Giáo trình Nucleic Acid part 6

với các DNA mạch vòng (bộ gene một số virus, vi khuẩn, các plasmid và các DNA bào quan của eukaryote), mỗi phân tử chỉ có một khởi điểm tái bản; trong khi đó mỗi DNA trong nhiễm sắc thể eukaryote có nhiều khởi điểm tái bản hoạt động theo một trình tự đặc thù (Hình 5.5). (iii) Quá trình tái bản DNA phụ thuộc vào một hệ thống gồm nhiều protein và enzyme khác nhau
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Nucleic Acid part 6 81với các DNA mạch vòng (bộ gene một số virus, vi khuẩn, các plasmid vàcác DNA bào quan của eukaryote), mỗi phân tử chỉ có một khởi điểm táibản; trong khi đó mỗi DNA trong nhiễm sắc thể eukaryote có nhiều khởiđiểm tái bản hoạt động theo một trình tự đặc thù (Hình 5.5). (iii) Quá trình tái bản DNA phụ thuộc vào một hệ thống gồm nhiềuprotein và enzyme khác nhau (xem mục 2); Sợi dẫn đầu (leading strand) replication fork replication fork 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ Sợi ra chậm (lagging strand)Hình 5.4 Một khởi điểm với hai chạc tái bản sinh trưởng theo hai hướngđối lập nhau. Để tổng hợp DNA, các đoạn mồi (RNA primer) phải được tổnghợp trước. Ở hình dưới cùng cho thấy phương thức tái bản nửa gián đoạn xảyra đồng thời ở cả hai chạc tái bản (replication fork) của mỗi đơn vị tái bản. (iv) Tại mỗi chạc tái bản, trước tiên xảy ra sự tổng hợp các đoạn mồiRNA (primer) bởi vì các DNA polymerase tự nó không thể bắt đầu tổnghợp mới được. Mặt khác, do hai sợi đơn của mỗi chạc phân cực ngượcchiều nhau trong khi các enzyme DNA polymerase và RNA polymerasechỉ xúc tác theo chiều 5 3, cho nên phương thức tái bản DNA diễn ratrên hai sợi khuôn là không giống nhau: một sợi liên tục hay còn gọi là sợidẫn đầu (leading strand) và một sợi không liên tục hay còn gọi là sợi ra 82chậm (lagging strand). Kiểu tái bản như thế gọi là tái bản nửa gián đoạn(semi-discontinuous). Sự tổng hợp không liên tục dưới dạng các đoạn cóđộ dài 1.000-2.000 nucleotide do R. Okazaki phát hiện đầu tiên năm 1969,nên còn gọi là các đoạn Okazaki (Okazaki fragments). Sau đó, các đoạnmồi sẽ được cắt bỏ và chỗ trống được thay thế bằng DNA, và các đoạnOkazaki được nối lại với nhau bởi enzyme DNA ligase.2. Các enzyme tham gia tái bản DNA Mặc dù mỗi nhóm sinh vật có một hệ thống các enzyme và protein táibản riêng, song chúng có các enzyme với vai trò chung nhất sau đây: Bảng 5.1 Đặc tính của các DNA polymerase ở E. coli và người DNA polymerase Pol I Pol II Pol III E. coli Polymerase 5→3 có có có Exonuclease 3→5 có có có Exonuclease 5→3 có không không DNA polymerase người α β γ δ ε Định vị nhân nhân ty thể nhân nhân Tái bản có không có có có Sữa chữa không có không có có Chức năng Polymerase 5→3 có có có có có Exonuclease 3→5 không không có có có Exonuclease 5→3 không không không không không Primase có không không không không Kết hợp với PCNA* không không không có có Mấu trượt (Processivity) thấp cao Tổng hợp sợi ra chậm sửa cả hai dẫn đầu ra chậm (1) Protein nhận biết và bám khởi điểm để từ đó hình thành nên phứchợp mở (open complex). Ở E. coli, đó là protein dnaA. (2) DNA gyrase mở cuộn DNA siêu xoắn trước mỗi chạc tái bản. (3) Helicase (ở E. coli, đó là protein dnaB) tháo xoắn DNA sợi kép tạimỗi chạc tạo thành các vùng sợi đơn. Ở E. coli, nó cũng gọi là proteindnaB hay protein rep. (4) Protein SSB (single strand binding protein) bám vào các vùngDNA sợi đơn do helicase tách ra, giữ cho tạm thời không dính trở lại và 83nhờ đó mỗi sợi đơn mới có thể làm khuôn (template) cho tái bản. (5) Primase tổng hợp mồi. Ở E. coli, nó còn được gọi là protein dnaG. (6) Các DNA polymerase xúc tác chính cho việc tổng hợp DNA mớinhờ có hoạt tính xúc tác: polymerase 5→3, một số còn có hoạt tính đọcsửa: exonuclease 3→5. Ở E. coli, đó là DNA polymerase III. (7) DNA polymerase vừa cắt bỏ dần đoạn mồi đi trước nhờ hoạt tínhcắt bỏ exonuclease 5→3, vừa kéo dài đoạn Okazaki theo sau lấp chỗtrống nhờ hoạt tính polymerase 5→3. Ở E. coli, đó là DNA polymerase I. (8) DNA ligase hàn liền khe hở giữa các đoạn Okazaki (DNA mới tổnghợp) bằng cách hình thành liên kết 3,5-phosphodiester.Hình 5.5 Nhiều khởi điểm tái bản trên một nhiễm sắc thể eukaryote. Ở đâycũng cho thấy các đầu mút (telomere) 5 không được tổng hợp đầy đủ. Ở đây chúng ta cần lưu ý thêm một số điểm khác nhau về các enzy ...