TRƯ Ờ NG ĐẠ I HỌ C NÔNG NGHIỆ P HÀ NỘ I KHOA: THÚ Y
SINH VIÊN: LƯ Ơ NG QUỐ C HƯ NG Email: lqhungtyak53@gmail.com
- 1 -
ĐỀ CƯ Ơ NG ÔN TẬ P MÔN DI TRUYỀ N ĐỘ NG VẬ T
CHƯ Ơ NG 1:
CÂU 1: Trình bày khái niệ m về hệ gen, băng trên nhiễ m sắ c thể , locus và alen. Phân biệ t các khái niệ m: gen, locus, alen
1, Các khái niệ m :
- Hệ gen: (genome) là mộ t bệ nhiễ m sắ c thể đầ y đủ trong 1 tế bào, ở đó nhiễ m sắ c thể đư ợ c sắ p xế p thành cặ p đư ợ c gọ i là lư ỡ ng bộ i,
mỗ i cặ p nhiễ m sắ c thể đó gồ m 2 nhiễ m sắ c thể giố ng nhau hình thành lên cặ p nhiễ m sắ c thể tư ơ ng đồ ng.
- Băng trên nhiễ m sắ c thể : là từ ng phầ n củ a nhiễ m sắ c thể , đư ợ c hiệ n lên, hoặ c đậ m hơ n hoặ c sáng hơ n so vớ i các phầ n kế bên, do tác
dụ ng củ a các loạ i thuố c nhuộ m đặ c trư ng khác nhau tạ o ra các giớ i hạ n để phân biệ t đặ c thù sai khác giữ a các nhiễ m sắ c thể .
- Locus: Vị trí riêng biệ t củ a 1 gen trên nhiễ m sắ c thể .
- Alen: Các trạ ng thái khác nhau củ a 1 đoạ n ADN tạ i mộ t vị trí riêng biệ t trên nhiễ m sắ c thể .
2, Phân biệ t các khái niệ m:
- Gen: đư ợ c sử dụ ng 1 cách chung chung vớ i 2 nghĩa hoặ c là locus hoặ c là alen.
- Locus: Vị trí riêng biệ t củ a 1 gen trên nhiễ m sắ c thể .
- Alen: Các trạ ng thái khác nhau củ a 1 đoạ n ADN tạ i mộ t vị trí riêng biệ t trên nhiễ m sắ c thể .
CÂU 2: Phân loạ i nhiễ m sắ c thể theo vị trí tâm độ ng, trình bày khái niệ m băng trên nhiễ m sắ c thể , ý nghĩa củ a phư ơ ng pháp hiệ n
băng trong nghiên cứ u kiể u nhân cho mỗ i loài.
*)Phân loạ i nhiễ m sắ c thể theo vị trí tâm độ ng:
- Nhiễ m sắ c thể tâm mút(acrocentric): tâm độ ng ở đầ u mút
- Nhiễ m sắ c thể tâm lệ ch(sub-metacentric): hai vế không đề u nhau
- Nhiễ m sắ c thể tâm giữ a(metacentric): tâm độ ng ở chính giữ a.
*) Băng trên nhiễ m sắ c thể : là từ ng phầ n củ a nhiễ m sắ c thể , đư ợ c hiệ n lên, hoặ c đậ m hơ n hoặ c sáng hơ n so vớ i các phầ n kế bên, do
tác dụ ng củ a các loạ i thuố c nhuộ m đặ c trư ng khác nhau tạ o ra các giớ i hạ n để phân biệ t đặ c thù sai khác giữ a các nhiễ m sắ c thể .
*) Ý nghĩa củ a phư ơ ng pháp hiệ n băng trong nghiên cứ u kiể u nhân cho mỗ i loài.
- Trư ờ ng hợ p có các nhiễ m sắ c thể khác nhau, như ng giố ng nhau về kích thư ớ c và hình dạ ng thì chỉ sau nhi nhuộ m phân hóa (KT hiệ n
băng) thì phân biệ t đư ợ c chúng qua số lư ợ ng, thành phầ n và vị trí các băng đư ợ c hiệ n lên.
- So sánh các kiể u băng trong các ĐV có vú có ý nghĩa để nghiên cứ u về di truyề n giố ng, về chủ ng loạ i phát sinh. Mố i quan hệ di
truyề n giữ a các quầ n thể ĐV, vậ t nuôi, có thể đư ợ c xác đị nh qua so sánh đặ c thù củ a các băng hiệ n trên nhiễ m sắ c thể . Ví dụ : Cặ p
NST thứ 2 ở ngư ờ i là do sự nố i lạ i củ a 2 NST khác ở vư ợ n ngư ờ i.
- Ngiên cứ u sâu hình thái NST và hình thái kiể u nhân củ a các loài ĐV, các giố ng vậ t nuôi.
CÂU 3: Trình bày cấ u trúc phân tử củ a sợ i nhiễ m sắ c, ý nghĩa củ a hình thứ c cấ u trúc này.
*) Cấ u trúc phân tử củ a sợ i nhiễ m sắ c:
- Mặ t hóa họ c: NST bao gồ m phầ n lớ n là axit deoxyribonucleic (DNA), và mộ t lư ợ ng nhỏ protein(histon). Histon có chứ c năng cấ u
trúc và liên kế t, ADN hình thành nên thông tin di truyề n, thông tin này truyề n từ bố mẹ đế n con cái, từ thế hệ này đế n thế hệ khác
thông qua quá trình phân bào: giả m phân và thụ tinh
- Mỗ i NST chứ a 1 phân tử ADN xoắ n kép, rấ t dài kế t hợ p vớ i nhữ ng protein kiề m là histon (có từ 100-200 aa) tạ o thành nhữ ng đơ n vị
cơ sở là nucleosom.
- Nucleosom gồ m 8 phân tử histon ( H2A, H2B, H3 và H4) mà cấ u trúc chung củ a các protein kiề m là: (H2A)2; (H2B)2; (H3)2; (H4)2
phầ n này đư ợ c coi như lõi histon củ a nucleosom.
- Mộ t phân tử ADN gồ m khoả ng 200 cặ p base, trong đó 142 cặ p base quấ n quanh lõi histon. Phầ n còn lạ i là ADN liên kế t giữ a các
nucleosom.
- Histon không phả i là thành phầ n củ a lõi nucleosom như ng nó tham gia vào sự kế t hợ p giư a các nucleosom vớ i nhau.
*) Ý nghĩa củ a hình thứ c cấ u trúc này:
- Sự nén chặ t này giúp hệ gen củ a tế bào đư ợ c chứ a trong thể tích củ a nhân tế bào khoả ng 800-1000 µm3.
-Đả m bả o các đặ c tính và chứ c năng củ a NST như việ c truyề n đạ t thông tin di truyề n,…
- Giúp các gen trên NST có thể bộ c lộ trong các quá trình sao mã và dị ch mã củ a tế bào,..
CÂU 4: Thành phầ n hóa họ c, cấ u trúc không gian củ a phân tửADN?
*) Thành phầ n hóa họ c ADN:
- ADN là 1 polyme lớ n đư ợ c trùng hợ p từ các phân tử đơ n vị là các nucleotide.
- Mỗ i nucleotide đư ợ c cấ u tạ o từ 3 thành phầ n:
+ Axit phosphoric: H3PO4
+ Đư ờ ng pentose
+ Các base nitơ : A, T, G, C
- Trong đó Axit phosphoric và Đư ờ ng pentose là giố ng nhau ở tấ t cả các nucleotide, chỉ riêng thành phầ n base nitơ là khác nhau giữ a
các nucleotide. Do đó tạ o ra 4 loạ i nucleotide phụ thuộ c vào loạ i base cấ u tạ o nên: A, T, G, C. Trong đó A và G thuộ c nhóm purin có
cấ u trúc vòng kép; T và C thuộ c nhóm pyrimidin có cấ u trúc vòng đơ n.
- Trong 1 nucleotide thì phân tử đư ờ ng pentose làm trung tâm, các base nitơ liên kế t vớ i C1 củ a đư ờ ng, còn axit phosphoric liên kế t C5
củ a phân tử đư ờ ng.
- Các nucleotide liên kế t tạ o nên phân tửADN polymer. Các nucleotide liên kế t vớ i nhau qua nhóm phosphat, trong đó nhóm
phosphat ở 5’ củ a nucleotide tiế p sau sẽ phả n ứ ng vớ i nhóm OH ở vị trí 3’ củ a nucleotide trư ớ c nó tạ o liên kế t phosphodiester. Cứ
như vậ y mạ ch ADN đư ợ c kéo dài ra theo hư ớ ng 5’-3’ tạ o nên đầ u 5’-phosphat và 3’-OH
*) Cấ u trúc không gian củ a phân tử ADN
+) Năm 1953 Đư ợ c James Waston và Fransis Cric mô tả như sau:
TRƯ Ờ NG ĐẠ I HỌ C NÔNG NGHIỆ P HÀ NỘ I KHOA: THÚ Y
SINH VIÊN: LƯ Ơ NG QUỐ C HƯ NG Email: lqhungtyak53@gmail.com
- 2 -
- Phân tửADN gồ m 2 mạ ch poly nucleotide liên kế t vớ i nhau và quấ n quanh mộ t trụ c chung ( trụ c ả o). Khung deoxyribose-photphat
ở phía ngoài.
- Các base hư ớ ng vào phía trong củ a chuỗ i xoắ n kép, mặ t phẳ ng củ a các base song song vớ i nhau và thẳ ng góc vớ i trụ c ả o củ a chuỗ i
xoắ n. Mỗ i base củ a mạ ch này đư ợ c nố i vớ i base củ a mạ ch kia bằ ng nhữ ng kiên kế t hydro và các base luôn bắ t cặ p theo nguyên tắ c bổ
sung: A vớ i T,G vớ i C, trong đó A liên kế t vớ i T bằ ng 2 liên kế t hidro còn C liên kế t vớ i G bằ ng 3 liên kế t hidro.
- Theo nguyên tắ c bổ sung này mà trong 1 chuỗ i ADN bao giờ tổ ng lư ợ ng base loạ i A cũng bằ ng tổ ng lư ợ ng base loạ i T, và G bao giờ
cùng bằ ng C. Điề u này đư ợ c Chargaff và cộ ng sự phát hiệ n 1950 đãđư ợ c: A+G = C+T
- Đư ờ ng kính củ a chuỗ i xoắ n kép là 2,0 nm. Mặ t phẳ ng củ a các base liề n kề nhau thì cách nhau 0,34 nm. Mộ t vòng xoắ n có 10 cặ p
base và có chiề u dài là 3,4 nm.
CÂU 5: Vì sao ADN đư ợ c tự nhiên lự a chọ n làm vật chấ t mang thông tin di truyề n?
ADN đáp ứ ng đư ợ c đư ợ c nhữ ng đòi hỏ i tấ t yế u củ a vậ t chấ t di truyề n
-Vậ t chấ t di truyề n phả i tàng trữ tấ t cả các thông tin cầ n thiế t để điề u khiể n nhữ ng cấ u trúc đặ c trư ng và hoạ t độ ng trao đổ i
củ a tế bào. Nhữ ng chứ c năng riêng biệ t củ a cơ thể số ng liên quan tớ i sự đa dạ ng củ a protein mà mỗ i protein đư ợ c quy đị nh bở i 1
đoạ n ADN. Đoạ n ADN này đặ c trư ng bở i kích thư ớ c và trình tự các nucleotide đư ợ c sắ p xế p trong đó. Vớ i 4 loạ i nucleotide tổ hợ p tự
do vớ i nhau và vớ i kích thư ớ c đoạ n ADN tùy ý thì có thể tạ o ra vô số các gen. Vì vậ y ADN tàng trữ tấ t cả các thông tin di truyề n.
-Vậ t chấ t di truyề n phả i đư ợ c tái bả n mộ t cách chính xác để truyề n đạ t thông tin cho thế hệ sau. Nguyên tắ c bổ xung( A-T, G-
C) theo suố t chiề u dài củ a 2 mạ ch poly nucleotide trong chuỗ i xoắ n kép nói lên khả năng nhân đôi chính xác củ a nó. Các base liên kế t
vớ i nhau bằ ng liên kế t hydro là 1 liên kế t yế u. Liên kế t hydro rấ t dễ đư ợ c thiế t lậ p cũng như rấ t dễ bị loạ i bỏ . Đây là 1 đặ c điể m rấ t
thuậ n lợ i cho việ c tháo xoắ n, tách ADN thành 2 mạ ch đơ n để làm khuôn rồ i tổ ng hợ p mạ ch mớ i theo nguyên tắ c bổ sung và kế t quả
lag hình thành 2 chuỗ i xoắ n mớ i giố ng hệ t chuỗ i ban đầ u.
-Vậ t chấ t di truyề n có khả năng sả y ra và ghi nhậ n nhữ ng biế n đổ i thông tin, khi các thông tin đã biế n đổ i phả i đư ợ cổ n đị nh
và di truyề n đư ợ c. Có nhiề u tác độ ng có thể xả y ra làm thay đổ i thành phầ n base ở vị trí nào đó trên chuỗ i ADN. Từ đó mã di truyề n
thay đổ i dẫ n tớ i thay đổ i chứ c năng củ a gen. Nhữ ng trạ ng thái khác nhau củ a 1 gen là nguyên nhân củ a tính đa dạ ng di truyề n ở sinh
vậ t.
CÂU 6: Anh hãy trình bày hiệ n tư ợ ng biế n nạ p, ý nghĩa củ a hiệ n tư ợ ng.
*) Hiệ n tư ợ ng biế n nạ p:
- Biế n nạ p là hình thứ c lai đặ c biệ t ở vi khuẩ n, khi ADN củ a vi khuẩ n cho gắ n vào tế bào vi khuẩ n nhậ n. Hiệ n tư ợ ng này còn xảy ra ở
các loài vi khuẩ n khác.
- Thí nghiệ m củ a Griffith làm trên phế cầ u khuẩ n năm 1928. Phế cầ u khuẩ n có 2 dòng: S và R.
+ Dòng S có khuẩ n lạ c nhẵ n, bên ngoài đư ợ c bao bọ c bở i 1 lớ p giáp mô có bả n chấ t là polysaccharit, đây là cơ quan sả n sinh độ c tố .
+ Dòng R khuẩ n lạ c sầ n sùi, không có giáp mô do vậ y không sả n sinh độ c tố . Trong điề u kiệ n bình thư ờ ng cả 2 dòng S và R có đặ c
tính di truyề n ổ n đị nh.
+ Tiế n hành thí nghiệ m:
- Dùng dòng S tiêm cho chuộ t thì chuộ t chế t do viêm phổ i vậ y dòng S có độ c tố và có khả năng gây bệ nh.
- Dùng dòng R tiêm cho chuộ t thì chuộ t bình thư ờ ng, không mắ c bệ nh như vậ y dòng R không độ c, không gây bệ nh.
-Đem dòng S xử lý nhiệ t trộ n vớ i dòng R còn số ng sau đó tiêm cho chuộ t thì kế t quả là chuộ t bị mắ c bệ nh và chế t, trên cơ thể
chuộ t ngư ờ i ta tìm thấ y dòng S có màng polysaccharit.
- 1944, Avery và cộ ng sự đã làm sáng tỏ . Hiệ n tư ợ ng độ t biế n chỉ sả y ra 1 chiề u từ S sang R vớ i tầ n số rấ t thấ p, vì vậ y cơ chế độ t biế n
từ R sang S không đư ợ c chấ p nhậ n.
+ Thí nghiệ m củ a ông:
- Dùng dòng R cho vào nư ớ c chiế t từ dòng S đã bị sử lý bở i nhiệ t thì xuấ t hiệ n sự biế n đổ i từ R thành S. Chế phẩ m tinh khiế t
từ nư ớ c chiế t là các đoạ n ADN tự do(củ a dòng S) đã xâm nhậ p vào dòng R.
- Kế t quả dòng R có nhữ ng biể u hiệ n di truyề n củ a dòng S: tạ o thành màng polysaccharit, có khả năng gây độ c, khuẩ n lạ c
nhẵ n.
-Như vậ y nhân tố gây biế n nạ p là ADN, chúng bị phân giả i bở i enzyme deoxyribonase.
*) Ý nghĩa củ a hiệ n tư ợ ng:
- Chứ ng minh ADN mang thông tin di truyề n và truyề n đạ t thông tin di truyề n đó.
- Vậ t chấ t thông tin đư ợ c quy đinh bở i ADN mà không bở i 1 phầ n nào khác trong tế bào.
CÂU 7: Anh hãy trình bày hiệ n tư ợ ng tả i nạ p, ý nghĩa củ a hiệ n tư ợ ng.
Trả lờ i:
*) Hiệ n tư ợ ng tả i nạ p: là sự truyề n các thông tin di truyề n (ADN) từ vi khuẩ n cho sang vi khuẩ n nhậ n nhờ mộ t thự c khuẩ n thể . Thự c
khuẩ n thể làm nhiệ m vụ chuyể n nhữ ng gen khác nhau củ a vi khuẩ n này sang vi khuẩ n khác, thông thư ờ ng là 1-2 gen, đôi khi là 3 gen
liên kế t chặ t chẽ .
- Hiệ n tư ợ ng này đư ợ c nghiên cứ u kĩ ở 1 số vi khuẩ n như : salmonella Typhimurium, Escherrichia Coli, Shigella Staphylococcus.
- Ngư ờ i ta phân lậ p các dòng vi khuẩ n Salmonella Typhimurium tù chuộ t bị bệ nh số t.
- Dòng 2A và dòng 22A. Dòng 22A mang độ t biế n mấ t khả năng tổ ng hợ p Tryptophan vì vậ y khi muố n nuôi cấ y phả i cho vào môi
trư ờ ng có chấ t Tryptophan. Dòng 2A không bị độ t biế n nên vẫ n có khả năng tự tổ ng hợ p Tryptophan và phát triể n bình thư ờ ng trong
môi trư ờ ng không có Tryptophan.
- Dùng 1 bình chữ U, đáy đư ợ c ngăn bở i 1 màng lọ c vi khuẩ n ngăn ko cho vi khuẩ n đi qua như ng vẫ n cho thự c khuẩ n đi qua đư ợ c.
Đem cấ y dòng 22A vào 1 nhánh, cấ y 2A vào nhánh thứ 2.
TRƯ Ờ NG ĐẠ I HỌ C NÔNG NGHIỆ P HÀ NỘ I KHOA: THÚ Y
SINH VIÊN: LƯ Ơ NG QUỐ C HƯ NG Email: lqhungtyak53@gmail.com
- 3 -
- Mộ t thờ i gian sau thấ y phía bên chứ a dòng 22A xuấ t hiệ n 1 số vi khuẩ n tổ ng hợ p đư ợ c Tryptophan, tuy nhiên số lư ợ ng ko nhiề u,
nhánh bên kia vẫ n phát triể n bình thư ờ ng. Tầ n số xuấ t hiệ n là 105. Đây ko phả i là tầ n số độ t biế n nghị ch từ Tr- sang Tr+, vì dòng 22A
có tính ổ đị nh di truyề n cao. Đồ ng thờ i ko tìm thấ y nhân tố biế n nạ p trong môi trư ờ ng(ADN tự do)
-Ở đây, sự chuyể n dị ch chấ t liệ u di truyề n từ vi khuẩ n này (2A) sang vi khuẩ n khác (22A) là do thự c khuẩ n thể đả m nhiệ m. Thự c
khuẩ n thể ngoài chấ t liệ u di truyề n củ a mình còn có thêm 1 mẩ u chấ t liệ u di truyề n củ a vi khuẩ n 2A do lấ y đc trong quá trình xâm
nhiễ m. Thự c khuẩ n thể từ bên nhánh chứ a vi khuẩ n 2A, qua màng lọ c vi khuẩ n cả m nhiễ m vào 1 số tế bào dòng 22A và truyề n cho
chúng 1 mẩ u thông tin củ a dòng 2A mà chúng lấ y đư ợ c trong đó chứ a thông tin tổ ng hợ p Tryptophan. Đoạ n NST ngoạ i lai này trở
thành 1 bộ phậ n gắ n liề n vớ i NST củ a tb vi khuẩ n làm thay đổ i kiể u gen củ a vi khuẩ n nhậ n.
*) Ý nghĩa củ a hiệ n tư ợ ng:
- Chứ ng minh vai trò củ a ADN trong di truyề n.
CÂU 8: Anh hãy trình bày cấ u trúc và hoạ t độ ng di truyề n củ a virus và thự c khuẩ n thể , ý nghĩa?
- Virus có khả năng gây nhiễ m tb độ ng vậ t, tế bào thự c vậ t và các tb vi khuẩ n, riêng loạ i virus gây nhiễ m tb vi khuẩ n gọ i là thự c
khuẩ n thể (bacterriophage). Virus xâm nhậ p vào tb vi khuẩ n và hủ y hoạ i vi khuẩ n.
- Thự c khuẩ n thể chư a có cấ u tạ o tb vì vậ y chúng chỉ có khả năng số ng và phát triể n đư ợ c ở trong tb vi khuẩ n.
- Virus là thự c khuẩ n thể kí sinh ở mứ c độ di truyề n, chúng sử dụ ng bộ máy sinh tổ ng hợ p củ a tb kí chủ để sả n xuấ t gen và protein củ a
mình để hình thành các virus và các thự c khuẩ n thể mớ i.
*) Cấ u trúc:
- Thự c khuẩ n thể T2 gây nhiễ m vi khuẩ n trự c tràng E.Coli đc nghiên cứ u đầ y đủ nhấ t.
+ Có 2 phầ n: đầ u và đuôi. Cấ u trúc rấ t đơ n giả n, bao gồ m 1 phân tử ADN chiế m 40% và 1 vỏ bọ c protein chiế m 60%. Đầ u hình lụ c
giác chứ a vậ t liệ u di truyề n là ADN, đuôi kéo dài có thể co giãn, tậ n cùng là 1 đế phẳ ng mang nhiề u sợ i nhỏ .
*) Hoạ t độ ng di truyề n:
- Thự c khuẩ n phá hủ y tb vi khuẩ n theo cơ chế sau:
+ Phầ n đuôi T2 gắ n vào tb vi khuẩ n, tiế t enzyme tiêu hủ y vách tb. Sử dụ ng đuôi như kiể u cái bơ m đẩ y ADN củ a nó vào tb vi khuẩ n.
Trong tb vi khuẩ n, ADN này tái bả n nhiề u lầ n, tạ o 1 lư ợ ng lớ n ADN virus sau đó sử dụ ng bộ máy tế bào vi khuẩ n tổ ng hợ p protein để
tạ o vỏ và đuôi củ a virus. Cuố i cùng các thự c khuẩ n thể T2 hoàn chỉ nh đư ợ c hình thành. Trong khoả ng 15-45 phút sau khi xâm nhậ p tb
vi khuẩ n, từ 1 thự c khuẩ n thể có thể sinh ra thành 100 đế n 300 thự c khuẩ n thể mớ i.
- Thự c chấ t chỉ có ADN củ a thự c khuẩ n thể đi vào tb vi khuẩ n còn lớ p vỏ ở lạ i bên ngoài và tiêu biế n đi.
*) Ý nghĩa:
- ADN quyế t đị nh tính di truyề n, trao đổ i chấ t và sinh sả n.
CÂU 9: Bằ ng chứ ng nào khẳ ng đị nh ADN đư ợ c tái bả n theo cơ chế bán bả o toàn. Trình bày cơ chế chung và các yế u tố tham gia quá
trình sao chép.
*) Bằ ng chứ ng khẳ ng đị nh ADN đư ợ c tái bả n theo cơ chế bán bả o toàn là thí nghiệ m củ a M.Meselson và F.Stahl.
- Năm 1957 J.Stent và M.Delbruck đãđư a ra ba kiể u sao chép ADN có thể đó là:
+ Kiể u bả o toàn: chuỗ i ADN xoắ n kép ban đầ u đc giữ nguyên trong khi chuỗ i xoắ n kép mớ i hình thành hoàn toàn từ nguyên liệ u mớ i.
+ Kiể u bán bả o toàn: chuỗ i ADN xoắ n kép mớ i hình thành gồ m 1 sợ i cũ củ a cha mẹ và 1 sợ i đc tổ ng hợ p hoàn toàn từ nguyên liệ u
mớ i.
+ Kiể u phân tán: trong quá trình tái bả n, các sợ i ADN cũ đứ t ra thành các đoạ n nhỏ làm khuôn để tổ ng hợ p thành 1 đoạ n nhỏ mớ i, sau
đó các đoạ n nhỏ nố i lạ i vớ i nhau. Do vậ y sau khi tổ ng hợ p, mỗ i sợ i mớ i đề u chứ a cả các đoạ n ADN cũ và mớ i.
-M. Meselson và F. Stahl đã chứ ng minh chỉ có kiể u nử a bả o toàn là đúng:
- Thí nghiệ m đc tiế n hành:
+ Vk E.Coli đc nuôi nhiề u thế hệ trên môi trư ờ ng chỉ có duy nhấ t là15NH4Cl do vậ y sau quá trình nuôi toàn bộADN củ a E.Coli chỉ
chứ a 15N nặ ng, khác vớ i ADN bình thư ờ ng chứ a 14N nhẹ . Hai loạ i ADN này có thể phân biệ t bằ ng cách ly tâm trong gradien nồ ng độ
củ a Cesi Clorua(CsCl) nó sẽ cho 2 vạ ch nặ ng và nhẹ .
+ Sau đó đư a E.Coli có ADN nặ ng vào nuôi ở mt chỉ chứ a 14NH4Cl (nhẹ ) 1 số thế hệ và sau mỗ i thế hệ đề u tách ADN và cho ly tâm.
+ Sau thế hệ thứ nhấ t nế u sợ i kép ADN hình thành theo cơ chế kiể u bán bả o toàn hoặ c phân tán thì khi ly tâm ta sẽ chỉ có 1 vạ ch trung
bình giữ a chuỗ i nặ ng và chuỗ i nhẹ . Thự c tế thí nghệ m đã cho thấ y đúng như vậ y. Loạ i bỏ giả thiế t về khả năng ADN đc tổ ng hợ p theo
kiể u bả o toàn.
+ Sau thế hệ thứ hai, nuôi trên môi trư ờ ng chứ a 14N nhẹ , các tác giả nhậ n đc 2 vạ ch nhẹ và trung bình trong ố ng nghiệ m, chứ ng tỏ quá
trình tổ ng hợ p ADN đã diễ n ra theo kiể u bán bả o toàn vì nế u theo kiể u phân tán thì chỉ có thể có 1 vạ ch giố ng vớ i vạ ch trung bình.
*) Cơ chế chung quá trình sao chép:
- Quá trình sao chép là 1 quá trình phứ c tạ p, có 1 số điể m khác biệ t giữ a tb Eukaryota và Prokaryote song nhìn chung nó vẫ n tuân theo
1 cơ chế chung đó là:
+ Các lk hydro ổ n đị nh cấ u trúc xoắ n và gắ n 2 mạ ch vớ i nhau phả i bị phá vỡ và tách rờ i 2 mạ ch.
+ Phả i có đoạ n mồ i ADN hay ARN mạ ch đơ n ngắ n bắ t cặ p vớ i mạ ch đơ n khuôn.
+Đủ 4 loạ i deoxy nucleotide triphosphat ( dATP, dGTP, dCTP, dTTP) bắ t cặ p bổ sung vớ i các nucleotide mạ ch khuôn.
+ Mạ ch mớ i tổ ng hợ p theo hư ớ ng 5’-P đế n 3’- OH
+ Các nucleotide mớ i đc nố i vớ i nhau bằ ng lk cộ ng hóa trị để tạ o mạ ch mớ i.
*) Các yế u tố tham gia quá trình sao chép:
- Enzyme ADN helicase: tách 2 mạ ch đơ n trong chuỗ i xoắ n kép ADN bằ ng cách cắ t các lk hydro nhờ sử dụ ng năng lư ợ ng từ các ATP
-Protein SSB (protein bám vào các chuỗ i ADN đơ n) các protein bám vào các chuỗ i ADN đơ n sau khi đc tách ra từ chuỗ i xoắ n kép
do enzyme helicase, ngăn cả n 2 chuỗ i đơ n ko gắ n lạ i vớ i nhau và đồ ng thờ i ngăn chặ n 1 chuỗ i đơ n gấ p khúc lạ i tạ o thành 1 vòng và
ko tạ o ra vùng tự bổ sung.
TRƯ Ờ NG ĐẠ I HỌ C NÔNG NGHIỆ P HÀ NỘ I KHOA: THÚ Y
SINH VIÊN: LƯ Ơ NG QUỐ C HƯ NG Email: lqhungtyak53@gmail.com
- 4 -
-Các primer: là các đoạ n ARN mồ i (10-60 nucleotide) đc tổ ng hợ p nhờ xúc tác củ a ARN primase và có trình tự các nucleotide bổ
sung vớ i đoạ n ADN khuôn.
-ADN polymerase: ngày nay ngư ờ i ta tìm thấ y 3 loạ i ADN polymerase, mỗ i loạ i ADN polymerase có 1 chứ c năng:
+ ADN polymerase I: thay thế các ARN primer bằ ng trình tự nucleotide củ a ADN.
+ ADN polymerase II: chư a hiể u hế t chứ c năng củ a nó như ng chứ c năng chính là sử a chữ a ADN bị tổ ng hợ p sai.
+ ADN polymerase III: có vai trò quan trọ ng trong việ c kéo dài chuỗ i ADN mớ i bằ ng cách bám vào sợ i khuôn và lắ p các nucleotide
bổ sung vào vị trí tư ơ ng ứ ng và nố i dài ADN từ primer.
-ADN ligase: hàn gắ n các đoạ n Okazaki để làm liề n mạ ch ADN mớ i đc tổ ng hợ p trên chuỗ i muộ n. Enzyme ADN ligase ko thể nố i 2
phân tử củ a chuỗ i đơ n ADN mà chuỗ i ADN đc nố i phả i là 1 phầ n củ a phân tử xoắ n kép ADN.
CÂU 10:Ở mứ c độ phân tử , quá trình nào đả m bả o thông tin di truyề n đc truyề n đạ t chính xác từ thế hệ này sang thế hệ khác? Trình
bày cụ thể quá trình đó?
-Ở mứ c độ phân tử , quá trình đả m bả o thông tin di truyề n đc truyề n đạ t chính xác từ thế hệ này sang thế hệ khác là quá trình sao chép
ADN.
*) Quá trình đó diễ n ra như sau:
- Dư ớ i td củ a enzyme ADN helicase các lk hydro bị cắ t đứ t, chuỗ i xoắ n kép mở xoắ n, khi đó 2 nhánh củ a chuỗ i ADN tách nhau ra,
các protein SSB bám vào mỗ i sợ i đơ n để ngăn ko cho chúng cặ p đôi trở lạ i vớ i nhau và các sợ i ADN đơ n ko gấ p khúc.
- Quá trình tổ ng hợ p trên 2 sợ i khuôn mẫ u này là khác nhau do nguyên tắ c sợ i mớ i chỉ đc tổ ng hợ p theo chiề u 5’-3’.
- Đố i vớ i chuỗ i sớ m ( 3’-5’) khi hai sợ i ADN đơ n tách ra thìenzyme ARN primase bám vào và tổ ng hợ p mộ t đoạ n ARN mồ i(do
ADN polymerase III ko có khả năng gắ n 2 nucleotide tự do vớ i nhau mà nó chỉ có khả năng xúc tác tổ ng hợ p kéo dài phân tửADN
tiế p tụ c từ primer). Sau đó enzyme ADN polymerase III bám vào và tiế p tụ c kéo dài chuỗ i ADN bằ ng cách gắ n các nucleotide trong
tế bào đãđc hoạ t hóa có khả năng cặ p đôi vớ i các gố c base tư ơ ng ứ ng củ a mạ ch gố c (khuôn), hình thành nên chuỗ i bổ sung mớ i.
- Do enzyme ADN polymerase chỉ có thể thêm nucleotide ở đầ u 3’ củ a nhánh ADN mớ i đang dài ra, sự sao chép chỉ sả y ra theo
hư ớ ng 5’-3’.
- Trên nhánh khuôn có chiề u 5’-3’ thì quá trình tổ ng hợ p mạ ch mớ i theo chiề u 5’-3’ ko thể thự c hiệ n cùng chiề u vớ i chiề u mở củ a
chạ c sao chép mà nó phả i tổ ng hợ p theo chiề u ngư ợ c lạ i vớ i chiề u mở củ a chạ c sao chép và đc tổ ng hợ p khi ADN mở đc khoả ng
1000-2000 nucleotide.
- Quá trình tổ ng hợ p sả y ra trên chuỗ i muộ n(5’-3’): khi chạ c sao chép đc mở ra thì trên chuỗ i muộ n các protein SSB bám vào sợ i đơ n
làm khuôn. Các protein này bám vào khoả ng 1000 nucleotide liên tụ c sau đó enzyme primase mớ i tổ ng hợ p đoạ n ARN mồ i, sau đó
ADN polymerase III tiế p tụ c kéo dài chuỗ i ADN mớ i theo chiề u ngư ợ c lạ i vớ i chạ c sao chép đang đc mở để tạ o nên nhũng đoạ n ADN
mớ i đc gọ i là các đoạ n Okazaki. Khi đoạ n Okazaki mớ i đc hoàn chỉ nh, đoạ n ARN mồ i đc loạ i bỏ và thay thế là các nucleotide củ a
ADN nhờ td củ a enzyme ADN polymerase I.
+ Cuố i cùng nhữ ng mả nh Okazaki đc nố i lạ i vớ i nhau bở i 1 enzyme khác là ADN ligase.
CÂU 11: Trình bày cấ u trúc củ a gen?
- Đoạ n ADN đặ c thù mã hóa cho 1 phân tử polypeptide đặ c thù, chuỗ i polypeptide đc tạ o ra qua quá trình dị ch mã từ phân tử mARN.
- Gen cấ u trúc: đoạ n ADN bao gồ m tấ t cả các nucleotide đc phiên mã vào mARN.
- Nhánh ADN mà từ đó mARN đc tạ o ra là nhánh có nghĩa(nhánh khuôn mẫ u) còn nhánh còn lạ i là nhánh đố i nghĩa.
- Gen cấ u trúc bao gồ m:
+ Chuỗ i dẫ n đư ờ ng: vùng không phiên dị ch phía trư ớ c bộ ba khở i đầ u, chỗ để cho riboxom bám vào
+ Gen cấ u trúc: Từ nucleotide mà tạ i đó thự c sự sự phiên mã bắ t đầ u (vùng khở i đầ u phiên mã) đế n đoạ n cuố i là vùng kế t thúc phiên
mã.
+ Chuỗ i kéo theo: vùng không phiên dị ch sau bộ ba kế t thúc cầ n thiế t cho quá trình sử lý mARN.
- Vùng ngay sát vùng phía trư ớ c vùng bắ t đầ u phiên mã là đặ c biệ t quan trọ ng vìđó là vùng mà ARN polymerase bám vào trư ớ c khi
bắ t đầ u phiên mã. Vùng này là gen khở i độ ng (promoter), điể m khở i đầ u phiên mã trên ADN. Promoter bao gồ m chuỗ i các gố c base
đặ c thù , chuỗ i này có khả năng bả o thủ cao, chuỗ i base tư ơ ng tự tồ n tạ i ở hầ u hế t các gen.
+ Chuỗ i base đầ u tiên củ a promoter củ a gen ở độ ng vậ t bậ c cao là TATAAA (gọ i là hộ p TATA), nằ m ở vị trí bao gồ m 25 gố c base
ngư ợ c lên, tứ c khoả ng vị trí -25.
+ Chuỗ i GGCCAATCT( hộ p GAAT) ở vị trí khoả ng -75
+ Chuỗ i GGGCGG( hộ p GC) ở vị trí khoả ng -90
+ Nhữ ng hộ p này là vị trí cho sự nhậ n dạ ng và là chỗ bám vào củ a protein điề u hòa (nhân tố điề u hòa), các nhân tố này giúp cho ARN
polymerase tìm đc vị trí chính xác cho sự bắ t đầ u quá trình phiên mã. Chúng điề u khiể n quá trình phiên mã.
+Ở prokaryota, chúng cũng có chuỗ i base bả o thủ tư ơ ng tự ở promoter củ a chúng đó làTATAAT và TTGACA
- Sự kế t thúc phiên mã thự c sự kéo dài qua phầ n vùng kế t thúc. Sau đó enzyme chư a biế t rõ nguồ n gố c cắ t quá trình phiên mã ở vùng
kế t thúc. Không có chuỗ i base phù hợ p cho vùng này, như ng có vùng bả o thủ cao vớ i chuỗ i base AATAAA( AAUAAA ở mARN), có
khoả ng 10-30 gố c base đóng ở vùng kế t thúc, vùng này như vùng nhậ n dạ ng cho nhân tố điề u khiể n quá trình cắ t phiên mã.
CÂU 12: Thế nào là hiệ n tư ợ ng gen phân cắ t, trình bày quá trình trư ở ng thành củ a mARN.
*) Hiệ n tư ợ ng gen phân cắ t:
- ĐV có nhân chuẩ n phầ n lớ n gen cấ u trúc là dài hơ n, chứ a các phầ n mà chúng ko có mặtở mARN vào thờ i gian trả i qua quá trình
phiên dị ch là intron, các vùng có mặ t ở mARN trư ở ng thành là exon.
- Gen chứ a intron đư ợ c gọ i là gen phân cắ t, mARN đầ u tiên chư a trư ở ng thành là bả n sao đầ u tiên củ a toàn bộ gen cấ u trúc, bao gồ m
cả exon và intron.
- Trư ớ c khi mARN di chuyể n từ nhân ra tế bào chấ t, intron đc loạ i ra và các exon đc nố i lạ i vớ i nhau trong quá trình nố i ARN. Do vậ y
ARN trư ở ng thành chỉ bao gồ m các exon.
TRƯ Ờ NG ĐẠ I HỌ C NÔNG NGHIỆ P HÀ NỘ I KHOA: THÚ Y
SINH VIÊN: LƯ Ơ NG QUỐ C HƯ NG Email: lqhungtyak53@gmail.com
- 5 -
- Sự nhậ n dạ ng và sự loạ i intron hoạ t độ ng đc là do ở mỗ i intron có hai gố c base đầ u tiên ở đầ u 5’ và hai gố c base cuố i cùng ở đầ u 3’
là bả o thủ cao, chúng giố ng nhau ở hầ u hế t tấ t cả các intron (GU và AG). Do thứ tự gố c base đc thể hiệ n dẫ y mã hóa củ a ADN, cho
nên quy tắ c này gọ i là GU-AG.
- Gen cấ u trúc gồ m khoả ng 1000 gố c base(1 kb) đế n hơ n 2 triệ u gố c base(2000 kb), vớ i trung bình khoả ng 100kb. Trong khi đó, số
lư ợ ng axit amin trong 1 polypeptide khoả ng 200 đế n 5000, trung bình khoả ng 330 a.a. mARN chỉ bao gồ m khoả ng 600 gố c base cho
đế n 15kb vớ i trung bình khoả ng 1kb. Nên exon chiế m 1 tỷ lệ nhỏ trong gen cấ u trúc, phầ n lớ n ADN củ a gen cấ u trúc là chứ a intron,
các exon là 1 đơ n vị hoạ t độ ng, đc lắ p ghép theo nhữ ng sự phố i hợ p khác nhau để tạ o ra các polypeptide.
*) Quá trình trư ở ng thành củ a mARN
- Ngoài việ c cắ t bỏ intron, sự sao mãmARN ban đầ u cũng đc thay đổ i theo 2 cách:
+ Đầ u 5’ đc bả o vệ bằ ng mũ 5’ bao gồ m các nucleotide G đãđc methyl hóa.
+Ở đầ u kia, đuôi poly A đc thêm vào, đuôi poly A này bao gồ m 1 số lư ợ ng khác nhau (trung bình 100-200) củ a A
+ Vì mũ 5’ và đuôi poly A có vai trò quan trọ ng đố i vớ i mARN trư ở ng thành, các vùng khở i đầ u và kế t thúc sự phiên mã củ a gen đôi
khi đc gọ i là vùng mã và vùng poly A.
+ Chuỗ i nucleotide AAUAAA ở vị trí gố c base từ thứ 10 đế n 30 phía trư ớ c vùng poly A đc gọ i là dấ u hiệ u poly Adenine hóa. Poly
Adenine hóa là quá trình bổ sung chuỗ i poly A vào đầ u 3’- OH củ a mARN.
- Có nhữ ng đoạ n ADN mà chứ c năng duy nhấ t củ a nó là tạ o ra hoặ c tARN hoặ c rARN gọ i là gen. Gen là 1 đoạ n củ a phân tử ADN
tạ o ra phân tử ARN có chứ c năng.
CÂU 13: Trình bày sự điề u hòa hoạ t độ ng củ a gen.
- Quá trình mở hay đóng gen bị chi phố i bở i protein điề u hòa.
- Protein điề u hòa là sả n phẩ m củ a gen điề u hòa để điề u hòa hoạ t độ ng củ a các gen khác, protein này bám vào hoặ c tách khỏ i đoạ n
chuỗ i base chuyên biệ t trên ADN, chuỗ i base này có tính bả o thủ cao: hộ p TATA, hộ p GAAT, hộ p GC.
- Chuỗ i base có chứ c năng tư ơ ng tự như ng nó ko đóng bên trong gen khở i độ ng là gen tăng cư ờ ng. Gen tăng cư ờ ng nằ m ở phía trư ớ c,
phía sau, đôi khi bên trong gen cấ u trúc (trong intron), 1 số đóng ở các vùng lân cậ n củ a gen cấ u trúc, 1 số nằ m rấ t xa, có thể cách
20kb.
- Protein điề u hòa bả o đả m tiế n hành các hoạ t độ ng kiể m soát quá trình phiên mã bằ ng cách bám vào gen tăng cư ờ ng hay gen khở i
độ ng. Protein điề u hòa có chung 1 hoặ c nhiề u chuỗ i a.a, chúng đc gọ i là cấ u hình a.a dư ớ i các tên khác nhau.
+ VD: ngón tay kẽ m( Zinger finger) là cấ u trúc đc tạ o ra bở i sự nhắ c đi nhắ c lạ i củ a cặ p phân tử Cysteine, cặ p Cysteine đc phân cắ t ra
bở i 2 hoặ c 3 a.a khác, tiế p theo là 10 hoặ c số lư ợ ng a.a tư ơ ng tự lặ p đi lặ p lạ i bở i cặ p phân tử histidine, chúng cũng bị phân chia cắ t 2
hoặ c cắ t 3 a.a khác nhau. Khi phố i hợ p vớ i phân tử Zn, 2 Cysteine lk vớ i 2 histidine và các a.a ở giữ a hình thành lên cái vòng như
nhữ ng ngón tay, có khả năng bám vào ADN.
+ Khóa leucine, nó bao gồ m leucine đc nhắ c đi nhắ c lạ i theo chu kì cứ 7 a.a 1 lầ n, tạ o ra 1 chuỗ i xoắ n kép vớ i leucine đc sắ p xế p theo
1 mặ t. Hai phân tử nố i vớ i nhau theo kiể u khóa kép tạ o ra 1 khố i, mộ t đầ u nố i vớ i ADN.
+ VD: Sự phát triể n sớ m củ a bào thai đc kiể m soát bở i 1 bộ các gen phân đoạ n, các gen này chia phôi thai chư a biệ t hóa thành từ ng
phầ n, sau đó bằ ng bộ gen chuyể n hóa cùng nguồ n, mỗ i gen này quyế t đị nh số phậ n phát triể n củ a từ ng phầ n. VD, phầ n phát triể n
thành não sau, phầ n phát triể n thành tủ y số ng. Protein đc mã hóa bở i gen phân đoạ n hay gen chuyể n hóa cùng nguồ n có chứ a các dạ ng
có khả năng bám vào ADN như là ngón tay kẽ m hay khóa leucine. Nhiề u gen trong số các gen này có chứ a các vùng khoả ng 180 bp,
có tính bả o thủ cao ở ĐVBC, đc gọ i là hộ p cùng nguồ n, chúng mã hóa cho 1 cấ u hình có khả năng bám vào ADN đc gọ i là vùng cùng
nguồ n. Vùng này có tính bả o thủ cao ở đvbc. Do vậ y các gen này điề u khiể n sự phát triể n sớ m củ a bào thai, mã hóa protein điề u hòa,
và protein điề u hòa theo cách mở tay hay đóng gen theo cách mô tả trên.
- VD về sự điề u hòa gen trong quá trình số ng là cơ chế kiể m soát, đh quá trình phiên mã củ a gen quy đị nh lòng trắ ng ở gà. Phân tử
hormon đi vào tb, sau đó nố i vớ i 1 protein đc gọ i là oestrogen receptor. Tổ hợ p hormon và cơ quan cả m thụ sau đó nố i vớ i 1 vùng bao
gồ m khoả ng 250 gố c base phía trư ớ c hộ p TATA củ a gen mã hóa lòng trắ ng trứ ng, và làm cho gen này đc mở . Lòng trắ ng trứ ng đc
tổ ng hợ p.
+ Mộ t nhóm các gen đề u đc điề u hòa bằ ng 1 cách thứ c, chúng cùng có các vùng chung giố ng nhau trong gen khở i độ ng củ a chúng.
- VD tấ t cả các gen cầ n đc hoạ t hóa bở i glucocorticoid, chúng đề u có nhân tố đáp ứ ng vớ i glucocorticoid, cơ quan cả m thụ bám vào
nhân tố này, và tiế p theo là chúng đc hoạ t hóa bở i glucocorticoid, chuỗ i base liên ứ ng củ a nó là: TGGTACAAATGTTCT.
- Các chuỗ i base ở các vùng lân cậ n củ a gen có tầ m quan trọ ng ko kém bả n thân các gen. Thự c tế khi từ gen đc sử dụ ng, nó thư ờ ng
kéo theo cả gen khở i độ ng, gen tăng cư ờ ng và các vùng nằ m giữ a chúng.
CÂU 14: Trình bày các loạ i ADN.
- Mặ c dù gen có nhữ ng vai trò cự c kì quan trọ ng như ng ko phả i tấ t cả ADN đề u chứ a gen. Thự c tế , chỉ có 1 tỷ lệ rấ t nhỏ hệ gen củ a
ĐV chứ a gen, có thể ít hơ n 10% hoặ c rấ t nhỏ chỉ 1%. Sự phân loạ i phổ biế n củ a ADN như sau
+ Chuỗ i base đơ n: đây là loai ADN phổ biế n nhấ t, chiế m khoả ng 60-70 % hệ gen củ a ĐV. Chuỗ i base đơ n nằ m dả i rác trong toàn bộ
genome và chúng tạ o nên phầ n lớ n các gen đơ n có hiệ u ứ ng lớ n.
+ Gia đình đa gen: Mỗ i 1 gia đình gồ m có nhữ ng gen giố ng nhau hoặ c rấ t giố ng nhau. Các thành viên trong gia đình đa gen này nằ m
rả i rác trong genome hoặ c 1 số trư ờ ng hợ p , chúng nằ m thành từ ng cụ m gồ m 1 số gen nằ m gầ n nhau. Các gen trong gia đình đa gen
này thư ờ ng là các gen mà sả n phẩ m củ a chúng đc yêu cầ u vớ i số lư ợ ng lớ n: histon, keratin, collagene, rARN, tARN.
+ ADN lặ p: bao gồ m các phiên bả n củ a các chuỗ i base riêng biệ t đc gọ i là đơ n vị lặ p. Kích thư ớ c củ a đơ n vị lặ p là từ 1 base cho đế n
vài nghìn base. Nó giữ vai trò chìa khóa đố i vớ i 1 số bệ nh di truyề n cung cấ p công cụ quan trọ ng cho việ c ứ ng dụ ng thự c tế củ a sinh
họ c phân tử đố i vớ i cả i tiế n vậ t nuôi và chăm sóc sứ c khỏ e vậ t nuôi. Kích thư ớ c 1-1000 nu
+ Nhân tố di truyề n có khả năng dị ch chuyể n: (gen nhả y) Có đặ c tính quý báu là chuỗ i nucleotide ở 1 đầ u là sự nhắ c lạ i đả o ngư ợ c
củ a chuỗ i nucleotide ở đầ u kia. VD: bò có TGE vớ i 611 base. Sự nhắ c lạ i là đồ ng hợ p, do vậ y có khả năng cặ p đôi tiế p hợ p vớ i nhau
trong quá trình phân bào giả m phân 1. Trong trư ờ ng hợ p TGE, sự cặ p đôi củ a các phầ n tử nhắ c lạ i tạ o cho TGE chính nó thành 1 cái