A. QUÁ TRÌNH SAO CHÉP

1.Sao chép bán bảo tồn: Thí nghiệm của Meselson và Stahl: N15  -> N14  -> N14.

Thí nghiệm: Thế hệ thứ 1 nuôi trên N15 ( bị phóng xạ dùng để đánh dấu). E sử dụng N15 để tạo DNA mới và cấy qua mtrg N14 tạo thế hệ 2. Thế hệ 2 được nuôi tiếp trên môi trường N14---> thu khuẩn lạc--> tách chiết và ly tâm.

Kết quả: DNA-N15 nặng nhất-> DNA-N15*14 ( trung bình) -> DNA-N14 ( nhẹ nhất ).

2.Trình tự khởi đầu sap chép DNA(Ori C).
* Do ADN là vật chất trơ-> cần 1 tác động để khởi đầu sao chép--> initiator là protein gắn lên replicator để khởi đầu sao chép.

_Các đơn phân DnaA gắn lên trình tự lặp lại " 9 cặp base".

_Các DnaA tiếp tục gắn lên trình tự lặp lại " 13 cặp base".

_Mạch NDA tách rời ở vùng"trình tự 13 cắp base".

_Phức hợp DnaB/DnaC đến liên kết với các DnaA -> hình thành chẽ ba sao chép.

_DnaB :tách mạch.

3.Sự tách mạch

_DNA pro tồn tại ở dạng vòng,helicase giải xoắn ở đầu chẽ ba -> tạo áp lực xoắn ở đầu chẽ ba sao chép -> Topoimerase giúp giải áp lực xoắn ở 2 đầu chẽ ba.

_Topoimearase I : Tháo xoắn dạng DNA siêu xoắn -> gắn vào DNA ->  cắt 1 mạch DNA -> DNA tháo xoắn chỗ đứt gãy.

_ Topoimearase II :cắt 2 mạch DNA

 => Gyrase(DnaB):là tên gọi của Helicase ở E.coli

_SSB protein:ổn định mạch đơn đã tách rời(duy trì trạng thái chẽ ba), tránh tái bắt cặp.

3.Chẽ bao sao chép(ở E.coli)

_Hai phân tử DNA pol III tổng hợp mạch tới và mạch chậm theo cùng chiều(5'- 3')

_Chiều tổng hợp mạch tới và mạch chậm ngược chiều nhau

_Hai phân tử DNA pol III di chuyển cùng chiều với chiều giải xoắn của DNA

4.Đặc tính hoạt động của DNA pol

_DNA pol tổng hợp mạch mới từ primer bắt cặp sẵn trên mạch khuôn.

_Chiều tổng hợp 5'_3'.

_Enzyme gắn các nucleoitide tự do vào nucleotide cuối trên mạch thông qua phản ứng giữa nhóm phosphate với nhóm 3' tạo thành liên kết phosphodiester.

_DNA pol I và III có hoạt tính exonuclease 3'_5' và 5'_3'.

_DNA pol II chỉ có hoạt tính exonuclease 3'_5'.

5.Các tiểu phần của DNA pol III (xem trong slide)

6.Sao chép ở EUK_replicon

_DNA euk gồm nhiều replicon,Pro chỉ có 1 replicon.

_Sao chép phức tạp và chậm hơn so với pro.

_Cơ chế kiểm soát sao chép lặp lại ở 1 ori.

7.CÁc protein cần cho quá trình sao chép.

_DnaA:nhân diện,gắn vào oriC,cảm ứng tách mạch,cảm ứng gắn DnaB,DnaC.

_DnaB: có vai trò như helicase ở E.coli.

_DnaC:giúp gắn DnaB vào khuôn.

_DnaG:primase.

_SSB:gắn,ổn định DNA mạch đơn, tránh tái bắt cặp.

_DNA gyrase:giải xoắn DNA.

_DNA pol III: kéo dài primer,tạo mạch DNA mới,có hoạt tính 3'_5' để loại bỏ nucleotide sai.

_DNA pol I:thủy phân mồi RNA và thay bằng DNA.

_DNA ligase: nối các đoạn okazaki.

B.TÍNH BIẾN ĐỘNG CỦA DNA

1.Giả thuyết của Mclintock về màu hạt bắp: Do gene nhảy Ds

2.Cấu trúc của gene nhảy_IS

_Vùng trình tự lặp lại đảo ngược IR:vị trí quyết định nhảy.

_Trình tự mã hóa transposase:trình tự mã hóa cho enzyme có chức năng nhận diện –cắt_di chuyển_dán trình tự chuyên biệt.

_Sự hình thành các vi khuẩn đa kháng thuốc có thể do sự chuyển vi gene.

_Sự chuyển vị gene có thể làm thay đổi trình tự DNA và làm thay đổi VLDT:làm bất hoạt và mất chức năng gene mục tiêu.

3.Transposon đơn và phức hợp



4.Các loại đột biến

_Đột biến điểm:thêm,bớt hay thay thế 1 base.

+Transition: pyrimidine(T,C) -> pyrimidine or purine(A.G) -> purine

+Transversions: pyrimidine -> purine or purine -> pyrimidine

_Thêm bớt những trình tự DNA or tái sắp xếp NST.

5.Bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm

_Thay cặp T_A thành A_T dẫn đến thay thế axit amin Glutamic thành Valin.

6.Đột biến do tác nhân môi trường

a.Đột biến do thủy phân:

Nước có thể gây đột biến do:

+Deamin hóa biến C to U hay 5_methyl C to T.

+Depurin hóa làm mất base của nucleotide.

b.Tác nhân hóa học

_Các chất gây đột biến như tác nhân alkyl hóa,nitrous acid có thể biến đổi cấu trúc DNA thông qua quá trình ethyl/methyl hóa hay deamin hóa.

_Sự bắt cặp bất thường của các dạng base hiếm keto và enol.

_Các tác nhân gắn chèn vào DNA(ethidium,acridine).

c.Nhân tố vật lý

_Tia bức xạ ion hóa(tia X,grama) tạo các gốc tự do.Gốc tự do biến G à oxoG(có thể bắt cặp cả C lẫn A).Tia bức xạ ion hóa cũng có thể làm gãy mạch đôi.

_Tia bức xạ không ion hóa(UV):có thể tạo liên kết hóa học mới như dimer pyrimidine( UV gây ra đột biến DNA bằng cách tạo liên kết cộng hóa trị giữa hai pyrimidine tạo thành dạng dimer à Vi khuẩn sửa sai bằng cách dùng enzyme phostolyase cắt liên kết cộng hóa trị của pyrimidine nhờ xúc tác của ánh sáng trắng.

d.Nhân tố di truyền : Virut là nhân tố 4 thuộc nhân tố ngoại lai.

7.Các loại đột biến điểm

_Đột biến vùng mã hóa(đôt biến hoang dại_thay thế base_thay đổi chuyển dịch khung đọc (thêm or bớt 1 nu)):đột biến trong vùng mã hóa àảnh hưởng trực tiếp tới protein.

_Đột biến trên vùng không mã hóa có thể làm:

+Giảm hiệu suất sản xuất protein.

+Không sản suất protein.

+Hiệu suất sản xuất protein tăng nhanh đột biến(ít xảy ra).

8.Các dạng đột biến trên DNA

_Đột biến do sai sót trong sao chép.

_Đức mạch do cơ học.

_Thủy phân liên kết N - glycoside làm mất base purine.

_Methyl hóa trên base dẫn tới bắt cặp sai.

_Mất nhóm mine dẫn đến bắt cặp sai.

_Chuyển dạng enol – keto dẫn đến băt cặp sai.

_Tạo dimer thymine trên cùng một mạch do tia UV.

9.Các phương án sửa sai đối với đối đột biến điểm

_Khả năng xảy ra trong 1 mạch:cắt vùng sai đi,lấy mạch con làm mạch khuôn.

10.Sửa sai trong sao chép:

_Hoạt tính 3'- 5' exonuclesase của DNA pol III và I.

11.Sửa sai sau khi sao chép

- Nhận diện mạch DNA không được methyl hóa và sửa sai.

12.Cơ chế sửa sai bằng loại bỏ nucleotide

Ví dụ : T – G à loại bỏ T à C – G.

+ DNA glycosylase cắt bỏ T.

+APEI endonuclease cắt các liên kết.

+AP lyase loại luôn phần nucleotide còn lại.

+DNA pol beta and DNA ligase gắn C – G.

13.Sửa sai bằng cơ chế loại bỏ oligonucleotide

Xảy ra khi hình thành thymindine dimer.

14.Sửa sai bằng photolysase

Sửa sai bằng cách dùng enzyme phostolyase cắt liên kết cộng hóa trị của pyrimidine nhờ xúc tác của ánh sáng trắng.

15.Đột biến đổi khung đọc

Tế bào không có cơ chế sữa sai.

16.Tái tổ hợp tương đồng : xảy ra dưới tình huống tế bào cần sửa sai(?)

_Xảy ra với 2 điều kiện: hai vùng DNA TTH phải có trình tự tương đồng và một trong hai trình tự đó phải có điểm đứt gãy trên mạch ( do tự nhiên hoặc cố ý trong quá trình trao đổi chéo).

_ RecA : gắn lên mạch DNA đứt -> nhận biết trình tự tương đồng ở mạch kia -> hình thành phân tử lai.

_ RecB và RecC : tháo xoắn và cắt đứt 1 mạch -> phức hợp RecBC nhận biết một trình tự gọi là trình tự chi ( x) -> cắt cách đó vài base.

_ Kết quả : Tạo hai phân DNA tái tổ hợp hoặc hai phân tử DNA dị hợp tại vùng gene trao đổi.

- Giải quyết cấu trúc Holiday: cắt theo chiều 1 ( dọc ) tạo DNA tái tổ hợp, chiều 2( ngang) tạo DNA dị hợp tại 1 điểm--> lí do???
Tế bào chỉ phát hiện ngay sự sai trong DNA ngay sau khi tổng hợp mạch mới.
_ Ý nghĩa:

• sửa sai đứt gãy mạch đôi.

· Tăng số lượng bản sao của các gene lặp lại.

· Điều hòa biểu hiện của gene.

· Loại bỏ các gene hỏng trong trường hợp các gene lặp lại.

· Có thể gây ra biến đổi có hại

TÁI TỔ HỢP TẠI VỊ TRÍ CHUYÊN BIỆT: có 2 hệ thống nhận biết C và T (?) Giống tái tổ hợp tương đồng. Trên dna virua vi khuẩn có vùng tương đồng attp( phage) attb ( bacteria) . 4 tiểu phân của hệ thống phát hiện và xúc tác trao đổi chéo.

NHÂN TỐ CHUYỂN VỊ ( Tranposable element or jumping gene)