YOMEDIA
Bài giảng Di truyền 2 - Nguyễn Trí Nhân
Chia sẻ: _ _
| Ngày:
| Loại File: PDF
| Số trang:65
1
lượt xem
0
download
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Bài giảng Di truyền 2 mở rộng các khái niệm di truyền học, bao gồm di truyền liên kết, di truyền ngoài nhân, di truyền học quần thể, và các cơ chế di truyền phức tạp như đa gen và tương tác gen. Nội dung cũng đề cập đến các nghiên cứu hiện đại trong di truyền học, ứng dụng công nghệ sinh học trong chỉnh sửa gen và y học di truyền, giúp người học hiểu rõ hơn về các quá trình di truyền ở mức độ phân tử và quần thể.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Di truyền 2 - Nguyễn Trí Nhân
- Di truyền 2
NGUYỄN TRÍ NHÂN
Email: nhantringuyen.ntn@gmail.com
- Học thuyết trung tâm (Central dogma)
Phiên mã Dịch mã
Tự sao chép
- Quá trình biểu hiện gen ở prokaryote và eukaryote
- PHIÊN MÃ
- Các bước trong quá trình phiên mã:
Khởi đầu, kéo dài và kết thúc
- Khởi đầu phiên mã - RNA polymerase bám lên
promoter thông qua nhân tố σ
• Promoter: phiên mã chỉ bắt đầu tại trình tự promoter. Promoter của vi khuẩn
thường có 2 vùng trình tự bảo tồn nằm ở vị trí ~10 bp hay ~35 bp về phía
“thượng nguồn” (upstream) của điểm khởi đầu phiên mã (+1) gọi là vùng -10
và vùng -35, dài 6 bp. Một số promoter mạnh còn có “UP-element”
• Nhân tố σ: nhân tố khởi đầu phiên mã giúp RNA polymerase bám lên
promoter; nhân tố σ gồm 4 vùng: σ vùng 2 và σ vùng 4 nhận biết trình tự
promoter vùng -10 và vùng -35
• Carboxy-terminal domain của tiểu phần α của RNA polymerase (α-CTD) nhận
biết vùng UP-element
RNA polymerase
+1
Promoter
- Trình tự promoter vùng -10 và vùng -35
• So sánh trên 300 trình tự promoter nhận biết bởi nhân tố σ70 (nhân tố σ
phổ biến nhất) càng giống trình tự bảo tồn promoter càng mạnh
- Khởi đầu phiên mã
- tách mạch khuôn
• σ vùng 2 bắt giữ 2 Nu
của vùng -10 vào các
“pocket” bằng các tương
tác mạnh hơn so với
tương tác giữa 2 cặp
base làm tách mạch
khuôn DNA
Quá trình này được
gọi là chuyển phức hợp
RNA polymerase và
khuôn mẫu từ dạng đóng
(closed complex) sang
dạng mở (open
complex)
- Khởi đầu phiên mã - RNA polymerase đứng yên
• RNA polymerase đứng yên tại promoter và tổng hợp đoạn RNA gồm ít
nhất 10 Nu (không cần mồi) trước khi bước vào giai đoạn kéo dài
Làm DNA khuôn bị kéo ngược lại gọi là quá trình “scrunching”
• Để bước vào giai đoạn kéo dài RNA polymerase phải rời khỏi
promoter (sau khi tổng hợp khoảng 10 Nu) gọi là Promoter escape
Nhờ vào: vùng linker giữa σ vùng 3 và σ vùng 4 tách ra khỏi DNA khuôn
và sự “duỗi ra” của đoạn DNA bị kéo ngược lại trong quá trình “scrunching”
- Kéo dài phiên mã
• RNA polymerase lướt qua
DNA theo cách tương tự quá
trình khởi đầu phiên mã
• RNA polymerase gắn thêm
từng Nu một vào sợi RNA mới
tổng hợp
• Mỗi Nu mới được gắn thêm
vào ở downstream, mỗi cặp
base của DNA khuôn bắt cặp
trở lại ở upstream
• RNA polymerase đồng thời
thực hiện hoạt tính đọc sửa
(proofreading)
- Kết thúc phiên mã
Có 2 cách kết thúc phiên mã:
1. Phụ thuộc Rho: Rho là một homohexamer protein, có khả năng
bám lên vùng trình tự “rut” của RNA đang được phiên mã kích thích
quá trình kết thúc phiên mã, bằng cách kéo RNA ra khỏi RNA polymerase
hoặc kích thích RNA polymerase rời khỏi khuôn DNA (cơ chế chưa rõ)
2. Không phụ thuộc
Rho: do vùng trình
tự tạo cấu trúc kẹp
tóc (“hairpin”) làm
kết thúc phiên mã
bằng cách đẩy RNA
polymerase ra khỏi
RNA và DNA, hoặc giữ
RNA lại làm RNA
polymerase bị biến đổi
cấu hình và tách ra (cơ
chế chưa rõ)
- Phiên mã ở Eukaryote - RNA polymerase &
promoter
1. RNA polymerase: eukaryote có ít nhất 3 loại RNA polymerase (Pol I,
II, và III; thực vật còn có Pol IV và Pol V) có một vài nhân tố khởi
đầu phiên mã khác nhau gọi là: general transcription factor (GTF). Pol
II phiên mã chủ yếu các gene mã hóa protein (protein-coding gene);
Pol I và Pol III phiên mã các gene mã hóa RNA (RNA-coding gene).
2. Promoter: vùng lõi của promoter của Pol II dài khoảng 40 - 60 bp,
gồm nhiều vùng trình tự (element) nằm ở cả upstream và downstream
của vị trí khởi đầu phiên mã
- Phiên mã ở Eukaryote - FACT
• FACT (facilitates chromatin transcription), một heterodimer của 2 protein
Spt16 và SSRP1, giúp phiên mã trên khuôn mẫu chromatin hiệu quả hơn
FACT loại bỏ protein histone H2A•H2B dimer trước khi RNA polymerase
phiên mã, đồng thời hoàn trả H2A•H2B dimer trở lại sau khi RNA polymerase
phiên mã xong
- Phiên mã ở Eukaryote - xử lý RNA sau phiên mã
• Sau khi được phiên mã, RNA mới tạo thành trãi qua các quá trình: gắn
mũ (capping) ở đầu 5’, polyadenyl hóa (polyadenylation) ở đầu 3’
và cắt nối (splicing) trước khi được vận chuyển ra khỏi nhân để
thực hiện dịch mã
1. Capping: gắn mũ 7-methylguanylate, gọi tắt m7G. Xảy ra ngay sau khi
RNA ra khỏi “RNA exit chanel” của RNA polymerase trong quá trình phiên mã
- Phiên mã ở Eukaryote - xử lý RNA sau phiên mã
2. Polyadenyl hóa ở đầu 3’ và kết thúc phiên mã:
• Cắt RNA ở vị trí chuyên biệt, poly-A signal sequence
• Gắn poly A bởi enzyme poly A polymease khoảng 200 A
• Cắt RNA còn sót lại trên RNA polymerase
• Kết thúc phiên mã
poly A polymerase
- Phiên mã ở Eukaryote - xử lý RNA sau phiên mã
3. Splicing: Gene của eukaryote bị chèn giữa bởi các đoạn trình tự
không mang mã (non-coding sequence) gọi là “intron” đoạn mang
mã gọi là “exon” (một số exon là non-coding sequence gồm các vùng
5’ và 3’ không dịch mã (unstranslated region))
splicing: cắt bỏ intron và ghép nối các exon lại
- Intron và Exon
• Số intron trong một gene rất khác biệt: từ 1 intron ở đa số gene của
nấm men (và một ít gene ở người), đến 50 intron trong gene collagen
proα2 của gà, đến 363 intron trong gene Titin của người
• Kích thước của exon và
intron cũng rất khác: intron
thường dài hơn exon; exon
trung bình khoảng 150 Nu,
intron có thể ngắn tương tự
exon nhưng cũng có thể dài
đến 800,000 Nu (800 kb). Ví
dụ: pre-mRNA của gene mã
hóa cho enzyme dihydrofolate
reductase ở động vật hữu
nhũ dài 31 kb, trong đó chỉ có
6 exon với chiều dài tổng chỉ
khoảng 2 kb trên mRNA
Số intron trung bình trong một số loài
- Trình tự cần thiết cho splicing
• Ranh giới giữa intron và exon được đánh dấu bởi trình tự 5’ splice
site và 3’ splice site. Vùng bảo tồn của các trình tự này chủ yếu nằm
trên intron.
• Branch site (branchpoint sequence): là một trình tự cần thiết cho quá
trình splicing, thường theo sau là một “polypyrimidine tract” (Py tract)
Y: pyrimidine (C hay T/U), R: purine (A hay G), N: bất kỳ
- Cơ chế splicing: spliceosome và tự splicing
nhóm I và II
intron lariat
- Alternative splicing
• Một số pre-mRNA có thể được cắt nối theo nhiều hơn 1 cách gọi là alternative
splicing
• Sản phẩm của alternative splicing gọi là các isoform, trung bình ước tính có 90%
hay hơn gene mã hóa cho protein ở người được cắt nối tạo các isoform khác nhau
Thêm tài liệu vào bộ sưu tập có sẵn:
Báo xấu
LAVA
ERROR:connection to 10.20.1.98:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
ERROR:connection to 10.20.1.98:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
Đang xử lý...
Thêm vào BST
Báo xấu
