Bài giảng Sinh học phân tử - Chương 4: Tính tổn định của DNA

Chia sẻ: Minh Vũ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:54

Thêm vào BST

Báo xấu

144
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Sinh học phân tử - Chương 4: Tính tổn định của DNA" trình bày các nội dung: Tái bản gen, nguyên tắc chung của tải bản, các enzyme tham gia tái bản, cơ chế tái bản ở E.coli, các giai đoạn tái bản gen, vấn đề kết thúc tái bản,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Sinh học phân tử - Chương 4: Tính tổn định của DNA

Chương IV: Tính ổn định của DNA (DNA replication) Trịnh Thị Thu Thủy BM: SHPT & CNVS Khoa CNSH
TÁI BẢN GEN (DNA REPLICATION) •  Tái bản đảm bảo tính đặc trưng ổn định của mỗi loài và truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ.
TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA DNA Cấu trúc: - 2 mạch xoắn kép bổ xung - Cấu tạo hóa học các nucleotide Hoạt động: - Cơ chế tái bản: sao chép thông tin di truyền từ 1 thành 2 bản - Cơ thế kiểm tra, sửa chữa sai sót
I. NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA TÁI BẢN •  Tái bản là việc sao chép thông tin từ sợi DNA ban đầu. Kết quả là tạo ra 2 sợi DNA giống hệt nhau. •  Tái bản theo nguyên tắc bán bảo toàn (semi-conservative): Một sợi cũ làm khuôn, tổng hợp thêm 1 sợi mới. –  Do Watson & Crick dự đoán –  Được chứng minh bởi Meselson và Stahl (1958)
1.THÍ NGHIỆM MESELSON-‐STAHL •  Đối tượng: E.coli •  Phương pháp: Đánh dấu đồng vị phóng xạ N15 kết hợp li tâm siêu tốc (ultra- centrifuge) •  Thực hiện 1.  Nuôi E.coli trên môi trường có N15 (nặng) 2.  Chuyển sang môi trường có N14 (Nhẹ) 3.  Tiến hành thu tế bào sau 1, 2, 3 thế hệ và li tâm để xác định tỉ trọng.
•  Trước khi li tâm trộn dịch tế bào với CsCl •  Tỷ trọng xác định theo 3 mức –  Nặng: Gồm N15 –  Trung bình: gồm N14 và N15 –  Nhẹ: gồm N14
SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM MESELSON-‐STAHL
Sự tái bản theo nguyên tắc bản bảo thủ Thí nghiệm của Matthew Meselson và Franklin Stahl (1958) Nguyên tắc bán bảo thủ: giữ lại một mạch đơn cũ và một mạch đơn mới được tổng hợp
Kết quả •  Ban đầu: 100% sợ nặng •  Sau 1 thế hệ: 100% sợi trung bình •  Sau 2 thế hệ: 50% sợi trung bình, 50% sợi nhẹ •  Sau 3 thế hệ? •  Sau 4 thế hệ??
2.CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA TÁI BẢN •  Tái bản theo kiểu bán bảo toàn và gián đoạn •  Sự tái bản bắt đầu tại một hoặc nhiều vị trí đặc biệt trên phân tử DNA và diễn ra theo 2 hướng ngược nhau. Điểm bắt đầu gọi là điểm khởi đầu tái bản (ori) •  Mỗi chạc tái bản gọi là một đơn vị tái bản
•  Tại mỗi chạc tái bản đầu tiên diễn ra quá trình tổng hợp mồi (do các DNA polymerase không có khả năng tự kéo dài) •  Do sự tổng hợp DNA luôn diễn ra theo chiều 5’-3’ nên sự tổng hợp trên 2 sợi khuôn là không giống nhau, một sợi nhanh và một sợi chậm.
ĐIỂM KHỞI ĐẦU TÁI BẢN
II. Tái bản DNA ở prokaryote Mô hình chung -  Xảy ra chỉ ở 1 điểm trên phân tử DNA vòng của prokaryote -  vùng DNA được sao chép từ 1 điểm khởi đầu được gọi là đơn vị tái bản-replicon
CÁC ENZYME THAM GIA TÁI BẢN •  Protein nhận biết và bám vào điểm khởi đầu tái bản (ori) để hình thành phức hợp mở (ở E.coli là dnaA) •  DNA gyrase: mở cuộn DNA siêu xoắn phía trước mỗi chạc tái bản •  Helicase: tháo xoắn các sợi DNA mạch kép, hình thành các vùng sợi đơn (ở E.coli là dnaB) •  Primase: Tổng hợp các đoạn mồi RNA (ở E.coli là protein dnaG
CÁC ENZYME THAM GIA TÁI BẢN (Nếp) •  Protein SSB (single strand binding protein): bám vào vùng DNA sợi đơn do Helicase tách ra, giữ tạm thời không cho DNA xoắn lại. •  DNA polymerase III: là enzyme chính tham gia quá trình tổng hợp DNA, có hoạt tính polymerase 5’-3’ và hoạt tính exonuclease 3’-5’
CÁC ENZYME THAM GIA TÁI BẢN (Nếp) •  DNA polymerase I: vừa cắt bỏ dần đoạn mồi RNA nhờ hoạt tính exonuclease 5’-3’, vừa kéo dài đoạn Okazaki để lấp chỗ trống (ở E.coli là DNA polymerase) •  DNA ligase: Nối các đoạn Okazaki với nhau tạo thành đoạn liên tục
Tái bản DNA ở prokaryote Các nhân tố tham gia vào quá trình sao chép 1.  Topoisomerase: tháo xoắn dạng DNA siêu xoắn thành dạng thẳng
Topoisomerase Topoisomerase I: gắn vào DNA và cắt một trong hai sợi đơn. Sau khi tạo được DNA thẳng thì enzyme này nối chỗ đứt lại Topoisomerase II: Cắt cả hai mạch của phân tử DNA (gyrase của E.coli) Tạo chạc tái bản
Tái bản DNA ở prokaryote Các nhân tố tham gia vào quá trình sao chép v  Helicase: phá vỡ liên kết hydro giữa các bazơ trên 2 sợi đơn bổ sung - Một số gắn trên mạch theo hướng 3’-5’ : các protein của gen Rep -  Một số khác gắn trên mạch theo hướng 5’-3’: helicase II và III
Tái bản DNA ở prokaryote Các nhân tố tham gia vào quá trình sao chép v DNA polymerase: + DNA pol I: tổng hợp lấp chỗ trống khi đoạn mồi tách ra DNA polymerase I chỉ chứa một chuỗi polypeptide + DNA pol II: có chức năng đọc sửa 3’ – 5’ exonuclease, kéo dài chuỗi + DNA polymerase III : là một holoenzyme phức chứa 7 polypeptide khác nhau (α, β, 2γ, δ, ε, µ, 2θ) tổng hợp mạch bổ sung từ đầu 3’OH tự do của mỗi mồi RNA