Bài giảng Sinh học di truyền - Chương 2 Sinh học phân tử

CHƯƠNG II: SINH HỌC PHÂN TỬ1. Cấu tạo DNA (deoxyribonucleic acid)Cấu tạo Nucleotide1. Cấu tạo DNA (deoxyribonucleic acid)Các loại base nitric1. Cấu tạo DNA (deoxyribonucleic acid)2. Cấu tạo RNA (ribonucleic acid)2. Cấu tạo RNA (ribonucleic acid)2.1. RNA ribosome (rRNA)Ribosome của Prokaryote2. Cấu tạo RNA (ribonucleic acid)Ribosome của Eukaryote2.1. RNA ribosome (rRNA)2. Cấu tạo RNA (ribonucleic acid)2.2. RNA vận chuyển (tRNA)2. Cấu tạo RNA (ribonucleic acid)Thành phần cấu tạo một gen của mRNA prokaryote RBS (trình tự SD)Chóp 5’Đuôi poly AVùng mã hóaDấu kết thúcThành phần cấu tạo mRNA của Eukaryote RBS ( trình tự SD)Vùng mã hóaDấu kết thúc2. Cấu tạo RNA (ribonucleic acid)RybozymeTỪ DNA ĐẾN NHIỄM SẮC THỂ3. Sự tự nhân đôi DNADNA sao chép theo kiểu bán bảo tồn : 2 mạch con tách ra làm khuôn tạo mạch con mới.3. Sự tự nhân đôi DNAPhá vỡ các liên kết hydro; Phải có đoạn mồi (primer) DNA hay RNA mạch đơn ngắn bắt cặp với mạch đơn khuôn; Có đủ 4 loại nucleoside triphosphate (ATP, GTP, TTP và CTP); Mạch mới luôn tổng hợp theo hướng 5’P ––> 3’OH; Enzyme đặc hiệu 3. Sự tự nhân đôi DNAHelicaseTopoisomerase RNA primase DNA polymeraseI + Ligase DNA polymeraseIIISSB-protein DNA polymeraseIII Chẻ ba sao chép3. Sự tự nhân đôi DNA4. Sự phiên mã4.1 ở tế bào nhân sơ ProkaryoteChỉ một loại RNA-polymerase tổng hợp tất cả các loại RNA. mRNA thường chứa thông tin nhiều gen nối tiếp (polycistronic).4. Sự phiên mã 4.1 ở tế bào nhân sơ ProkaryoteChỉ một trong hai mạch của DNA dùng làm khuôn để tổng hợp RNA -> khả năng dị xúc tác RNA-polymerase bám vào DNA làm tách mạch và di chuyển theo hướng 3'  5' trên DNA để mRNA được tổng hợp theo hướng 5'  3'.RNA polymerase có thể tái khởi sự tổng hợp mạch mới và không cần mồi 4. Sự phiên mã 4.1 ở tế bào nhân sơ ProkaryoteRNA polymerase lõi có thể xúc tác tạo thành RNA Sigma có vai trò nhận biết vị trí thích hợp trên DNA để khởi sự tổng hợp RNA. RNA polymerase lõi gắn với nhân tố sigma ở điểm khởi sự và tách ra khi phiên mã bắt đầu. 4. Sự phiên mã 4.1 ở tế bào nhân sơ ProkaryotemRNA _____ TTGACA ___TATAAT ____I____ – 35 bp -10 bp +1Promoter là vùng DNA để RNA polymerase gắn vào khởi sự phiên mã. 4. SỰ TỔNG HỢP ARN (SỰ PHIÊN MÃ)4.1. Ở Prokaryote:4. SỰ TỔNG HỢP ARN (SỰ PHIÊN MÃ)Hình: Kết thúc sự phiên mã không phụ thuộc yếu tố Rho4. SỰ TỔNG HỢP ARN (SỰ PHIÊN MÃ)Hình: Kết thúc sự phiên mã phụ thuộc yếu tố Rho4. Sự phiên mã4.2. ở tế bào nhân chuẩn Eukaryote4. Sự phiên mã4.2. ở tế bào nhân chuẩn EukaryoteARN polymerase I ở trong hạch nhân xúc tác tổng hợp các rARN. ARN polymerase II xúc tác tổng hợp ARN tiền thân của mARN và các ARN nhỏ ở trong nhân (tham gia vào quá trình thuần thục ARN).ARN polymerase III chịu trách nhiệm tổng hợp những ARN tiền thân của ARN vận tải và ARN ribosome 5S và một số ARN nhỏ trong nhân khác.4. SỰ TỔNG HỢP ARN (SỰ PHIÊN MÃ)Hình: Sự khởi sự phiên mã của ARN pol II4. SỰ TỔNG HỢP ARN (SỰ PHIÊN MÃ) 4.2. ở tế bào nhân chuẩn Eukaryote Hình: Cơ chế “cắt nối”4. Sự phiên mã4.2. ở tế bào nhân chuẩn Eukaryote 4. Sự phiên mã4.3. Phiên mã ngược RNA DNAreverse transcriptasereverse transcriptase (retrovirus) hoạt tính DNA polymerase hoạt tính RNase H 4. Sự phiên mã4.3. Phiên mã ngược 1. Quá trình tái bản ADN cần có protein: Hb B. SSB C. Histone D. B và C đúng2. Việc gắn kết các mạch okazaki để tạo nên một mạch đơn hoàn chỉnh được thực hiện nhờ các enzyme:A. ADN topoisomerase B. ADN polymerase C. ADN ligase D. ADN helicase3. Vai trò của DNA polymerase III trong trong quá trình tái bản ADN ở Prokaryote là: Tháo xoắn phân tử ADN thành 2 sợi đơnB. Tổng hợp RNA mồiC. Nối các đoạn Okazaki D. Tổng hợp sợi DNA mới4. Cho mạch mã gốc của gen có trinh tự 3’ AGG GGT TCC TTC AAA 5’. Trình tự các nuclêôtit trên mARN là:5’ UCC CCA AGG AAG UUU 3’ B. 3’ UCC CCA AGG AAG UUU 5’C. 5’ TCC CCA AGG AAG TTT 3’ D. 3’ TCC CCA AGG AAG TTT 5’5. Vai trò của ARN polymerase II ở Eukaryota làA. xúc tác tổng hợp các rARN.B. xúc tác tổng hợp ARN tiền thân của mARN và các ARN nhỏ ở trong nhân. (tham gia vào quá trình thuần thục ARN).C. tổng hợp những ARN tiền thân của ARN vận tải và ARN ribosom 5S và một số ARN nhỏ trong nhân khác.D. tự khởi động phiên mã.6. Điều không đúng khi nói về ARN polymerase ở Prokaryota:A. Một phức hợp lớn, có trọng lượng phân tử là 500.000 KDa, gồm 5 chuỗi polypeptid: , , , và chuỗi  (sigma).B. Phần lõi enzym gồm hai chuỗi .C. Chuỗi , ,  và chuỗi  xúc tác tổng hợp ARN.D. Sự gắn chuỗi  tạm thời vào lõi enzym ARN polymerase cho phép enzym này gắn vào vị trí thích hợp trên hai sợi đơn khuôn ADN để khởi đầu sự phiên mã.4. Sự phiên mã4.3. Phiên mã ngược 5. Sự dịch mã (translation) mRNA polypeptide Thực hiện ở ribosome với sự tham gia của cả ba loại RNA. Hướng dịch mã trên tRNA là 5'  3' 5. Sự dịch mã (translation)mRNAcác ribosome các nhân tố khởi sự IF ở Prokaryote hoặc eIF ở EukaryotetRNA khởi sự của methionin -> N-formyl methionin Giai đoạn khởi sự5. Sự dịch mã (translation) Giai đoạn khởi sự5. Sự dịch mã (translation)Giai đoạn nối dàiNhân tố nối dài EF ở Prok và eEF ở Euk5. Sự dịch mã (translation)Giai đoạn kết thúcNhân tố phóng thích RF ở prokaryote hoặceRF ở eukaryote 6. Cơ chế điều chỉnh quá trình sinh tổng hợp protein ở ProkaryoteMô hình Operon sinh tổng hợp protein ở Prokaryote6. Cơ chế điều chỉnh quá trình sinh tổng hợp protein ở ProkaryoteSơ đồ cơ chế điều hòa hoạt động của Lactose Operon khi môi trường không có lactose ở E.Coli6. Cơ chế điều chỉnh quá trình sinh tổng hợp protein ở ProkaryoteSơ đồ cơ chế điều hòa hoạt động của Lactose Operon khi môi trường có lactose ở E.Coli5. Cơ chế điều chỉnh quá trình sinh tổng hợp protein ở ProkaryoteSơ đồ cơ chế điều hòa hoạt động của Operon Tryptophan ở E.coliĐỘT BIẾNI. KHÁI NIỆMTác nhân gây ĐBTB SOMATB SINH DỤCĐB GENĐB NSTĐB GENĐB NSTXẢY RA TRONG ĐỜI CÁ THỂ ĐBCÓ THỂ DT THẾ HỆ SAUII. ĐỘT BIẾN NSTĐỘT BIẾN NSTĐB SỐ LƯỢNG NSTĐB CẤU TRÚCNSTĐA BỘIVD: 3n, 4n, 5n,LỆCH BỘIVD: 2n+1, 2n-2,1. ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NST1.1. ĐA BỘIBộ NST lớn hơn 2n do bộ NST được tăng 1 số chẵn hoặc lẻ lần (3n, 4n,).Thụ tinh của các giao tử bất thườngSự phân chia bất thường của hợp tửSự thụ tinh kép hoặc sự xâm nhập của TB cực.1. ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NST1.2. LỆCH BỘISố lượng NST của TB tăng lên hoặc giảm đi một hoặc vài NST ( 2n+1, 2n-2,)Thể không : 2n-2 Thể đơn: 2n-1 (45,X)Thể ba: 2n+1 (47,XXY)Thể đa: 2n+2, 2n+3 (48,XXXY).Thể khảm: một cơ thể có hai hoặc ba dòng TB chứa hai hoặc ba loại karyotyp khác nhau (46,XX/47,XX,21)1. ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NST1.2. LỆCH BỘI* Cơ chế:NST không phân ly trong giảm phân.NST không phân ly trong quá trình phân cắt của hợp tử.Thất lạc NST.2. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST* Rối loạn cấu trúc kiểu chromatidBiểu hiện trên một chromatid của NST, được hình thành do sự tác động vào NST khi NST đã nhân đôi (giai đoạn S hoặc G2 trong chu kỳ tế bào).Có 3 loại: + Khuyết màu đơn + Đứt đơn+ Trao đổi chromatid.2. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST* Rối loạn cấu trúc kiểu chromatidKhuyết màu đơn (gap): một vị trí nào đó của một chromatid không bắt màu.Đứt đơn (break): một đoạn của một chromatid bị đứt.Trao đổi chromatid (chromatid exchanges): các NST có hai hoặc nhiều chromatid bị đứt, các chromatid bị đứt ghép lại với nhau tạo thành hình ba cánh hoặc hình bốn cánh.2. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST* Rối loạn cấu trúc kiểu NST - Do sự đứt gẫy trên cả hai chromatid của NST, xảy ra khi NST chưa nhân đôi ở giai đoạn G1 hoặc thời kỳ sớm của S, hoặc đứt gẫy NST xảy ra ở G2.2. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST* Rối loạn cấu trúc kiểu NSTKhuyết màu kép Đứt kép Mất đoạn Đảo đoạnNST hai tâmChuyển đoạnNhân đoạnNST đều* Rối loạn cấu trúc kiểu NSTKhuyết màu kép (isogap): sự không bắt màu xảy ra ở cùng vị trí trên cả hai chromatid của cùng một NST. Đứt kép (isobreak): đứt xảy ra ở cả hai chromatid ở vị trí giống nhau. 2. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST2. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST* Rối loạn cấu trúc kiểu NSTMất đoạn: là hiện tượng NST bị thiếu một đoạn. Có hai kiểu:Mất đoạn cuối- Mất đoạn giữa.2. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST* Rối loạn cấu trúc kiểu NSTĐảo đoạn: là hiện tượng một đoạn NST bị đứt ở hai chỗ, đoạn bị đứt quay 1800 và hai mỏm đứt nối lại theo trật tự mới. Có hai kiểu:Đảo đoạn ngoài tâm. - Đảo đoạn quanh tâm. 2. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST* Rối loạn cấu trúc kiểu NSTNST hai tâm Hai NST bị đứt ở hai chỗ, các phần không tâm bị tiêu đi còn hai phần có tâm nối lại với nhau tạo nên NST hai tâm.2. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST* Rối loạn cấu trúc kiểu NSTChuyển đoạn: là hiện tượng trao đổi các đoạn của NST. Có hai kiểu chuyển đoạn:Chuyển đoạn tương hỗ. Chuyển đoạn kiểu hòa hợp.2. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST*Trao đổi chromatid chị em- Là hai quá trình đứt và nối lại từng phần của hai chromatid chị em. Gồm 2 loại:Trao đổi chromatid chị em cân bằngTrao đổi chromatid chị em không cân bằng.2. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST* Rối loạn cấu trúc kiểu NST. Nhân đoạn: là hiện tượng một đoạn nào đó của NST được tăng lên hai hoặc ba lần.NST đều:3. ĐỘT BIẾN GEN Gen là một đoạn của phân tử ADN có chức năng di truyền là đơn vị cơ sở của thông tin di truyền. Gen có đặc điểm:Có khả năng tự nhân đôiCó khả năng phiên mã - Có thể bị đột biến.3. ĐỘT BIẾN GEN Thay thế nucleotide + Sự thay thế cùng loại + Sự thay thế khác loại Đảo nucleotide Mất nucleotide Thêm nucleotide3. ĐỘT BIẾN GEN– Bình thường :mRNA : CCG GGA AGC AAUPolypeptide : Pro Gly Ser Asn – Sai nghĩa ( Missense) :mRNA : CCG GCA AGC AAUPolypeptide : Pro Val Ser Asn – Vô nghĩa (Nonsense)mRNA : CCG UGA AGC AAUPolypeptide : Pro STOP 3. ĐỘT BIẾN GEN– Bình thường :mRNA : CCG GGA AGC AAUPolypeptide : Pro Gly Ser Asn – Đột biến lệch khung xen đoạn (Frameshift - insertion)mRNA : CCG AGG AAG CAAPolypeptide : Pro Arg Lys Gln – Đột biến lệch khung mất đoạn (Frameshift - deletion)mRNA : CCG GAA GCA AUGPolypeptide : Pro Glu Asp Met