SAO CHÉP ADN (DI TRUYỀN học) (chữ biến dạng do slide dùng font VNI times, tải về xem bình thường)

SAO CHÉP ADN


Mục tiêu
 Trình bày được quá trình sao
chép chính xác ADN
 Tóm tắt cách thức sao
chép của acid nucleic ở virus
 Mô tả được quá trình sửa
chữa ADN


Nội
dun
g

• Khái niệm
• Sự sao chép của ADN
Thí nghiệm của Meselson và Stahl
Các yếu tố cần thiết cho sự sao cheùp ADN
Sao cheùp ADN prokaryote (E. coli)
Sao cheùp ADN eukaryote
Sao chép ADN virus

• Sửa sai khi sao chép và khi không
sao chép


Khái niệm

Các sinh vật giống nhau ở mức phân tử

dù là có vẻ rất khác nhau

• ADN là vật liệu di truyền (ở hầu hết sinh vật )
• Cùng mã di truyền
• Có cùng cơ chế tổng hợp ADN, ARN, protein
• So sánh các trình tự ADN cho phép suy ra các mối
quan hệ của sự tiến hóa


Khái niệm

• Học thuyết trung tâm (Central
Dogma)
– Các phân tử và các quá trình


Khái niệm

ADN-ARN-Protein
ADN (ATGC):
thơng tin di truyền
ARN (AUGC):
tiến hành và
vận chuyển
Protein (20-mã chữ):
thực hiện chức
năng sinh học

Nhân
nguyên

thủy
(prokaryote)

Nhân thật
(eukaryote)


Khái niệm

Cấu trúc xoắn kép cơ bản của ADN
. 2 chuỗi đường-phosphat ở mặt ngoài
. các base nitơ ở bên trong nối với nhau bằng các liên kết hydro


Khái niệm

Cấu trúc chung của
nucleotide - đơn vị cơ sở của
acid•nucleic
base dị vịng có nitơ
• pentose
• acid phosphoric


Có năm base chính trong acid
Khái niệm
nucleic

A, G, T, C có trong ADN
A, G, U, C có trong ARN

Khái niệm

Các tiểu đơn vị nucleotide
nối với nhau bởi liên kết
phosphodiester


Khái niệm

DNA tự nhiên là xoắn kép
của chuỗi đối song gắn bổ
sung vào nhau bằng:
Liên kết Hydrogen bổ
sung nhau giữa các cặp
base (A-T or G-C)

Tương tác kỵ nước giữa
các base hai chiều


Các dạng hình học khác nhau của chuỗi xoắn kép

Dạng "B" của chuỗi xoắn kép
DNA xoay 360° cho mỗi 10.6
bp mà không chịu sức căng
nào

Dạng "A" thường

xuất hiện trong các
mẫu DNA mất
nước và có thể
trong dạng lai
DNA-RNA

Cấu trúc ADN

DNA trong tế
bào được
methyl hóa
cho các mục
tiêu điều hịa
có thể mang
dạng “Z”


Cấu trúc ADN

Các dạng hình học khác nhau của chuỗi xoắn kép
Dạng hình học
Chiều xoắn

Dạng A

Dạng B

Dạng Z

phải

phải

trái

Đơn vị lặp lại

1 bp

1 bp

2 bp

Góc quay/bp

33.6°

35.9°

60°/2

Số bp trung bình/vịng xoay

10.7

10.0

12

Độ nghiêng của bp so với trục

+19°

-1.2°

-9°

Độ dài dốc/bp dọc theo trục

0.23 nm 0.332 nm

0.38 nm

Bước/vòng xoay

2.46 nm

3.32 nm

4.56 nm

+18°

+16°

0°

Mean propeller twist
Glycosyl angle
Sugar pucker

Đường kính

anti

anti

C: anti,
G: syn

C3'-endo C2'-endo C: C2'-endo,
G: C2'-exo
2.6 nm

2.0 nm

1.8 nm


Cấu trúc ADN

Chuỗi ADN viết theo hướng 5’  3’
Đầu 3’

Đầu 5’

pTpApCpG

Đầu 5’

Đầu 3’

TACG


Cấu trúc ADN

ADN vòng
Nhân thật:

ADN ty thể (mitochondria)
ADN lục lạp (chloroplast)

Vi khuẩn:

ADN nhiễm sắc thể
ADN plasmid


Sao chép
ADN
Cơ
chế

Bán bảo
thủ ?

Matthew
Meselson
Frank Stahl

Bảo thủ ?

Xen kẽ ?


Thí nghiệm Meselson &
Stahl
Nuôi E. coli, nguồn N là amoni
N14/N15
N15 vài
thế hệ
N14 một
thế hệ
Chiết ADN và ly
tâm


Thí nghiệm Meselson và Stahl


Thí nghiệm Meselson và Stahl


Các yếu tố cần
thiết cho sự sao chép
ADN

• Khuôn mẫu (đoạn phân tử ADN ban
đầu)
• Ion Mg2+

• 4 loại desoxyribonucleotid triphosphat
(dNTPs)
• Enzyme ADN polymerase


Sự hình thành liên kết
phosphodiester giữa
desoxy-ribonucleotid và 3’OH của chuỗi ADN đang sao
chép

DNA

H
H

H

H

d(NMP)n + dNTP  d(NMP)n+1 +
PPi

Incoming
dNTP

PPi
2P


Các bước trong tổng hợp ADN ở

tế bào nhân nguyên thủy
A. Tách hai sợi ADN bổ sung
B. Tạo chạc ba sao chép
C. Hướng sao chép
D. Mồi ARN
E. Kéo dài chuỗi
F. Cắt mồi ARN và thay thế bằng ADN
G.ADN ligase


Quá trình sao chép ở E.coli


Quá trình sao chép ADN ở E. c

A. Tách hai sợi ADN bổ sung
- Bắt đầu khi protein B nhận biết được
điểm khởi sự sao chép (Ori) trên ADN

B. Tạo chạc ba sao chép
Chạc ba sao chép
Hướng

Hướng

Chạc ba sao chép


Quá trình sao chép ADN ở E. c

B. Tạo chạc ba sao chép
 Các protein cần để tách sợi ADN
- DnaA protein
20-25 DnaA protein gắn vào làm sợi kép ADN tách nhau

- Các protein căng mạch (SSB protein) gắn vào các mạch đơn
- DNA helicase (Rep-protein 3’ 5’); Helicase II, III 5’—3’)
gắn vào các mạch đơn gần chạc ba và di chuyển về vùng kề sợi kép,
cắt các liên kết hydro giữa các base nitơ  chạc ba sao chép