QUÁ TRÌNH SAO CHÉP DNA

SAO CHÉP DNA


Năm 1953
Cấu trúc DNA
được phát
hiện bởi
JamesWatson
và Francis
Crick


Sau khi nêu ra mô hình DNA,
Watson và Crick đã cho rằng
nếu hai mạch của phân tử
DNA đứt ra, mỗi mạch sẽ trở
thành khuôn cho việc tổng
hợp mạch mới


Các giả thuyết sao chép DNA
• Mô hình bảo toàn - Một phân tử hoàn toàn mới
được tổng hợp từ một mẫu DNA (mà vẫn chưa
được thay đổi)
• Mô hình bán bảo toàn - Mỗi phân tử mới bao gồm
một sợi mới được tổng hợp và một chuỗi mẫu
• Mô hình phân tán - Các phân tử mới được tạo
thành từ các phân đoạn DNA mới và cũ

Thí nghiệm chứng minh có sự tự nhân đôi theo
nguyên tắc bán bảo tồn
• Nuôi E.coli nhiều thế hệ trên nguồn nitơ đồng
vị nặng N15. 
• Sau đó tế bào được chuyển sang môi trường
chỉ chứa N14  nhẹ 
• Bằng  phương  pháp  ly  tâm  trên  thang  nồ
ng  độ  CsCl,  các  loại DNA nặng, nhẹ và lai
được tách ra.


• Kết quả sau một lần sao chép phân tử DNA mới
chứa một  nửa mang N15 và một nữa N14.  
• Ở thế hệ II một nửa số phân  tử DNA chứa N14 và
N15, nữa còn lại là DNA chứa hoàn toàn N14.


• Nói cách khác, hai mạch cũ của
phân tử DNA ban đầu được
tách ra, mỗi cá làm khuôn để
tổng hơp cái mới. Mỗi phân tử
con đều mang một mạch cũ và
một mạch mới. Kiểu sao chép
này gọi là bán bảo tồn (semiconservative)


2) QUÁ TRÌNH SAO CHÉP
DNA

Các Enzymes trong sao chép DNA
Các men & proteine tham gia vào quá trình sao
chép :
 DNA helicases cắt cầu nối hydro tách hai
mạch của sợi DNA
 Single-stranded DNA binding proteins giữ cho
hai sơi khuôn tách rời
 RNA tổng hợp đoạn mồi RNA ngắn để các
nucleotides sẽ gắn tiếp.
 DNA polymerase III gắn các nucleotide kéo dài
đoạn mồi theo chiều 5’--3’
 DNA polymerase I cắt đoạn mồi RNA và thay
vào đấy DNA
 DNA ligase nối liền các đoạn DNA thành mạch
liên tục


Các Enzymes trong sao chép DNA


IV.Sao chép DNA ở trong tế bào
1.Sao chép nhiễm sắc thể ở prokaryotae
Để theo dõi sao chép DNA đồng vị phóng xạ Thymidin (tiền chất đặc hiệu cho
DNA) được sử dụng. Quá trình sao chép xuất phát từ một điểm ori và triển khai ra
cả 2 phía. Khi DNA vòng tròn đang sao chép, quan sát thấy dạng DNA hình con
mắt. Chẻ ba sao chép lan dần cuối cùng tạo ra 2 phân tử DNA lai: một mạch có
mang dấu phóng xạ (thymidin-H3). Có trường hợp sao chép chỉ xảy ra về một phía.

2. Sao chép nhiễm
sắc thể ở eukaryotae
•

•

•

Tế bào nhân thực có số
lượng DNA lớn hơn
nhiều so với tế bào
nhân sơ.
Nhiễm sắc thể: mỗi cái
gồm một sợi DNA kép
kết hợp với protein.
Sao chép DNA của tế
bào nhân thực phức tạp
hơn và tốc độ chậm
hơn
(khoảng
50
nucleotid/giây).


V.CƠ CHẾ SỬA SAI



Đọc sửa đối với các base bắt cặp sai ( Mismatch Repair):
• Trước khi thực hiện phản ứng polymer hóa nối các

nucleotide, các nucleotide mới bắt cặp bổ sung với
mạch khuôn. Nếu sự bắt cặp sai xảy ra, DNA
polymerase sẽ loại bỏ nucleotide bắt cặp sai. (Ngay khi
nucleotide mới ráp vào, DNA polymerase dò lại cặp
base cuối)
• Cặp nucleotide  ở  đầu cuối 3' bắt cặp sai sẽ bị loại bỏ
nhờ hoạt tính exonuclease3'→5' của DNA polymerase.



Sửa sai dựa vào tính tương  đồng (Homology-dependent
repair system):
• Một hệ thống sửa sai quan trọng phát hiện tính chất bổ sung đối
song song của 2 mạch đơn DNA để phục hồi đoạn sai hỏng trở lại
trạng thái bình thường ban đầu.
• Trong hệ thống này, đoạn DNA sai hỏng bị cắt bỏ và thay bằng
một đoạn nucleotide mới được tổng hợp bổ sung với sợi khuôn đối
diện. Sự sửa sai xảy ra qua sợi khuôn và nguyên tắc của sao chép
DNA bảo đảm  sự sửa sai với độ chính xác cao - đó là sự giải
phóng sai hỏng (error-free).



(NUCLEOTID EXCISION
REPAIR): nucleotid nhận
biết và cắt ở hai vị trí
chuyên biệt, Nu thứ 7 kể
từ vị trí sai hỏng theo
hướng 5', Nu thứ 4 kể từ
vị trí sai hỏng theo

hướng 3’.


2. Sửa sai ngoài sao chép
(BASE EXCITION REPAIR):
• Sự cắt bỏ các base sai hỏng nhờ các enzyme DNA
glycosylase. Các enzyme này nhận biết các base bị biến
đổi và các điểm mất purine hay mất pyrimidine và thủy
giải liên kết N-glycosilic nối base với  đường.
• Rồi enzyme AP endonuclease cắt liên kết đường và
phosphate gần base bị biến đổi.



-Hệ thống SOS: được kích hoạt khi DNA bị sai hỏng nặng
không còn cơ sở để sửa sai. Sửa sai bằng cách lấp các
nucleotid vào có tỷ lệ sai sót và độ đột biến nhưng vẫn giữ
được sự sống
Liên quan tới protein LexA và RexA
-LexA là một protein chồng lấp lên promoter của nhóm gene
SOS, ức chế sự phiên mã của các gene của hệ thống SOS.
-RexA sẽ cắt bỏ protein LexA của hệ thống SOS, làm cho
các gene của SOS được phiên mã sửa sai hỏng.