2. Các yếu tố di chuyển không thông qua ARN(AND transposons)
- KN : Là những đoạn ADN có khả năng di chuyển đôc lập giữa các vị trí khác nhau
trong genome, không phải qua trung gian là ARN
•

Cơ chế di chuyển: 2 cơ chế
–

Sự di chuyển có tính tự tái bản (cơ chế sao y bản chính): Phiên bản của các yếu tố
chuyển vị được sao chép từ vị trí ban đầu và tái tổ hợp vào vị trí mới mục tiêu.
Sau mỗi lần di chuyển thì số lượng bản sao được tăng lên.

–

Sự di chuyển có tính bảo thủ (Cơ chế cắt-dán): các yếu tố chuyển vị có thể tách ra
khỏi vị trí ban đầu và sau đó là tái tổ hợp lại ở một vị trí mới. Trong trường hợp
này, số lượng của các transposon là không thay đổi.

Câu 12 : Hãy nêu các yếu tố di động của prokaryote và virus nội sinh (endogenous
retrovirus) ở sinh vật
1. Các yếu tố di truyền vận động (transposons-gen nhảy) của prokaryote

- Đoạn ADN có khả năng di chuyển giữa các vị trí trong 1 hoặc các genome khác
nhau dẫn tới thay đổi đặc tính di truyền.
a. Trình tự IS

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 16


Đề cương sinh học phân tử

2012

•

Là các transposon đơn giản nhất của vi khuẩn. Được phát hiện đầu tiên ở vi khuẩn E.coli
do tác động ức chế của nó đến hoạt động của gen

•

Các trình tự IS không mã hóa cho protein (không giữ chức năng nào trong tế bào)

•

Cấu trúc: có kích thước nhỏ (1kb), gồm:

•

–

Một trình tự trung tâm: đặc trưng cho từng loại IS

–

Hai đầu mút: mang các trình tự lặp lại ngược chiều ngắn (15-25bp).

Cơ chế chuyển vị của IS: tái bản + bảo thủ
–

Chúng chèn vào NST ở những vị trí có tính ngẫu nhiên, gây ra đột biến thông qua
hoạt động xáo trộn trình tự mã di truyền của một gen hay làm xáo trộn vùng điều
hoà hoạt động của gen.

– Khi đoạn IS được ghép vào vị trí bất kỳ trên genome, đoạn DNA tại đây được
nhân đôi ->tạo thành các trình tự lặp lại cùng chiều (9bp) Dựa vào đoạn lặp lại
cùng chiều và ngược chiều  biết vị trí mà transposon đến hoặc đi.
2. Transposon –Tn
•
•

Có kích thước dài hơn IS (vài kb), thường phân bố trên plasmid, mang gen mã cho tính
kháng kháng sinh
Có 2 loại:

+ Transposon “hỗn hợp”: Được giới hạn ở hai đầu bởi một loại IS nào đó. Mang gen
mã hóa cần cho protein chống chịu kháng sinh.
+ Transposon đơn giản: Ở hai đầu của transposon đơn giản là 2 trình tự lặp lại ngược
chiều (IR). Mang gen mã hoá cho enzim transposase và gen mã cho protein chống chịu kháng
sinh.

• Cơ chế di chuyển: Sao chép và không sao chép
+ Bản sao transposon từ vị trí cho ghép vào vị trí nhận → số lượng bản sao tăng
+ Transposon tách ở vị trí cho chuyển cho vị trí nhận → số lượng không tăng.
3. Virut nội sinh

Câu 13: Nêu thành phần và cấu trúc genome người?

•

Kích thước: dài khoảng 3200Mb, 1/3 DNA trong đó có liên quan đến gen.

•

Trong gen gồm vùng mã hóa và không mã hóa.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 17


Đề cương sinh học phân tử

•

2012

Vùng không mã hóa gồm: Pseudogene, các đoạn trong gen, các intron và vùng
leader.
+ Pseudogene (gen giả): giống với một gen đã biết ở locus khác nhưng không có
chức năng do đột biến thêm hoặc mất một cấu trúc làm mất khả năng phiên hoặc

dịch mã gen.

• Phần lớn các DNA còn lại (chiếm 2/3) là trình tự DNA giữa các gen gồm trình tự
lặp lại (420 Mb): liền kề và phân bố rải rác. Trong trình tự lặp lại liền kề lại bao
gồm trình tự DNA satellite, microsatellite và minisatellite. Còn trình tự phân bố
rải rác bao gồm các LTRs, SINE, LINE và DNA transposon.
• Trình tự linh tinh khác (miscellaneous) chiếm 25% gồm: SD (Shine-Dalgano
Sequence) là một phần hoặc tất cả trình tự vùng leader nằm trước codon khởi đầu
AUG, trình tự này bổ sung với đầu 3 của 16S rRNA vì thế là vị trí bọc của
ribosome. Vùng 16S rRNA này theo Shine và Dalgano (1974) có thể đóng vai trò
ghép cặp bazơ trong việc kết thúc và khởi đầu quá trình tổng hợp protein của
mRNA.
• SSR (Simple sequence repeats) trình tự lặp lại đơn giản nằm rải rắc trong genome.
• Số còn lại 17% DNA genome đến nay vẫn chưa rõ thuộc loại cấu trúc nào.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 18


Đề cương sinh học phân tử

2012

Câu 14: Trình bày quá trình tái bản bán bảo toàn DNA ở sinh vật prokaryote. Nêu vai trò các
thành phần tham gia vào quá trình tái bản DNA.
1.Cơ chế tái bản bán bảo thủ
•

Sự tái bản ADN được thực hiện theo nguyên lý bán bảo thủ :

-

Hai sợi đơn tách rời nhau

-

Mỗi sợi đơn được dùng làm mạch khuôn tổng hợp thêm mạch đơn mới trên cơ sở nguyên
lí ghép bổ sung các bazo.

 KQ: 2 phân tử ADN được tạo ra. Trong
hai mạch của phân tử ADN có:
+ 1 mạch đơn của ADN cũ ( từ một trong hai chuỗi của mẹ).

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 19


Đề cương sinh học phân tử

2012

+ 1 mạch ADN mới được tổng hợp
2. Quá trình tái bản ADN
a. Giai đoạn mở xoắn: Giai đoạn ADN được tách ra và giữ dưới dạng mạch đơn:
•

Đứt:

-Trạng thái xoắn và siêu xoắn đứt tại 1 điểm của 1 trong 2 mạch đơn DNA
-Dạng thẳng đứt tại 1 điểm nhưng ở cả hai mạch và có thể đứt tại nhiều vị trí khác nhau
-Ví trí đứt thường ở những vùng DNA có trình tự AT (100-200 nu)
•

Tháo xoắn cần có sự tham gia của nhiều enzyme:

+ topoisomerase I: Tháo xoắn dạng siêu xoắn, gắn vào DNA và cắt 1 trong hai sợi
tạo sợi tháo xoắn. Rồi chỗ đứt lại (protein Ɛ của E Coli).
+ topoisomerase II: Tháo xoắn dạng thẳng: cắt 2 mạch tạo sợi tháo xoắn. Rồi nối chỗ
đứt lại (enzyme gyrase của E.coli)
- Enzim helicase( enzim mở xoắn): tác động vào vị trí bắt đầu cho quá trình mở xoắn theo 2
hướng tạo chạc ba ( Y) tái bản và thiết lập một phức hợp tiền mồi(khoảng 20 loại protein)
chuẩn bị cho các giai đoạn sau. Phản ứng cần sự có mặt của ATP.
- Các phân tử protein liên kết-SSB gắn vào chuỗi đơn ADN  ổn định trạng thái sợi đơn
ADN( tránh tái xoắn lại).
- Enzim primase xúc tác tổng hợp mồi =ARN primer  gắn vào khuôn ADN  tạo đầu 3’-OH
tự do giai đoạn kéo dài.

• Tái bản DNA chỉ xảy ra khi có sự khởi động mồi. Thường mồi (primer) là đoạn RNA
ngắn gắn trước đầu DNA.

• Quan sát chạc ba tái bản ta thấy DNA polymerase gắn nhóm phosphate vào đầu 3’-OH tự
do. Tuy nhiên, lúc đầu chưa có đầu 3’-OH tự do, do đó ở ngay điểm gốc tái bản enzyme
RNA polymerase (enzyme primase) sẽ hoạt động tạo nên một đoạn mồi ngắn để có đầu
3’-OH tự do, nhờ đó DNA polymerase mới bắt đầu hoạt động tái bản.

•

Tham gia tổng hợp DNA ở vi khuẩn có hai loại enzyme DNA polymerase I và III:

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 20


Đề cương sinh học phân tử

2012

- Polymerase I chỉ chứa một chuỗi polypeptit.
- Polymerase III chứa phức 7 polypeptit khác nhau (Ɛ, µ, 2Ɣ, α, β, 20, £)
•

DNA pol I và III có chức năng đọc sửa 3’-5’ exonuclease. Hoạt tính tổng hợp phân rã
theo hướng 5’-3’ của polypeptide α của DNA pol III. Hoạt tính đọc sửa của DNA pol Ɛ....

Giúp cho quá trình tái bản DNA được chính xác. Sai số = 10-10
2. Giai đoạn kéo dài – tổng hợp chuỗi Okazaki:
- Là giai đoạn phức tạp bao gồm sự tổng hợp một lúc 2 phân tử ADN:
+ Một chuỗi được tổng hợp liên tục ( cùng hướng chạc ba)  là sợi chủ.
+ Một chuỗi tổng hợp không liên tục ( từng đoạn Okazaki)  là sợi thứ.
- Các nucleotid gắn vào đầu 3’(OH) tự do theo trình tự bổ sung với sợi khuôn  kéo dài
chuỗi nhờ enzim AND polymerase III, theo chiều tổng hợp 5’3’.
- Trong giai đoạn này nhiều enzim tham gia: helicase tách hai chuỗi ADN mẹ, Gyrase tháo
xoắn. Protein SSB ổn định mạch đơn ADN mới được tách ra. Enzim ADN ligase gắn các
đoạn Okazaki trên sợi thứ thành mạch liền.
* Các bước của quá trình hình thành chuỗi ADN mới: Chuỗi ADN mẹ được tách đôi tại
các vị trí bắt đầu  tạo chạc ba. Quá trình diễn ra khác nhau trên 2 sợi:
- Trên sợi chủ ( cùng chiều chạc ba) : Sau khi ARN primer tổng hợp xong 

các nucleotid bổ sung liên kết với đầu 3’- OH của ARN mồi sợi đơn ADN mới
được kéo dài theo hướng 5’3’. Enzim ADN polymerase III có nhiệm vụ đưa
nucleotide vào đúng vị trí bổ sung, nếu không phù hợp nucleotide sẽ bị loại bỏ.
- Trên sợi thứ ( ngược chiều chạc ba): tổng hợp thực hiện trên từng đoạn ngắn
(khoảng 1000N = đoạn Okazaki) vẫn theo chiều tổng hợp 5’3’.
+ Tại các điểm bắt đầu tổng hợp, enzim primase tổng hợp đoạn ARN primer ngắn(11±
1N ) tạo đầu 3’-OH. Nhờ enzim ADN polymerase III đưa các nucleotide bổ sung vào đúng
vị trí liên kết  các đoạn Okazaki hình thành.
+ Sau khi Okazaki hoàn thànhenzim ADN polymerase I loại bỏ ARN mồi  các
nucleotide được bổ sung thay thế(nối vào đầu 3’-OH) của đoạn Okazaki
+ Enzim ADN ligase gắn các đoạn Okazaki nối đầu 3’- OH(nucleotide trước) với đầu
5’ – PO4(nucleotide sau) tạo thành sợi ADN thứ hoàn chỉnh.

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 21


Đề cương sinh học phân tử

2012

3. Giai đoạn kết thúc:
- Hai chuỗi ADN xoắn kép mới tạo thành đối diện nhau, giống hệt nhau. Mỗi chuỗi mới có
1 mạch ADN mẹ ban đầu. Một mạch mới được tổng hợp thêm.
- Các enzim tham gia sẽ rời khỏi phân tử ADN ra môi trường .
Câu 15: Mô tả quá trình tái bản DNA ở sinh vật eukaryote và so sánh với quá trình tái
bản DNA ở prokaryote.
•

Sự tái bản ở tế bào eukaryote phức tạp hơn so với ở tế bào prokaryote nhưng cơ chế của
sự tái bản ở eukaryote cũng tương tự như ở prokaryote

Mô hình tái bản ở sinh vật nhân chuẩn:
•

Phức hợp nhận biết vùng khởi đầu tái bản bọc lấy điểm khởi đầu. Enzyme topoisomerase
và nhân tố tái bản( RF-A) làm ADN được tháo xoắn.

•

Trên mạch chậm: Polymerase α/primase tương tác với RF-A tổng hợp mồi RNA. Nhân tố
Enzyme Polymerase α kết hợp nhân tố sao chép (RF-C) nối dài thêm 20 deoxynucleotide
vào RNA

•

Enzyme Polymerase α giải phóng chuyển tới mạch đối diện và tiếp tục tổng hợp mạch
tiến

•

Quá trình hình thành cấu trúc nhiễm sắc chất. ADN sau sao chép tổ chức lại thành
nucleosome.

So sánh quá trình tái bản ở SV Prokaryota và SV Eukaryota
Giống nhau: Đều tiến hành theo các nguyên tắc:
- Bán bảo thủ
- Hai hướng (một sợi tiến một sợi lùi)
- Bổ sung, đối song song, theo chiều 5’-3’.

- Không liên tục ở một trong hai chuỗi.
- Cần những RNA primer.

Khác nhau:

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 22


Đề cương sinh học phân tử

Prokaryota

2012

Eukaryota

Chỉ có một điểm khởi đầu duy nhất( Một bóng sao Một nhiễm sắ thể có nhiều điểm khởi đầu sao chép
chép)
(có nhiều bóng sao chép)
Xảy ra trong tế bào chất

Xảy ra trong nhân, có thể xảy ra ở ty thể, lạp thể

NST vi khuẩn thường là sợi kép dạng vòng, chỉ có Là dạng thẳng nên sao chép theo chạc chữ Y
một điểm khởi đầu sao chép theo hình chữ Ɵ
Có hai loại enzyme chính là: DNA Polymerase I và Các enzyme tham gia: Polymerase α/primase
DNA Polymerase III
Polymerase β, Polymerase Ɣ, Polymerase ϩ....

Enzyme ligarase nối các đoạn Okaraky

Enzyme DNA-α nối các đoạn Okaraky

Enzyme phân hủy đoạn mồi là DNA-H và DNA-pol I Enzyme phân hủy đoạn mồi MSI
Tốc độ sao chép diễn ra nhanh 100 căp/s

Tốc độ chậm hơn

Kết thúc ở một điểm đặc thù

Kết thúc ở nhiều điềm khác nhau

Câu 15: Mô tả quá trình kết thúc tổng hợp DNA ở đầu telomere của nhiễm sắc thể, vẽ sơ đồ
minh họa. Cơ chế bảo vệ telomere của sinh vật xảy ra như thế nào?
1. Mô tả quá trình kết thúc tổng hợp DNA ở đầu telomere của nhiễm sắc thể
•

Tại mạch tiến sợi đơn được kéo dài từ điểm khởi đầu tới hết đầu mút NST.

•

Tại mạch lùi còn một đoạn kết thúc chưa chạm tới đầu 3’  Cơ chế chống nguy cơ mất.

•

Các đầu telomere có chứa các đoạn lặp lại giống nhau. Đầu cuối của những đoạn ADN ở
đầu của NST chứa các đạo lặp lại ngẫu nhiên TTGGGG. Đặc điểm này có ở hầu hết các
loài sinh vật. Tuy nhiên có sự khác nhau về trình tự lặp giữa các loài.

•

VD ở người:

- Trình tự lặp là TTAGGG. Để không bị mất các đoạn ADN telomere thì cần có một loại
enzyme telomerase gắn thêm những đoạn 3’ AACCCCAAC 5’ vào đầu 3’ của DNA telomere,

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 23


Đề cương sinh học phân tử

2012

bổ sung với đoạn lặp lại TTAGGG.
Enzyme
telomerase RNA di chuyển sang phải dọc theo phân tử DNA nhờ hoạt tính trùng phân.
- Sau đó enzyme primase xúc tác tạo mồi 3’-5’ và DNA polymerase sử dụng đầu 3’ cheo
rất dài này làm nguyên bản để lấp đầy đoạn cuối cho mạch đơn DNA kia.
- Mồi bị loại bỏ và ligase nối lại chỗ trống.
2. Cơ chế bảo vệ telomere của sinh vật
•
•
•

Để tránh mất vật liệu di truyền sau mỗi lần tái bản thì Telomere cần kết hợp với Pr để tạo
thành mũ bảo vệ
Cấu tạo của mũ bảo vệ gồm 3 loại protein: TRF1, TRF2, WRN. Chúng liên kết với nhau

rồi bọc lấy vùng lặp lại ở Telomere ẩn dấu đầu cheo 3’
Mũ bảo vệ có 3 chức năng:
- Ngăn cản không cho enzyme deoxirybonuclease phân giải đầu mút của ADN.
- Ngăn cản không cho nhiễm sắc thể trong nhân dính vào nhau.
- Tạo sự ổn định.

Câu 17: Nêu các cơ chế sửa sai xảy ra trong quá trình tái bản DNA, cơ chế đọc sửa
(proofreading), và hoạt quang (photoreactivation).
1. Các cơ chế sửa sai xảy ra trong quá trình tái bản DNA:
•
•
•

Sửa chữa và phục hồi trực tiếp: Quang hoạt, đọc sửa
Cắt bỏ sai hỏng và sửa chữa lại theo cơ chế bổ sung: Cắt bỏ chỉnh sửa đúng..
Sửa chữa và phục hồi ngẫu nhiên: Hệ thống sửa sai SOS- sửa sai ngẫu nhiên

2. Sửa chữa tức thời trong sao chép (cơ chế đọc sửa)
•

Các sai sót trong QT tái bản AND (bắt cặp sai) được nhận biết và sửa chữa nhờ các ADN
polymerase

•

Enzyme AND pol có hoạt tính polymerase (tổng hợp) và hoạt tính 3’ exonuclease (phân
hủy ADN từ đầu 3’).

•

Trước khi Nu mới được gắn vào DNA pol dò lại cặp base cuối nếu chúng không bắt
cặp phản ứng polymer hóa sẽ dừng lại  Cặp nucleotide sai cuối đầu 3’ bị loại nhờ
enzim DNA polymerase (Exonuclease). Sau khi sự bắt cặp của sợi kép đã đúng
polymer hóa được tiếp tục.

3. Hoạt quang (photoreactivation)

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 24


Đề cương sinh học phân tử

2012

- Kiểu sửa chữa trực tiếp loại bỏ đơn giản và phục hồi các sai hỏng.
- Nhờ các enzim phụ thuộc ánh sáng (light dependent enzime) khôi phục lại các liên kết
cộng hóa trị.
- Sai hỏng trên DNA do tia tử ngoại gây ra  biến dạng cấu trúc xoắn của DNA  được sửa
và phục hồi nhờ enzim photolyase
- Enzim photolyase sử dụng ánh sáng  thay đổi liên kết hóa học  Nu trở lại bình thường.
- Phổ biến ở thực vật, procaryota và eucaryota . Tuy nhiên chưa thấy ở động vật có vú và
người.

Câu 18: Đột biến là gì, nêu đặc điểm và vai trò của đột biến DNA trong tiến hóa?
1.Khái niệm và đặc điểm của đột biến
* KN: Đột biến là những thay đổi đột ngột trong vật chất DT và có khả năng DT.
* Đặc điểm:
•

•
•

Thể ĐB: Cơ thể mang ĐB biểu hiện ra KH
ĐB NST: thay đổi số lượng, cấu trúc NST.
ĐB gen: thay đổi cấu trúc của gen, thường xảy ra với 1 cặp Nu (đột biến điểm) hoặc 1 số

•
•
•

cặp Nu.
ĐB là nguyên nhân chính tạo ra tất cả các biến dị DT, làm cơ sở cho TH.
ĐB tự nhiên: xảy ra không rõ nguyên nhân, do sai sót trong tái bản DNA.
Đột biến nhân tạo: xảy ra do cơ thể SV tiếp xúc với các tác nhân gây ĐB ( tia phóng xạ,

•

tia tử ngoại, những hóa chất phản ứng tương tác với DNA và RNA).
Tần số sai sót: trong QT tái bản khoảng 10-5, nhưng qua cơ chế đọc sửa giảm xuống còn

•
•
•

10-10
ĐB xảy ra ngẫu nhiên không định hướng
Biểu hiện của ĐB thể hiện từ rất nhỏ đến biến đổi cả hình thái hoặc làm sinh vật chết.
Bất kỳ đb nào xảy ra trong nội bộ gen sẽ tạo thành dạng mới hoặc alen mới của gen rồi có

•

thể tạo ra protein mới.
ĐB có thể trội hoặc lặn.
+ Ở cơ thể đơn bội (virut, VK) cả 2 dạng trội và lặn đều được biểu hiện ra KH.
+ Cơ thể nhị bội ĐB trội hoặc lặn chỉ được phát hiện ra qua phân tích quần thể đời
sau hoặc chuyển được chúng về trạng thái đồng hợp tử. ĐB lặn chỉ biểu hiện ra KH khi ở

•

TT đồng hợp hoặc nằm trên NST giới tính.
Dạng ĐB dễ phân tích nhất là ĐB gây chết có điều kiện. Có 3 dạng:

Hạnh phúc không phải là cảm giác tới đích, mà là trên từng chặng đường đi

Page 25