Tài liệu ADN và nhân đôi ADN pdf

ADN và nhân đôi
ADN
I: ADN
1. C u trúc chungấ
- ADN c u t o t các nguyên t C, H, O,ấ ạ ừ ố
N, P
- ADN là 1 đ i phân t , c u trúc theoạ ử ấ
nguyên t c đa phân g m nhi u đ n phânắ ồ ề ơ
là các Nucleotit (vi t t t là Nu)ế ắ
- ADN th ng g p có c u trúc 2 m chườ ặ ấ ạ
b sung, xo n ph i (theo mô hình c aổ ắ ả ủ
J.Oat x n và F Crick), 2 m ch ng cơ ạ ượ
chi u nhau, liên k t gi a các Nu trên 1ề ế ữ
m ch là liên k t photphodieste; gi a cácạ ế ữ
Nu trên 2 m ch v i nhau là liên k tạ ớ ế
Hidro.
(mô hình ADN-phân t c a s s ng)ử ủ ự ố
- Có nhi u lo i ADN khác nhau, trong đóề ạ
lo i ADN mà J.Oat x n và F Crick côngạ ơ
b là lo i B, ngoài ra còn có nhi u lo iố ạ ề ạ
ADN khác: A, C, D, Z khác nhau chủ
y u kích th c và s Nu trong 1 chuế ở ướ ố
kì. Đáng chú ý là ADN lo i Z c u trúcạ ấ
xo n trái.ắ ADN m ch đ n tìm th y ạ ơ ấ ở
virus.
2. C u trúc c th 1 Nu:ấ ụ ể
Đ n phân c a ADN là Nucleotit, c uơ ủ ấ
trúc g m 3 thành ph n:ồ ầ
- Đ ng đeoxiriboz:ườ
- Nhóm Photphat
- Bazo nito: g m 2 lo i chính: purin vàồ ạ

pirimidin:
+ Purin: Nucleotit có kích th c l n h n:ướ ớ ơ
A (Adenin) và G (Guanin)
+ Pirimidin: Nucleotit có kích th c nhướ ỏ
h n:ơ T (Timin) và X (Xitozin)
Vì các thành ph n đ ng và photphat làầ ườ
chung cho các Nu, nên ng i ta v n g iườ ẫ ọ
thành ph n bazo nito là Nu: Nu lo i A,ầ ạ
G, T, X
Bazo nito liên k t v i đ ng tai v trí Cế ớ ườ ị
th 1; nhóm photphat liên k t v i đ ngứ ế ớ ườ
t i v trí C th 5 t o thành c u trúc 1ạ ị ứ ạ ấ
Nucleotit
3. S t o m chự ạ ạ
Khi t o m ch, nhóm photphat c a Nuạ ạ ủ
đ ng tr c s t o liên k t v i nhóm OHứ ướ ẽ ạ ế ớ
c a Nu đ ng sau (t i v trí C s 3). Liênủ ứ ạ ị ố
k t này là liên k t photphodieste ế ế (nhóm
photphat t o liên k t este v i OH c aạ ế ớ ủ
đ ng c a chính nó và t o liên k t esteườ ủ ạ ế
th 2 v i OH c a đ ng c a Nu k ti pứ ớ ủ ườ ủ ế ế
=> đieste). Liên k t này, tính theo s thế ố ứ
t đính v i C trong đ ng thì s làự ớ ườ ẽ
h ng ướ 3'-OH; 5'-photphat.
Gi a 2 m ch, các Nu liên k t v i nhauữ ạ ế ớ
theo nguyên t c b sung. ắ ổ A liên k t v iế ớ
T b ng 2 liên k t Hidro; G liên k tằ ế ế
v i X b ng 3 liên k t Hidro.ớ ằ ế Do liên
k t Hidro là liên k t y u, nên nó có thế ế ế ể
b phá v d dàng trong quá trình nhânị ỡ ễ

đôi ADN và phiên mã gen.
II: QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN:
1. Th i đi m:ờ ể
ADN đ c nhân đôi vào giai đo n Sượ ạ
thu c kì trung gian c a chu kì t bào. Kìộ ủ ế
trung gian có 3 giai đo n chính: G1, S,ạ
G2. C th , khi t bào v t qua đi m Rụ ể ế ượ ể
(đi m cu i pha G1) nó s b c vào S vàể ố ẽ ướ
nhân đôi ADN, d n đ n nhân đôi NST.ẫ ế
2. Nguyên li u:ệ
Các Nucleotit các lo i : A, T, G, X; năngạ
l ng cung c p d i d ng ATP, hượ ấ ướ ạ ệ
enzim sao chép.
3. Nguyên t c:ắ
- B sung.ổ
- Bán b o toàn.ả
Có nhi u thí nghi m ch ng minh nguyênề ệ ứ
t c nhân đôi ADN (đ c bi t là nguyênắ ặ ệ
t c bán b o toàn) trong đó 1 thí nghi mắ ả ệ
n i ti ng là c aổ ế ủ Meselson và Stahl. Hai
ông dùng đ ng v phóng xồ ị ạ đánh d uấ
ADN, sau đó cho vi khu n ch a ADNẩ ứ
này th c hi n quá trình nhân đôi ADNự ệ
trong môi tr ng . Nh th c hi n ly tâmườ ờ ự ệ
và phân tích k t qu thu đ c, h đãế ả ượ ọ
ch ng minh đ c c ch nhân đôi bánứ ượ ơ ế
b o toàn c a ADN.ả ủ
4: Kh i đ u:ở ầ
- Ta đ u bi t ADN xo n khá ch t, vàề ế ắ ặ
nh v y r t khó t o đi u ki n cho cácư ậ ấ ạ ề ệ

enzim ti p xúc. Vì v y, ho t đ ng đ uế ậ ạ ộ ầ
tiên c a quá trình là dãn m ch ADN nhủ ạ ờ
enzim girase (1 lo i enzim ADNạ
topoisomeraza)
- Sau khi dãn m ch, enzim helicase sạ ẽ
c t liên k t Hidro b t đ u t iắ ế ắ ầ ạ v trí kh iị ở
đ u sao chép (ori)ầ đ tách 2 m ch c aể ạ ủ
ADN, t o ch c sao chép.ạ ạ
- Ch c sao chép đ c hình thành, cácạ ượ
phân t protein SSB (protein liên k t s iử ế ợ
đ n) s bám vào s i ADN đ n đ ngănơ ẽ ợ ơ ể
2 m ch tái liên k t v i nhau, gi 2 m chạ ế ớ ữ ạ
th ng, t o đi u ki n thu n l i cho hẳ ạ ề ệ ậ ợ ệ
enzim ho t đ ng.ạ ộ
* Thông th ng,ườ m i khi táchỗ m ch ra,ạ
thì t i v trí tách m ch s hình thành 2ạ ị ạ ẽ
ch c sao chép ng c chi u v i nhau.ạ ượ ề ớ
5. Hình thành m ch:ạ
a. Xét sinh v t nhân s :ở ậ ơ
Trong quá trình nhân đôi ADN có sự
tham gia c a r t nhi u enzim. 1 trong sủ ấ ề ố
nh ng enzim quan tr ng là ADNữ ọ
polimeraza (ADN pol - vai trò chính ở
nhân s là ADN pol III). Enzim ADN polơ
có 1 đ c tính là ặ ch có th b sungỉ ể ổ
m ch m i d a trên đ u 3'-OH có s nạ ớ ự ầ ẵ .
Đi u này d n t i ề ẫ ớ 2 đ c đi mặ ể :
- ADN pol không th t t ng h p m chể ự ổ ợ ạ
m i (Nh ng ARN pol thì không đòi h iớ ư ỏ
yêu c u này)=> c n 1 đo n m i kho ngầ ầ ạ ồ ả

10 Nu (th ng là ARN) - primer (enzimườ
t ng h p là primase - 1 lo i ARNổ ợ ạ
polimeraza). Đo n m i này có vai tròạ ồ
cung c p đ u 3'-OH cho ADN pol t ngấ ầ ổ
h p m ch m i. Sau đó, đo n m i này,ợ ạ ớ ạ ồ
th ng, s đ c thay th b ng 1 đo nườ ẽ ượ ế ằ ạ
ADN t ng ng.ươ ứ
- ADN pol (III) ch có th t ng h pỉ ể ổ ợ
m ch m i theo chi u 5'-3'. Do v y, trênạ ớ ề ậ
m ch khuôn chi u 3'-5' s đ c t ngạ ề ẽ ượ ổ
h p liên t c; còn m ch 5'-3' s đ cợ ụ ạ ẽ ượ
t ng h p gián đo n thành các đo n ADNổ ợ ạ ạ
ng n kho ng 1000 Nuắ ả (g i là đo nọ ạ
Okazaki).
Ti n trình có th hi u đ n gi n là:ế ể ể ơ ả
+ Sau khi hình thành ch c sao chép,ạ
enzim primase (ARN pol) s t ng h p 1ẽ ổ ợ
đo nạ ARN m i.ồ
+ ADN pol III n i dài m ch d a trênố ạ ự
đo n m i đó. Trên m ch 3'-5', nó t ngạ ồ ạ ổ
h p liên t c, h ng vào ch c sao chép;ợ ụ ướ ạ
trên m ch 5'-3' t ng h p gián đo n thànhạ ổ ợ ạ
các đo n Okazaki, ng c h ng so v iạ ượ ướ ớ
h ng phát tri n c a ch c sao chép.ướ ể ủ ạ
+ Các đo n m i này h u h t s đ cạ ồ ầ ế ẽ ượ
enzim ADN pol I c t đi và thay th b ngắ ế ằ
1 đo n ADN t ng ng.ạ ươ ứ
S dĩ nói h u h t, vì đo n m i đ u tiên,ở ầ ế ạ ồ ầ
ngoài cùng c a ADN, nó c n 1 enzimủ ầ
riêng đ t ng h p đo n ADN t ng ngể ổ ợ ạ ươ ứ

(enzim này b n ch t gi ng nh 1 enzimả ấ ố ư
sao chép ng c). Enzim này ch t n t iượ ỉ ồ ạ
trong các t bào g c, ch a bi t hóa. ế ố ư ệ Ở
các t bào đã bi t hóa, gen t ng h pế ệ ổ ợ
enzim này b khóa, do v y sau m i l nị ậ ỗ ầ
nhân đôi, ADN l i ng n đi 1 đo n nh .ạ ắ ạ ỏ
Đi u này làm h n ch s l n nhân đôiề ạ ế ố ầ
c a t bào, và cũng là 1 c ch t ch tủ ế ơ ế ự ế
c a t bào. 1 vài t bào b đ t bi n làmủ ế ế ị ộ ế
m gen này -> không h n ch phân bào -ở ạ ế
> phát tri n thành ung th (đây là 1 cể ư ơ
ch gây ung th )ế ư
+ Enzim ligaza s n i các đo n ADN r iẽ ố ạ ờ
l i v i nhau (nh ng đo n Okazaki v iạ ớ ữ ạ ớ
đo n ADN thay th đo n m i )ạ ế ạ ồ
b. sinh v t nhân th c.Ở ậ ự
S nhân đôi sinh v t nhân th c nhìnự ở ậ ự
chung là gi ng sinh v t nhân s . Tuyố ậ ơ
nhiên, có 1 vài đi m khác đáng l u ý:ể ư
- sinh v t nhân s ch có 1 đi m kh iỞ ậ ơ ỉ ể ở
đ u sao chép (Ori C), nh ng sinh v tầ ư ở ậ
nhân th c, do h gen l n, nên có r tự ệ ớ ấ
nhi u đi m kh i đ u tái b n.ề ể ở ầ ả
- sinh v t nhân th c, h enzim thamỞ ậ ự ệ
gia ph c t p h n so v i nhân s . Hứ ạ ơ ớ ơ ệ
enzim ADN pol có nhi u lo i alpha, beta,ề ạ
gama và c ch ho t đ ng ph c t pơ ế ạ ộ ứ ạ
h n.ơ
- Nhìn chung, t c đ nhân đôi sinh v tố ộ ở ậ
nhân s l n h n sinh v t nhân th c.ơ ớ ơ ở ậ ự

6. Hoàn thi n:ệ
c sinh v t nhân s và nhân th c luônỞ ả ậ ơ ự
có quá trình s a sai nh h th ng enzimử ờ ệ ố
s a sai luôn rà soát trên phân t ADN.ử ử
Phân t ADN sau khi t ng h p xong sử ổ ợ ẽ
hình thành c u trúc n đ nh (cu n xo n,ấ ổ ị ộ ắ
liên k t v i protein ) và đ c l p v iế ớ ộ ậ ớ
phân t ADN m . Quá trình nhân đôiử ẹ
ADN k t thúc th ng d n t i quá trìnhế ườ ẫ ớ
phân chia t bào.ế
III CÁC S LI U C N NH .Ố Ệ Ầ Ớ
- 1 ångström (Å) = 0,1 nanômét
- Đ ng kính c a ADN là 20 Åườ ủ
- Chi u dài 1 chu kì xo n (10 c p bazo):ề ắ ặ
34 Å
- Chi u dài 1 Nu 3.4 Åề
- A = T; G = X (A, T, G, X là s l ngố ượ
cácNu t ng ng trên c đo n ADNươ ứ ả ạ
đang xét)
- A1 = T2; A2 =T1; G1 =X2; G2 = X1
(A1, A2 là các Nu t ng lo i trên m chừ ạ ạ
1, m ch 2)ạ
- A liên k t v i T b ng 2 liên k t Hidro;ế ớ ằ ế
G liên k t v i X b ng 3 liên k t Hidroế ớ ằ ế
=> S liên k t Hidro đ c tính: H =ố ế ượ
2A+3G
- 1 l n nhân đôi, 1 phân t ADN t o ra 2ầ ử ạ
phân t ADN con. Do v yử ậ
sau k l n nhân đôi, 1 phân t ADN t o raầ ử ạ
2^k phân t ADN con;ử

n phân t ADN ban đ u, sau k l n nhânử ầ ầ
đôi s t o ra n.2^k phân t ADN con.ẽ ạ ử
- (S Nu môi tr ng cung c p cho quáố ườ ấ
trình nhân đôi ADN) = (s Nu có trongố
t ng phân t con) - (s Nu có trong ADNổ ử ố
ban đ u)ầ