Lec 1 review section

SINH HỌC PHÂN TỬ 2
SH03004
Học kỳ II, Năm học 2016 - 2017


SINH HỌC PHÂN TỬ 2 SH03004
Số tín chỉ lý thuyết: 02
Đối tượng: Sinh viên đại học chuyên ngành CNSH
Đánh giá:
Chuyên cần: 10%
Giữa kỳ: 30%
Quy định

Thi cuối kỳ: 60%

Đi học đầy đủ: KHÔNG được nghỉ quá 20% tổng
số tiết =>>> KHÔNG nghỉ quá 02 buổi học.


SINH HỌC PHÂN TỬ 2 SH03004
Hình thức kiểm tra & Thi
Kiểm tra giữa kỳ: 01 bài, trắc nghiệm. Theo lịch đào
tạo.
03 bài kiểm tra nhanh 10 phút đầu giờ: tự luận,
KHÔNG báo trước
Thi cuối kỳ: theo lịch đào tạo
Seminar: theo nhóm, trình bày powerpoint.


SINH HỌC PHÂN TỬ 2 SH03004
Tài liệu học tập

- Giáo trình/bài giảng:
Sinh học phân tử, Phan Hữu Tôn (2010).
Sinh học phân tử, Hồ Huỳnh Thùy Dương (2008)
- Molecular Biology, Robert Weaver, 4&5th edition, 2011
Concepts of Genetics 7th edition. William S. Klug, 2002
Genetics: From Genes To Genomes 4th edition, Hartwell,
Leland, 2011
Genomes, 2nd edition, T.A. Brown, 2002
Molecular Biology of the Cell, 5th edition, Bruce Alberts, 2003
Molecular biology of the gene, 6th edition, James D. Watson,
2008
The Biology of Cancer, Robert A. Weinberg, 2007
Gene VII, VIII, IX, Benjamin Lewin.
- Các nguồn tài liệu trên Internet


SINH HỌC PHÂN TỬ 2 SH03004
Nội dung:
Chương 1. Genome và sự hoạt động của gene
Chương 2. Các cơ chế điều hòa biểu hiện gene ở tế bào
prokaryote
Chương 3. Sự phức tạp trong quá trình điều hòa biểu hiện
gene ở tế bào eukaryote
Chương 4. Vận chuyển hướng đích và phân giải protein
Chương 5. Epigenetics và sự điều hòa biểu hiện gene


SINH HỌC PHÂN TỬ 2 SH03004
Chương 1. Genome và sự hoạt động của gene (6 tiết)
Cấu trúc genome (2 tiết)

Các thành phần trong cấu trúc genome
Sự khác biệt về cấu trúc genome ở tế bào prokaryote và eukaryote
DNA mã hóa (coding DNA)
DNA không mã hóa (non-coding DNA)
Các trình tự lặp lại trong genome, nguồn gốc, ý nghĩa và ứng dụng
Sự đa hình về trình tự nucleotide đơn (SNP), nguồn gốc, ý nghĩa và ứng dụng
Sự tồn tại của nhiều bản copy của gene và gene giả (pseudogene) trong genome
So sánh genome và sự tiến hóa của genome
1.2. Genome ti thể và lục lạp (2 tiết)
Nguồn gốc tiến hóa của ti thể và lục lạp
Cấu trúc genome ti thể và lục lạp.
Số lượng gene và những đặc điểm của genome ti thể và lục lạp
Sự thay đổi genome lục lạp và ti thể trong quá trình tiến hóa
Vai trò của các gene ti thể trong trình lão hóa và bệnh tật ở người
Vai trò của các gene lục lạp và plastid ở thực vật
Biểu hiện gene và điều hòa biểu hiện gene (1 tiết)
Gene, số lượng gene và sự biểu hiện gene
Các gene luôn được biểu hiện (housekeeping gene)
Các gene chịu sự kiểm soát của các cơ chế điều hòa (induced genes)
Tại sao tế bào cần có các cơ chế điều hòa hoạt động gene


SINH HỌC PHÂN TỬ 2 SH03004

Chương 2. Các cơ chế điều hòa biểu hiện gene ở tế bào
prokaryote (4 tiết)
2.2. Các mô hình điều hòa biểu hiện gene ở tế bào
prokaryote (2 tiết)
Điều hòa theo kiểu hoạt hóa: Mô hình lac operon
Điều hòa theo kiểu ức chế: Mô hình trp operon

2.1. Sự methyl hóa DNA và hoạt động của gene ở vi
khuẩn(2 tiết)
Hệ thống enzyme methyl hóa ở vi khuẩn
Sự methyl hóa DNA và biểu hiện gene ở vi khuẩn


SINH HỌC PHÂN TỬ 2 SH03004
Chương 3. Sự phức tạp trong quá trình điều hòa biểu hiện gene ở tế bào eukaryote (12 tiết)
3.1. Điều hòa biểu hiện gene ở mức độ cấu trúc nhiễm sắc thể (2 tiết)
Vùng gene hoạt động trong nhiễm sắc thể (euchromatin)
Vùng không hoạt động (heterochromatin)
Cơ chế điều khiển hoạt động trong các vùng nhiễm sắc chất
Cấu trúc DNA và sự điều hòa hoạt động gene
3.2. Điều hòa biểu hiện gene ở mức độ phiên mã (3 tiết)
Tương tác giữa DNA và Protein: khái niệm DNA-binding protein
Các trình tự cis trên phân tử DNA và cơ chế điều hòa cis-acting
Sự tương tác giữa các protein với các vùng trình tự cis trên phân tử DNA
Vai trò của các DNA-binding protein trong điều hòa biểu hiện gene (trans-acting)
Sự đa dạng và phức tạp của các yếu tố phiên mã (TFs) và gene mã hóa các yếu tố phiên mã
Các mô hình tương tác DNA-Protein: Helix-Turn-Helix Motif, Zinc finger, Leucine Zipper Motif
3.3. Điều hòa sau phiên mã (3 tiết)
Cải biến và các cơ chế cải biến mRNA sau phiên mã
Tương tác của các protein với các sản phẩm phiên mã
Tương tác của các ribozyme và các không mã hóa (RNAi) với mRNA
Vận chuyển mRNA ra tế bào chất và thời gian tồn tại của mRNA
Sự phân giải mRNA
3.4. Dịch mã và cải biến sau dịch mã (2 tiết)
Phân cắt, sắp xếp chuỗi polypeptide
Gắn các nhóm chức năng
Sự cuộn gấp, thay đổi cấu trúc của các phân tử protein

Tương tác giữa các protein: vai trò của chaperon
3.5. Điều hòa hoạt động gene ở các tế bào biệt hóa (2 tiết)
Sự khác biệt về các vùng cấu trúc trong nhiễm sắc thể ở các tế bào biệt hóa
Các vùng CpG và sự methyl hóa DNA liên quan đến chức năng điều hòa hoạt động gene
Sự cải biến các protein histon và hoạt động chức năng của gene
Hoạt động của các gene gây ung thư


SINH HỌC PHÂN TỬ 2 SH03004
Chương 4. Vận chuyển hướng đích và phân giải protein (3 tiết)
4.1. Vận chuyển protein tới các vị trí đích và phân giải protein (1 tiết)
Vận chuyển nhờ tín hiệu hướng đích và các protein hỗ trợ
Vận chuyển nhờ các thụ thể trung gian
Vận chuyển nhờ các microvesicle
Vận chuyển protein tới các bào quan (1 tiết)
Vận chuyển trong quá trình dịch mã và sau dịch mã
Tín hiệu hướng đích và sự vận chuyển protein vào ti thể và lục lạp
Vận chuyển protein đến peroxisom, bộ máy golgi
Vai trò của các chaperon trong việc gấp nếp và vận chuyển protein
Hệ thống tiết protein ở tế bào eukaryote
Sự phân giải protein (1 tiết)
Sự phân giải lựa chọn protein, con đường Ubiquitin
Vai trò của enzyme cải biến đầu N và thời gian tồn tại của protein


SINH HỌC PHÂN TỬ 2 SH03004
Chương 5. Epigenetics và sự điều hòa hoạt động gene (5 tiết)
4.1. Giới thiệu chung về epigenetics (1 tiết)
Khái niệm
Các quá trình epigenetics

4.2. Cơ chế epigenetics (2 tiết)
Bản chất phân tử của epigenetics
Methyl hóa DNA và thay đổi mô hình cấu trúc nhiễm sắc chất
Vai trò của các RNA không mã hóa
Ảnh hưởng của prion
4.3. Chức năng và hậu quả của của epigenetics (1 tiết)
Điều hòa quá trình sinh trưởng và phát triển của cá thể
Epigenetics và ứng dụng trong y học
Epigenetics và tiến hóa
4.4. Nghiên cứu epigenetics ở người (1 tiết)
Genomic imprinting và các bệnh liên quan
Epigenetics và khả năng di truyền
Hiện tượng methyl hóa DNA và ung thư
Sự đa dạng của histon H2A trong ung thư
Vai trò của prion trong việc kiểm soát hoạt động của các protein


ÔN TẬP KIẾN THỨC SHPT1

1. Acid Nucleic

2. Protein

3. Cấu trúc một gen của
Prokaryote và Eukaryote
4. Quá trình tái bản,
phiên mã, dịch mã


1953. Double helix structure, 1962. Noble Prize

for their discoveries concerning the
molecular structure of nucleic acids and
its significance for information transfer
in living material".


Hai loại
nucleic acid
DNA và RNA
• DNA: DeoxyRibo Nucleic Acid
• RNA: RiboNucleic Acid


Nucleotide

Nucleoside
14


Dạng biểu diễn của nucleotide
(RNA & DNA)

Molecular Biology Understanding the Genetic Revolution


Bazo Nito – Purine
• Purine gồm
– Adenin (A)
– Guanine (G)

Pyrimidine

Pyrimidine
– Uracil (U)
– Thymine (T)
– Cytosine (C)


Cấu trúc phân tử DNA


Sợi mang nghĩa và sợi đối nghĩa (sense and antisense)

Một trình tự DNA được gọi là mang nghĩa (sense/ coding)
nếu trình tự của nó giống hệ với trình tự của một phân tử
mRNA (được dịch mã thành protein)
Trình tự của sợi còn lại được gọi là đối nghĩa (antisense/
anti coding).


Cả hai trình tự sense và antisense đều tồn tại ở
những phần khác nhau của cùng một sợi DNA (nói
cách khác cả 2 sợi đều chứa các trình tự sense và
antisense).
5‘
3‘

sense

antisense

3‘
5‘

Ở cả prokaryote và eukaryote các trình tự antisense
RNA đều được tạo ra nhưng chức năng chưa rõ. Có khả
năng các antisense RNA liên quan đến việc điều hòa
quá trình biểu hiện gen thông qua tương tác RNA-RNA.
20


 Một số trình tự DNA ở prokaryote, eukaryote, plasmid và
nhiều virus khó phân biệt được khái niệm sợi mang nghĩa và
sợi đối nghĩa vì có hiện tượng các chồng gen (overlapping
gene).
 Trong những trường hợp này một số trình tự DNA có thể mã
hóa cho một protein trên sợi này và một protein khác trên sợi
kia (theo chiều ngược lại)
NH3+

mRNA
3‘

5‘
3‘

5‘
3‘

5‘
5‘

NH3+

3‘
mRNA
21


Cấu trúc hóa học RiboNucleotide

Cấu trúc không gian của RNA

Liên kết
photphodieste


• Ribonucleic acid (RNA) là một polymer bao gồm
các nucleotide.

• RNA hoạt động trung gian giữa DNA và sinh tổng
hợp protein.

• Có 2 loại RNA:
 RNA mã hóa (mRNA) và
 RNA không mã hóa (non-coding RNA)
• Rất nhiều các RNA không mã hóa cho protein
(khoảng 97% ở eukaryote)

23


RNA mã hóa (mRNA)
RNA thông tin (mRNA) là RNA mang thông tin từ DNA đến
ribosome để thực hiện quá trình dịch mã.
Trình tự mRNA quyết định trình tự amino acid trong phân
tử protein được tạo ra.

24


Các RNA không mã hóa (non-coding RNA)
 Những RNA không mã hóa protein (non-coding RNA) có
thể được mã hóa bởi các gene mã hóa cho non-coding
RNA, hoặc cũng có thể từ các mRNA intron.
 Non-coding RNA bao gồm:
1. rRNA
2. tRNA
3. snRNA (small nuclear RNA)
4. miRNA (micro RNA)
5. snoRNA (small nucleolar RNA)
6. ribozyme
25