SAO CHÉP DNA

Một tế bào vi khuẩn điển hình có thể chứa khoảng 2.000 phân tử protein, các tếbào nhân thật (Eukaryote) chứa khoảng 50.000 phân tử. Một lượng lớn thông tin này được mã hóa trong các phân tử acid nucleic. Ở đa số loài, vật liệu di truyền chủ yếu là ADN, ở một số virus là ARN.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
SAO CHÉP DNA SAO CHÉP DNA ____________________I. KHÁI NIỆM:  Một tế b ào vi khuẩn điển h ình có thể chứa khoảng 2.000 phân tử protein, các tế bào nhân thật (Eukaryote) chứa khoảng 50.000 phân tử. Một lượng lớn thông tin này được m ã hóa trong các phân tử acid nucleic. Ở đa số loài, vật liệu di truyền chủ yếu là ADN, ở một số virus là ARN.  Các phân tử ADN của các lo ài, thậm chí các cơ quan có th ể khác nhau về thành phần, trật tự sắp xếp các nucleotid, nhưng đều có cấu trúc xoắn kép cơ b ản. Cấu trúc này gồm hai chuỗi đ ường-phosphat ở mặt ngoài của phân tử, trong khi đó các base nitơ ở b ên trong được nối với nhau bằng các liên kết hydro (Hình 1). 5’ 3’ P A T P P G C 3.4 nm (= 10 caë base) p P P C G P P A T P 3’ 5’ Hình 1. Cấu trúc phân tử xoắn kép của acid deoxyribonucleic (ADN) Mặc dù các base A, T, G, và C có kích thước khác nhau nhưng phân tử ADN vẫncó thể tự điều chỉnh để có được cấu trúc xoắn kép đối xứng qua trục. Trình tự chuỗigiữa các base nitơ tạo nên thông tin di truyền. Sự khác nhau trong trình tự chuỗi nàylàm tăng sự đa dạng của sinh vật. Do đó, nếu xét nghiệm dấu ấn hồng cầu thì có th ểbiết được 70% bí mật di truyền, nghĩa là hàng triệu người mới có hai ngư ời giốngnhau, nhưng nếu xét nghiệm ADN thì biết được 99% bí mật di truyền, nghĩa là trên 70tỉ người mới có hai người giống nhau. Các base nối với nhau bằng liên kết hydro theo từng cặp bổ sung. Nhờ đó, khichuỗi xoắn kép tách ra cho phép các base được sao chép tạo n ên hai mạch mới, cơ bảngiống với phân tử ADN gốc, và đây là sự sao chép cơ b ản trong hệ thống sinh học. Cácenzyme xúc tác quá trình sao chép của ADN là các ADN - polymerase. Một sốenzyme khác cũng có vai trò nhất định trong tiến trình này. Các yếu tố vật lý, hóa học… có thể tác động lên ADN, làm phá hủy ADN hay gâyđột biến, sự hư hại n ày có thể được sửa chữa. Các yếu tố này còn có th ể làm chết tếbào ho ặc làm biến đổi bộ gen (genome). Tất cả những thay đổi n ày có th ể di truyềnđược qua con đ ường sao chép ADN. II. SỰ SAO CHÉP CỦA ADN: Ngư ời ta đưa ra hai cơ ch ế cơ bản của sự sao chép ADN: một cơ chế bảo tồntrong đó phân tử ADN con gồm hai chuỗi hoàn toàn m ới hoặc cơ chế bán bảo tồntrong đó phân tử ADN con gồm một chuỗi mẹ kết hợp với một chuỗi mới được tổnghợp. Thí nghiệm của Meselson và Stahl (1958) đ ã chứng minh sự sao chép ADN đư ợcthực hiện theo cơ chế bán bảo tồn .1. Thí nghiệm của Meselson và Stahl: Trong thí nghiệm này, vi khu ẩn Escherichia coli được cho phát triển vài thế hệtrong môi trường N15 đ ể đảm bảo cho tất cả ADN của vi khuẩn đều là loại nặng, sau đóchuyển tế b ào vào môi trường có chứa N14, như là nguồn cung cấp nitơ duy nh ất và đ ểcho phân chia trong môi trường N14, khi khối lượng ADN tăng lên gấp đôi, ADN đư ợcchiết ra khỏi tế bào và được ly tâm trên thang nồng độ cesium clorid. H ình 2. Thí nghiệm Meselson và Stahl Nếu cơ ch ế bảo tồn đ ược thực hiện, h ai băng ADN ph ải được thấy rõ sau khi lytâm: một băng nguyên thủy (N15) và một băng chứa N14. Nếu theo cơ chế bán bảo tồnthì chỉ có một băng có tỷ trọng trung gian chứa N14.5 xuất hiện. Nếu ADN được đunnóng, rồi làm nguội nhanh để tách hai mạch, ly tâm trên thang nồng độ cesium cloridsẽ thấy hai băng tương ứng với ADN N15 và ADN N14 (Hình 2). Các thông số định lượng sự sao chép Baûng 1. Prokaryotic Eukaryotic (tế bàoĐặc trưng H eLa người nuôi cấy) (E. coli) 3 .9.x 10 6 khoảng 10 9Hàm lượng ADN (cặp nucleotid/ tế bào)Tốc độ sao chép ADN (nucleotide/giây/chạc 850 60-903 sao chép) 103 - 104Số gốc sao chép/tế bào 1Thời gian hoàn tất sao chép bộ gen (giờ) 0 .67 82. Các y ếu tố cần thiết cho sự sao chép ADN: Quá trình sao chép ở tất cả mọi sinh vật đều cần: khuôn mẫu (đoạn phân tử ADNban đ ầu), Mg2+, 4 loại desoxyribonucleotid triphosphat (dNTP) và enzyme ADNpolymerase. Tiến trình này có thể được tóm tắt bằng phương trình :d(NMP)n + d NTP  d(NMP)n+1 + PP i Trong đó, dNTP là một desoxyribonucleotid triphosphat và d(NMP)n là mộtpolymer có n desoxyribonucleotid. Việc th êm một desoxyribonucleotid mới vào chuỗi ADN đ ược trình bày ở Hình3. P yrophosphat tạo ra sẽ đ ược thủy phân thành phosphat vô cơ, làm phản ứng xảyra theo chiều phải, kéo d ài chuỗi ADN. Cơ chế tương tự cũng xảy ra trong việc hoạthóa acid amin, sinh tổng hợp glycogen và hoạt hóa acid béo để tăng hiệu suất của sảnphẩm. 5’ 5’ O O CH 2 CH 2 O B ase ...