gen và bộ gen

GEN VÀ BỘ GEN
GEN VÀ BỘ GEN
CỦA PROKARYOTE VÀ EUKARIOTE
CỦA PROKARYOTE VÀ EUKARIOTE


KHÁI NIỆM VỀ BỘ GEN
KHÁI NIỆM VỀ BỘ GEN

Bộ gen là tập hợp toàn bộ vật chất di truyền
Bộ gen là tập hợp toàn bộ vật chất di truyền
trong tế bào và trong cơ thể sinh vật.
trong tế bào và trong cơ thể sinh vật.

Bộ gen gồm:
Bộ gen gồm:
-
-
DNA (RNA) trong các gen.
DNA (RNA) trong các gen.
-
DNA (RNA) không nằm trong các gen (trình
DNA (RNA) không nằm trong các gen (trình
tự lặp, các đoạn chưa rõ chức năng)
tự lặp, các đoạn chưa rõ chức năng)
-
Các gen trong nhân và gen trong các bào quan
Các gen trong nhân và gen trong các bào quan
khác ngoài nhân

khác ngoài nhân


CẤU TRÚC CỦA HỆ GEN
CẤU TRÚC CỦA HỆ GEN
Tùy thuộc vào cấu trúc vật chất di truyền mà bộ gen của các
Tùy thuộc vào cấu trúc vật chất di truyền mà bộ gen của các
loài sinh vật có thể đơn giản hoặc vô cùng phức tạp.
loài sinh vật có thể đơn giản hoặc vô cùng phức tạp.
-
-
Virus:
Virus:


RNA mạch đơn, RNA mạch kép.
RNA mạch đơn, RNA mạch kép.
DNA mạch đơn, DNA mạch kép.
DNA mạch đơn, DNA mạch kép.
-
Vi khuẩn:
Vi khuẩn:
DNA trong nhân và các plasmid. Có dạng
DNA trong nhân và các plasmid. Có dạng
mạch kép, cấu trúc dạng sợi, vòng hoặc cả hai.
mạch kép, cấu trúc dạng sợi, vòng hoặc cả hai.
-
Sinh vật bậc cao:
Sinh vật bậc cao:
Bao gồm vật chất di truyền trong nhân

Bao gồm vật chất di truyền trong nhân
(các NST) và ngoài nhân.
(các NST) và ngoài nhân.
- Ti thể: Động vật
- Ti thể: Động vật
- Lạp thể: Thực vật
- Lạp thể: Thực vật


ĐẶC ĐIỂM
ĐẶC ĐIỂM


CẤU TRÚC BỘ GEN CỦA VIRUS
CẤU TRÚC BỘ GEN CỦA VIRUS
-
-
Virus chưa có cấu tạo tế bào.
Virus chưa có cấu tạo tế bào.
-
Bộ gen được cấu tạo từ: DNA, RNA trần, dạng vòng hoặc
Bộ gen được cấu tạo từ: DNA, RNA trần, dạng vòng hoặc
dạng sợi.
dạng sợi.
-
Cấu trúc bộ gen đơn giản.
Cấu trúc bộ gen đơn giản.
-
Có dạng thẳng hoặc dạng vòng.
Có dạng thẳng hoặc dạng vòng.

-
Kích thước nhỏ (trung bình 7 - 40kb).
Kích thước nhỏ (trung bình 7 - 40kb).
-
Số lượng các gen rất ít (vài chục đến vài trăm gen).
Số lượng các gen rất ít (vài chục đến vài trăm gen).
-
Có vùng siêu biến đổi (hypervariable region), có khả năng
Có vùng siêu biến đổi (hypervariable region), có khả năng
thích ứng mạnh với môi trường.
thích ứng mạnh với môi trường.
-
Một số gen có mã gen trùm lên nhau hoặc 1 gen nằm ở
Một số gen có mã gen trùm lên nhau hoặc 1 gen nằm ở
nhiều vị trí cách biệt hoàn toàn.
nhiều vị trí cách biệt hoàn toàn.


Đ C ĐI M M T S B GEN VIRUSẶ Ể Ộ Ố Ộ
Đ C ĐI M M T S B GEN VIRUSẶ Ể Ộ Ố Ộ
+ Bộ gen là DNA mạch kép:
+ Bộ gen là DNA mạch kép:
Adenovirus,
Adenovirus,
Herpesvirus, Hepatidis B virus, phage T…
Herpesvirus, Hepatidis B virus, phage T…
+ Bộ gen là DNA mạch đơn:
+ Bộ gen là DNA mạch đơn:
phage
phage

X174, phage
X174, phage
M13.
M13.
+ B
+ B
ộ gen là RNA mạch đơn:
ộ gen là RNA mạch đơn:
phổ biến nhất, là
phổ biến nhất, là
những loại virus gây ra nhiều bệnh cho người:
những loại virus gây ra nhiều bệnh cho người:
paramyxovirus, rhadovirus, HIV…
paramyxovirus, rhadovirus, HIV…
+ Bộ gen là RNA mạch kép:
+ Bộ gen là RNA mạch kép:
ít gặp, chủ yếu ở
ít gặp, chủ yếu ở
những Reovirus
những Reovirus


Đ C ĐI M TÁI B N C A VIRUSẶ Ể Ả Ủ
Đ C ĐI M TÁI B N C A VIRUSẶ Ể Ả Ủ
Tùy theo loài và vật chất di truyền của virus
Tùy theo loài và vật chất di truyền của virus
mà chúng có kiểu tái bản bộ gen khác nhau.
mà chúng có kiểu tái bản bộ gen khác nhau.

Tái bản theo cơ chế bán bảo thủ ( kiểu

Tái bản theo cơ chế bán bảo thủ ( kiểu
Okazaki): Các virus có bộ gen
Okazaki): Các virus có bộ gen
DNA mạch kép
DNA mạch kép
.
.

Tái bản theo các dạng tái bản RF (Replicating
Tái bản theo các dạng tái bản RF (Replicating
Form): các virus có
Form): các virus có
DNA mạch đơn
DNA mạch đơn
.
.

Tái bản nhờ enzyme phiên mã ngược (thông
Tái bản nhờ enzyme phiên mã ngược (thông
qua cDNA): Virus có bộ gen là
qua cDNA): Virus có bộ gen là
RNA
RNA


Cơ chế tái bản DNA của virus theo kiểu RF
Cơ chế tái bản DNA của virus theo kiểu RF
+RF
+
Sợi (+)

Sợi DNA mạch đơn
RF
Tổng hợp sợi bổ sung (sợi -)
Tổng hợp
sợi (+) mới


SƠ ĐỒ CÁC NHÓM GEN TRONG BỘ GEN VIRUS
SƠ ĐỒ CÁC NHÓM GEN TRONG BỘ GEN VIRUS
Bộ gen của virus không gây ung thư
Bộ gen của retrovirus gây ung thư
5’ 3’
LTRLTR gag pol env
gag
gag: mã hoá protein lõi trong các thành phần cấu trúc hạt virion
pol
pol: mã hoá enzyme phiên mã ngược và các enzyme cần thiết khác
env
env: mã hoá protein trong cấu trúc lớp vỏ virus
5’ 3’
LTR LTR
LTR: trình tự lặp lại mang một số trình tự cần thiết cho biểu hiện gen
onc (src)
onc: nhóm gen tiền ung thư


SƠ ĐỒ CẤU TRÚC BỘ GEN HIV
SƠ ĐỒ CẤU TRÚC BỘ GEN HIV
Viral RNA
tat

rev
vpu
env
LTR LTR
gag
pol
gp 160
nef
55 gag
Pr 160 gag-pol
vpr
Màng Lipid
vif
Cellular-protein
p17
p24
p7
p6
p10 RT, p66-p51
p32
gp 120
gp 41
LTR: trình tự lặp dài
gag: mã hoá các protein capsid
pol:mã hoá các enzym
env: mã hoá protein vỏ.
tat: điều chỉnh sự phiên mã tích cực
rev: điều hoà sự biểu hiện gen
vif: protein quy định tính lây nhiễm
vpu: tham gia giải phóng virus khỏi t/b

ĐẶC ĐIỂM BỘ GEN CỦA PROKARYOTE
ĐẶC ĐIỂM BỘ GEN CỦA PROKARYOTE

Điển hình là các loài vi khuẩn.
Điển hình là các loài vi khuẩn.

Bộ gen cấu tạo từ DNA xoắn kép dạng vòng hoặc dạng
Bộ gen cấu tạo từ DNA xoắn kép dạng vòng hoặc dạng
sợi hoặc cùng tồn tại cả 2 dạng.
sợi hoặc cùng tồn tại cả 2 dạng.

Bộ gen tương đối đồng nhất, phần lớn mang mã di truyền
Bộ gen tương đối đồng nhất, phần lớn mang mã di truyền
(Ở E.coli là 89%), ít trình tự lặp lại.
(Ở E.coli là 89%), ít trình tự lặp lại.

Bộ gen có thể chuyển hoá giữa các dạng vòng đơn, vòng
Bộ gen có thể chuyển hoá giữa các dạng vòng đơn, vòng
xoắn hoặc siêu xoắn.
xoắn hoặc siêu xoắn.

Có cấu trúc Operon giúp vi khuẩn thích ứng nhanh với
Có cấu trúc Operon giúp vi khuẩn thích ứng nhanh với
môi trường, số lượng tuỳ thuộc vào từng loại vi khuẩn.
môi trường, số lượng tuỳ thuộc vào từng loại vi khuẩn.

Có cả trình tự của bacteriophage.
Có cả trình tự của bacteriophage.


Gen trong plasmid có vai trò quan trọng trong bộ gen
Gen trong plasmid có vai trò quan trọng trong bộ gen
virus.
virus.

Trong bộ gen có chứa các gen nhảy
Trong bộ gen có chứa các gen nhảy