Giáo trình Di truyền học (Phần 1) - Trần Trung

MỤC LỤC
Chương 1. Bản chất của vật chất di truyền............................................ 1
I. DNA là vật chất di truyền................................................................... 1
1. Các chứng minh gián tiếp .................................................................1
2. Thí nghiệm biến nạp DNA ( Transformation)................................... 2
3. Sự xâm nhập của DNA virus vào vi khuẩn........................................ 4
II. Thành phần và cấu tạo hóa học của acid nucleic.............................. 5
1. DNA................................................................................................... 7
1.1. Cấu tạo hóa học của DNA.............................................................. 7
1.2. DNA cuộn lại trong tế bào .......................................................... 11
2. RNA .................................................................................................14
2.1. RNA riboxom (ribosomal RNA-rRNA)....................................... 14
2.2. RNA vận chuyển (Transfer RNA - tRNA)................................... 15
2.3. RNA thông tin (messenger RNA – mRNA)................................. 17
2.4. Ribozym và self-splicing.............................................................. 18
III Các tính chất của DNA................................................................... 20
1. Biến tính (denaturation) và hồi tính (renaturation)........................ 20
2. Lai acid nucleic............................................................................... 22
IV. Những cấu trúc chứa DNA trong tế bào........................................ 23
Trantrung_k49@yahoo.com

1. Những ñoạn DNA chứa thông tin di truyền.....................................23
2. Virus chứa DNA và virus chứa RNA............................................... 24
3. Nhiễm sắc thể chính và plasmid của vi khuẩn.................................25
4. Nhiễm sắc thể Eukaryota................................................................. 25
4.1 Các trình tự lặp lại và ñơn ñộc....................................................... 25
4.2 Nhiễm sắc thể của Eukaryota.........................................................27
4.3 Trình tự CEN................................................................................. 29
4.4. Trình tự Tel................................................................................... 29
Câu hỏi ôn tập .................................................................................... 30
Tài liệu tham khảo .............................................................................. 30
Chương 2. Sao chép DNA................................................................... 31
I. Sự bền vững của DNA với thời gian và qua nhiều thế hệ................ 31
1. DNA bị biến ñổi ngay cả không sao chép .......................................31
2. Trình tự nucleotid ñược duy trì với mức chính xác rất cao qua nhiều
thế hệ................................................................................................... 32
3. Các hệ thống bảo vệ DNA............................................................... 33
4. Sửa sai do phục quang hồi.............................................................. 34
5. Hệ thống SOS.................................................................................. 35
II. Cơ chế phân tử của sao chép DNA ................................................ 36
1. Nguyên tắc chung............................................................................ 36
2. Thí nghiệm tổng hợp nhân tạo DNA................................................37
3. Thí nghiệm chứng minh có sự tự nhân ñôi theo nguyên tắc bán bảo
tồn........................................................................................................ 37 
pdf 139 trang thiennv 10/11/2022 4960
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Di truyền học (Phần 1) - Trần Trung", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_di_truyen_hoc_phan_1.pdf

Nội dung text: Giáo trình Di truyền học (Phần 1) - Trần Trung

  1. 1. S hình thành v t tan và các th ñ t bi n phage 142 2. Tái t h p di truy n trong m t chu k ỳ sinh tan (Lytic cycle) 144 2.1. Chu trình tan (Lytic cycle) 144 3. S s p x p c a các gene trong nhi m s c th phage 146 4. L p b n ñ c u trúc tinh vi vùng rII c a phage T4 147 5. Tính ti m tan (Lysogeny) và phage λ 151 II. ðc tính c a các virus 153 1. Tính ña d ng v c u trúc và thành ph n di truy n 153 2. Tính ñc thù v v t ch (Host specificity) 154 III. Tái b n c a các virus 154 1. Các virus c a vi khu n 157 2. Các virus th c vt 157 3. Các virus ñng v t 158 4. Virus gây ung th ư, HIV/ AIDS 160 Câu h i và Bài t p 163 Tài li u Tham kh o 163 Ch ươ ng 9. Di truy n hc Vi n m và Vi t o 165 I. ði c ươ ng v nghiên c u di truy n m t s vi to thông d ng 165 II. Phân tích di truyn vi n m 166 1. Tính không dung h p (incompatibility) vi n m 166 2. Phân tích b b n và l p bn ñ vi n m 167
  2. 3. Phân tích di truy n trong chu trình cn hu tính (tái t hp trong nguyên phân) 171 3.1. S ñơn b i hoá (Haploidisation) 172 3.2. Tái t h p trong nguyên phân (Mitotic recombination) 172 III. N m men nh ư là E. coli ca các t bào eukaryote 173 1. Các nhi m s c th n m men nhân t o (YAC) 173 2. Nh ng hi u bi t mi v t ch c ca các nhi m sc th ca nm men 175 3. Nh ng hi u bi t mi v tái b n và phiên mã c a b gen n m men 176 4. Nh ng hi u bi t mi v ADN ty th c a n m men 177 Câu h i và Bài t p 178 Tài li u Tham kh o 179 Ch ươ ng 10. Di truyn T bào ch t 180 I. S di truyn t bào ch t 180 1. S di truy n c a các gene l p th 180 2. S di truy n c a các gene ty th 183 2.1. ðc ñim di truyn ca các gene ty th 183 2.2. Hi n t ưng bt d c bào ch t ñ c 186 3. Hi u qu c a dòng m lên chi u xo n v c 188 II. L p b n ñ l p th và ty th 190 1. L p b n ñ gene c a DNA l p th 190 2. L p b n ñ gene c a DNA ty th 192 III. Di truyn hc phân t các bào quan 193
  3. 1. Các b gene l p th (cpDNA) 193 2. Các b gene ty th (mtDNA) 195 Câu h i và Bài t p 195 Tài li u Tham kh o 195 Ch ươ ng 11. S ñiu hòa bi u hi n ca gene 197 I. Các nguyên lý ñiu hòa và m c ñ ki m soát phiên mã 197 II. ðiu hòa ho t ñ ng gene prokaryote 199 1. C u trúc c a operon 200 2. ðiu hòa d ươ ng tính operon lactose 202 3. ðiu hòa âm tính operon tryptophan 204 4. Phiên mã d (Attenuation) 205 III. ðiu hòa bi u hi n gene eukaryote 208 1. S bi n ñ i DNA 209 2. Các promoter 209 3. Nh ng trình t t ăng c ưng phiên mã (Enhancer) 210 4. Trình t b t ho t gene (gene silencing) 211 5. Promoter ch n l c (alternative promoter) 211 6. Splicing ch n l c 212 Câu h i và Bài t p 213 Tài li u tham kh o 213 Ch ươ ng 12. ðt bi n gene, tái t hp và các yu t di truyn di ñng 215
  4. I. ðt bi n gene 215 1. Các ki u ñ t bi n gene 215 1.1. ðt bi n thay th cp base 216 1.2. ðt bi n thêm ho c bt base 217 2. C ơ ch gây ñ t bi n ñim 221 II. S a ch a và b o v DNA 225 1. C ơ ch s a sai sinh h c 225 1.1. Quang ph c ho t (photoreactivation) 225 1.2. S a sai b ng làm mt nhóm alkyl (dealkylation) 226 III. Các yu t di truy n vn ñ ng (Transposable genetic elements).230 1. Các y u t di truy n v n ñ ng prokaryote 230 1.1. Gene nh y ca prokaryote 231 1.2. C ơ ch c a s chuyn v 232 2. Các y u t di truy n v n ñ ng eukaryote 233 2.1. Các retrotransposon 233 2.2. DNA transposon 235 Câu h i và Bài t p 237 Tài li u Tham kh o 238 Ch ươ ng 13. ðôt biên nhiêm săc thê 239 I. ðôt biên câu truc nhiêm s ăc thê 239 1. Bi n ñ i c u trúc trên mt NST: 240
  5. 1.1. S phát sinh các ñ t bi n c u trúc trên NST 240 1.2. M t ñon 240 1.3. L p ñon (t ăng ñon - Duplication) 242 1.4. ðo ñon (Inversion) 242 1.5. Chuyn ñon (Translocation) 246 II. ðt bi n s l ưng NST 248 1. ða b i nguyên 248 2. ða b i th lai 250 3. ða b i lch hay ña nhi m 251 III. ðt bi n gây t o hay cm ng 255 1. Tác ñng gây ñ t bi n c a b c x ion hóa 255 1.1. B c x ion hóa 255 1.2. nh hưng ca li u lưng (dose) và cưng ñ bc x (radiation intensity) 255 2. Tác ñng c a tia t ngo i 255 3. Các tác nhân gây ñt bi n hóa ch t 256 Câu h i và Bài tp 256 Tài li u tham kh o 257 Trantrung_k49@yahoo.com
  6. Di truyn hc Ch ươ ng 1 Bn ch t c a v t ch t di truy n Mc tiêu c a ch ươ ng Gi i thi u bn ch t ca vt ch t di truyn là DNA, thành ph n, cu trúc c a phân t DNA, d ng DNA khác nhau trong t bào. Ni dung I. DNA là v t ch t di truyn Năm 1968, Frederich Miescher (Th y ðin) phát hi n ra trong nhân t bào bch cu mt ch t không ph i là protein và gi là nuclein. V sau th y ch t này có tính acid nên gi là acid nucleic. Acid nucleic có 2 lo i là desoxyribonucleic (DNA) và ribonucleic (RNA). Năm 1914, R. Feulgen (nhà hóa hc ng ưi ðc) tìm ra ph ươ ng pháp nhu m màu ñc hi u ñi vi DNA. Sau ñó các nghiên cu cho th y DNA ca nhân gi i hn trong NST. Nhi u s ki n cho gián ti p cho th y DNA là ch t di truyn. Mãi ñn năm 1944 vai trò mang thông tin di truyn ca DNA mi ñưc ch ng minh và ñn n ăm 1952 m i ñưc công nh n. 1. Các ch ng minh gián ti p Nhi u s li u cho th y có mi quan h gi a DNA và ch t di truyn - DNA có trong t bào ca tt c các vi sinh vt, th c vt, ñng vt ch gi i hn trong nhân và là thành ph n ch yu ca nhi m sc th . ðó là mt cu trúc mang nhi u gen x p theo ñưng th ng. 1
  7. - Tt c các t bào dinh dưng ca bt kỳ mt lo i sinh vt nào ñu ch a mt lưng DNA rt n ñnh, không ph thu c vào s phân hóa ch c năng ho c tr ng thái trao ñi ch t. Ng ưc li, s lưng RNA li bi n ñi tùy theo tr ng thái sinh lý c a t bào. - S lưng DNA tăng theo s lưng bi th ca t bào. t bào sinh dc ñơ n bi (n) s lưng DNA là 1, thì t bào dinh dưng lưng bi (2n) có s l ưng DNA g p ñôi. - Tia t ngo i (UV) có hi u qu gây ñt bi n cao nh t bưc sóng 260nm. ðây chính là b ưc sóng DNA h p thu tia t ngo i nhi u nh t. Tuy nhiên trong các s li u trên, thành ph n cu to ca NST ngoài DNA còn có các protein. Do ñó cn có các ch ng minh tr c ti p mi kh ng ñnh vai trò v t ch t di truyn ca DNA. 2. Thí nghi m bi n n p DNA (Transformation) Hi n tưng bi n np do Griffith phát hi n vào năm 1928 vi khu n Diplococcus pneumoniae (gây sưng ph i ñng vt có vú). Vi khu n này có hai d ng: - Dng S (gây bnh): có v bao t bào bng polysaccharid, ng ăn cn bch c u phá v t bào. D ng này to khu n l c láng trên môi tr ưng agar. - Dng R (không gây bnh) không có v bao t bào bng polysaccharid, to khu n l c nh ăn. Thí nghi m ñưc ti n hành nh ư sau: a. Tiêm vi khu n dng S sng gây bnh cho chu t, sau mt th i gian nhi m b nh, chu t ch t b. Tiêm vi khu n dng R sng không gây bnh cho chut, chu t sng c. Tiêm vi khu n d ng S b ñun ch t cho chu t, chu t ch t d. Tiêm hn hp vi khu n dng S b ñun ch t tr n vi vi khu n R sng cho chu t, chu t ch t. Trong xác chu t ch t có vi khu n S và R. Trantrung_k49@yahoo.com 2
  8. Hình 1.1 Thí nghi m bi n np chu t Hi n tưng trên cho th y vi khu n S không th t sng li ñưc sau khi b ñun ch t, nh ưng các t bào ch t này ñã truyn tính gây bnh cho t bào R. Hi n t ưng này gi là bi n n p. ðn 1944, ba nhà khoa hc T. Avery, Mc Leod, Mc Carty ñã ti n hành thí nghi m xác ñnh rõ tác nhân gây bi n np. Nu t bào S b x lý bi protease ho c RNAase. thì ho t tính bi n np vn còn, cng t RNA và protein không ph i là tác nhân gây bnh. Nh ưng nu t bào ch t S b x lý bng DNAase thì ho t tính bi n np không còn na, ch ng t DNA là nhân t bi n n p. K t qu thí nghi m ñưc tóm tc nh ư sau: DNA c a S + t bào R sng chu t ch t (có S, R ) Trantrung_k49@yahoo.com 3
  9. Kt lu n: hi n tưng bi n np là mt ch ng minh sinh hóa xác nh n rng DNA mang tín hi u di truyn. Nhưng vai trò ca DNA vn ch ưa ñưc công nh n vì cho r ng trong các thí nghi m vn còn m t ít protein. Hình 1.2 V t ch t di truy n c a phage là DNA 3. S xâm nh p c a DNA virus vào vi khu n Năm 1952, A. Hershey và M. Chase ñã ti n hành thí nghi m vi bacteriophage T2 xâm nh p vi khu n E.coli . Phage T2 cu to gm v protein bên ngoài và ru t DNA bên trong. Thí nghi m này nh m xác ñnh xem phage nhi m vi khu n ñã bơm ch t nào vào t bào vi khu n: ch DNA, ch protein hay c hai. Vì DNA ch a nhi u phosphor, không có lưu huỳnh; còn protein ch a l ưu hu ỳnh nh ưng không ch a phosphor nên có th phân bi t gi a DNA và protein nh ñng v phóng x. Phage ñưc nuôi trên vi khu n mc trên môi tr ưng ch a các ñng v phóng x P32 và S35. S35 xâm nh p vào protein và P 32 xâm nh p vào DNA c a phage 4
  10. Thí nghi m: phage T2 nhi m phóng x ñưc tách ra và ñem nhi m vào các vi khu n không nhi m phóng x, chúng s gn lên mt ngoài ca t bào vi khu n. Cho phage nhi m trong mt kho ng th i gian ñ ñ bám vào vách t bào vi khu n và bơm ch t nào ñó vào t bào vi khu n. Dung dch ñưc lc mnh và ly tâm ñ tách ri t bào vi khu n kh i ph n phage bám bên ngoài vách t bào. Phân tích ph n trong t bào vi khu n th y ch a nhi u P32 (70%) và rt ít S35, ph n bên ngoài t bào vi khu n ch a nhi u S35 và rt ít P32 . Th h m i c a phage ch a kho ng 30% P32 ban ñu Thí nghi m này ñã ñưc ch ng minh tr c ti p rng DNA ca phage T2 ñã xâm nh p vào t bào vi khu n và sinh sn ñ to ra th h phage mi mang tính di truyn có kh n ăng ñ n nhi m vào các vi khu n khác. Hinh 1.3 S ư xâm nhâp DNA cua virus vao vi khuân II. Thành ph n và c u t o hóa h c c a acid nucleic DNA và RNA là nh ng hp ch t cao phân t. Các ñơ n phân là các nucleotide. Mi nucleotide g m ba thành ph n - H3PO4 5
  11. - ðưng desoxyribose (DNA ), ribose ( RNA) - Nitrogenous base DNA RNA + Purin Adenin (A) Adenin (A) Guanin (G) Guanin (G) + Pyrimidin Cytosin (C) Cytosin (C) Timin (T) Uracin (U) (a) (b) (c) Hình 1.4 Thành ph n ñưng và base c a nucleotide (a) Base purin va pyrimidin (b) ðươ ng ribose va deoxyribose (c) S ư khac nhau gi ưa Thymine va Uracil Trong nucleotide, base purin s gn vi C1 ca ñưng N9. Nu là pyrimidin thì s gn vi C1 ca ñưng N3. C5 ca ñưng gn vi nhóm phosphate. 6
  12. Trong mch, 2 nucleotide ni vi nhau nh mi liên kt gi a nhóm ’ 3 -OH ca ñưng vi nhóm -OH ca H3PO4, cùng nhau mt ñi mt phân t nưc. Nu phân t ch g m ñưng và nitrogenous base g i là nucleoside. 1. DNA 1.1. C u t o hóa h c c a DNA Hình 1.5 S b t c p b sung ca các base ca hai m ch ñơ n lu n: Trên cơ s các nghiên cu ca mình, Chargaff (1951) ñã ñư a ra kt + S l ưng A = T, G = C 7
  13. + T s A +T ñc tr ưng cho m i loài sinh v t. G + X Các base c ăn b n c a acid nucleic bt cp b sung Cũng trong th i gian này, Wilkins và Franklin (ng ưi Anh) nghiên cu, phân tích tán x b ng tia rơnghen, kt lu n: + Các purin và pyrimidin có cu trúc ph ng, mt ph ng ca chúng ñưc xp vuông góc vi tr c dài ca mch polynucleotide cái này xp ch ng lên cái kia, kho ng cách trung tâm gi a hai mt ph ng k nhau là o 3,4A + Mch polynucleotide xo n thành lò xo quanh tr c gi a, mi bưc xo n là 34Ao (ng v i 10 nu) + Vi c so sánh nng ñ DNA ño ñưc vi các s li u tính toán trên cơ s sp không gian ca các nguyên t cho th y DNA có nhi u hơn mt mch polynucleotide. Năm 1951, J. Watson và F. Crick: tng hp các s li u phân tích hóa hc và tán x ca tia X, ñ xây dng nên mô hình cu trúc phân t DNA. Theo mô hình này, phân t DNA có nh ng ñ c tr ưng ch yu trong cu trúc không gian nh ư sau: Hình 1.6. Mi liên k t hydro gia A-T và G-C Trantrung_k49@yahoo.com 8
  14. 1. Phân t DNA gm hai chu i polynucleotide xo n song song ng ưc chi u quanh mt tr c chung. 2. Các gc base quay vào phía trong ca vòng xo n, còn các gc H3PO4, pentose quay ra ngoài to ph n mt ca hình tr . Các mt ph ng ca phân t ñưng nm v phía ph i ca các base. Còn các base thì xp trên nh ng m t ph ng song song v i nhau và th ng góc v i tr c phân t . Kho ng cách gi a các cp base là 3,4 Ao. Chúng lch nhau mt góc 360 nên c 10 gc (10 nucleotide) t o nên m t vòng quay. Hình 1.7 Chu i xo n kép DNA 3. Chi u cao ca mi vòng xo n là 34 Ao, gm 10 bc thang do 10 cp base t o nên. ðưng kính c a vòng xo n là 20 Ao. Trantrung_k49@yahoo.com 9
  15. 4. Hai chu i polynucleotide gn vi nhau qua liên kt hydro ñưc hình thành gi a các cp base ñng ñi di n nhau theo nguyên tc b sung cp ñôi nghiêm ng t: A luôn luôn liên kt vi T bng 2 mi liên kt hydro, G liên kt vi X bng 3 mi liên kt hydro. Do ñó trong phân t DNA tng s base lo i pirimidin luôn bng tng s các base lo i purin (quy lu t Chargaff). + Kho ng cách gi a hai mch polynucleotide luôn xác ñnh, không thay ñi. Kho ng cách này bng kích th ưc ca mt base lo i purin cng vi kích th ưc ca mt base lo i pirimidin. + A luôn luôn ñi vi T là vì gi a 2 base này ch có kh năng hình thành nên hai liên kt hydrro các v trí N6 - O6 và N1 - N1. G luôn luôn ñi vi X vì gi a 2 base này có th to ra 3 liên kt hydro các v trí N6 - O6, N1 -N1 và N 2 - O2. Vì v y mà A ch liên k t v i T và G ch liên k t v i C. 5. Tính ch t b sung gi a các cp base dn ñn tính cht b sung gi a hai chu i polynucleotide ca DNA. Do ñó bi t thành ph n, tr t t sp xp ca các nucleotide trên chu i này s suy ra thành ph n, tr t t sp xp ca các nucleotide trên chu i kia. ðc ñim quan tr ng nh t ca mô hình là ñi song song (antiparallel). ð các baz ơ tươ ng ng ñi di n nhau, hai mch cn ph i b trí: ñu ca si này ñi di n vi ñuôi ca si kia. Mô hình Watson-Crick ra ñi t năm 1953 và trong vòng 25 năm ti p theo nó ñưc công nh n và s d ng r ng rãi. Mãi ñn nh ng năm 70, nh dùng các phân tích chính xác nhi u dng DNA ñã ñưc phát hi n, dng th ưng gp là dng B theo mô hình ca Watson-Crick, ñây là cu trúc ph bi n cho hu ht sinh vt. Mi dng DNA là mt dòng h các phân t có kích th ưc dao ñng quanh các tr s trung bình Hai ch s ñưc dùng ñ ñánh giá DNA - Ch s h: là chi u cao gi a hai nu k nhau. - Ch s n: s nucleotide c a m t vòng xo n Ngoài DNA dng B, còn nhi u dng xo n ph i khác (A, C, D ) chúng phân bi t vi DNA dng B v kho ng cách gi a các base cũng nh ư ñ nghiêng c a chúng so v i tr c và s phân b trên chu i kép. 10
  16. Gn ñây, ng ưi ta còn phát hi n ra mt dng DNA có b khung zigzag và ñóng xo n theo chi u trái, gi là DNA xo n trái hay DNA Z, trên mi vòng xo n có ti 12 cp base. Gi i thích s tn ti ca DNA Z có nhi u quan ni m khác nhau: Theo Watson, ch trong nh ng ñiu ki n ñc bi t, nh ư nng ñ mu i cao thì các vùng ch a trình t GCGCGC chuyn sang cu hình Z, ng ưc li nng ñ mu i th p chúng quay tr li dng B. ðiu ñó ch ng t DNA Z có th ñóng vai trò gi m sc căng cc b trong phân t DNA siêu xo n ho c có th tươ ng tác ñc thù vi các protein ñiu hòa. Tuy nhiên A. Rich cho rng DNA Z xy ra trong t nhiên mà bng ch ng là có mt trong ru i gi m bình th ưng. Có th là vùng DNA Z nm xen k vi vùng DNA B và chúng có th xoay hình dáng thành dng B khi xy ra các bi n ñi hóa hc nào ñó làm cho DNA Z tr nên không n ñnh. Rich còn gi ý rng nh ng gen nm các vùng b xoay nh ư th thì có th tháo xo n sau ñó và bt ñu phiên mã. Nh vy mà protein có th ñưc tng hp. Mc dù ñây mi ch là gi thi t song khám phá này ñã cung cp mt công c ti m năng cho nghiên cu v ho t ñng ca các gen và DNA.Vi c phát hi n các dng DNA cho th y DNA trong t bào không ñơ n ñiu. tùy tr ng thái sinh lý mà DNA d ng này ho c d ng khác. Hình 1.8 DNA d ng xo n kép Z a. Mô hình d ng B c a Watson-Crick, là dng xo n ph i v i tr c ñu b. Mô hình d ng Z, là dng xo n trái v i tr c không ñ u 1.2. DNA cu n l i trong t bào Hu ht trong cơ th sinh vt, DNA có chi u dài dài hơn rt nhi u ln so v i chi u dài c a t bào. 11
  17. Ví d: phage T2 có chi u dài t bào kho ng 0,16 µm, trong khi chiêu dài ADN c a chúng kho ng 50 µm. Hình 1.9 Các d ng th ng, vòng tròn và xiêu xo n c a DNA Do ñó DNA trong t bào ph i cu n xo n. S cu n xo n này rt tinh vi vì trong quá trình tn ti, các gen ph i ho t ñng, nh ư vy nó ph i là mt ch t có ho t tính th ưng xuyên Ngưi ta th y DNA có th 3 d ng c u trúc: - Dng siêu xo n: mch kép vn xo n li thành hình s 8. ðây là dang t nhiên vi khu n. 12
  18. - Dng vòng tròn: si DNA căng tròn có ñưc do DNA siêu xo n b ct ñ t 1 trong hai m ch kép. - D ng th ng: khi DNA b c t ñt c hai mch. Mô hình v b gen c a E .coli E. coli , chiu dài DNA ñưc rút ng n ñáng k, s cu n li ñưc th c hi n nh vào các RNA ni. Khi các RNA ni b ct thì các DNA bung dài ra, thu n li cho s sao chép DNA. Nu mch DNA b ct, DNA ñưc tháo xo n, c ăng ra thu n li cho s t ng h p protein. Hình 1.10 Mô hình cu trúc nhi m s c th (b gen) c a E. coli (Theo Pettijohn và Hecht, 1974) 13
  19. Hình 1.11 S tháo xo n DNA trong t bào vi khu n 2. RNA các sinh vt nh ư: th c khu n th , virus ca ñng vt, virus ca th c vt thì vt li u di truyn là RNA. các sinh vt bc cao có RNA là bn sao mã c a DNA. RNA có cu to t các ñơ n phân là các ribonucleotide. Gi ng vi nucleotide, mi ribonucleotide gm ba thành ph n: ñưng ribose, H3PO4, baz ơnitric (T ñưc thay b ng U). Trong t bào có ba lo i RNA: 2.1. RNA riboxom (ribosomal RNA-rRNA) rRNA cùng vi protein cu to nên ribosome. rRNA chi m t l cao trong t bào có th ñn 75% ca tng RNA. các ribosome khác nhau có các rRNA khác nhau, chúng ñưc ñc tr ưng b i hng s l ng S: - Eukaryote : ribosome có h s lng khi ly tâm là 80S, gm hai ñơ n v: + ðơ n v l n ( 60S) có rRNA 28S; 5,8S; 5S + ðơ n v nh (40S) có rRNA 18S - Prokaryote và lc lp, ty th có h s lng khi ly tâm là 70S, gm 2 ñơ n v : + ðơ n v l n (50S): có lo i rRNA 23S; 5S + ðơ n v nh (30S): có rRNA 16S 14
  20. RNA ribosom có cu trúc bc I (mch th ng) và cu trúc bc hai. Trong ribosome, các rRNA tn ti dng cu trúc bc hai. RNA ribosom có cu to là mt si xo n có nhi u vùng liên kt ñôi theo nguyên tc b sung A liên kt vi U, G liên kt vi X và có khi G liên kt vi U. Trong t bào rRNA chi m t l cao có th lên ñn 75-80% t ng s RNA Hình 1.12 rRNA cu t o nên ribosom 2.2. RNA v n chuyn (Transfer RNA - tRNA) Mi tRNA gn vi mt phân t amino acid, mang ñn ribosome ñ tham gia tng hp protein. Mi tRNA ñc hi u cho mt lo i amino acid. Có hơn 20 lo i tRNA khác nhau tươ ng ng vi hơn 20 lo i amino acid. Trong th c t, ng ưi ta th y s lưng tRNA ln hơn rt nhi u so vi s lưng amino acid vì mt amino acid có nhi u b ba mã hóa. ðng th i cùng mt b ba mã hóa, vn có th có nhi u tRNA do hi n tưng bi n ñi ca các nucleotide trong tRNA to nên các lo i tRNA mi và trong quá trình tng hp tRNA, sau khi hình thành chu i polynucleotide còn ch u s tác ñng ca các yu t ca môi tr ưng ni và ngo i bào làm các nucleotide b bi n ñi, t o ra các tRNA m i. Các tRNA cùng tham gia vn chuyn mt acid amin là các izoaceptor. S l ưng izoaceptor thay ñi tùy acid amin. 15
  21. Cu trúc bc I ca tRNA: tRNA vn chuyn có phân t lưng nh : 25.000-30.000, gm 75-90 nucleotide, có hng s lng 4S. Trong thành ph n cu trúc ca tRNA có kho ng 10% các nucleotide hi m vi kho ng 30 lo i khác nhau. Mi cu trúc ca tRNA ñu có 2 ñu 5' và 3' gi ng nhau: ñu 5' luôn ch a G vi gc P t do, còn ñu 3' luôn có 3 nucleotide là CCA 3'-OH. Nhóm 3'-OH ca A có th liên kt vi acid amin ñ to ph c hp tRNA-aminoacyl. Chu i polynucleotide cu n li có nh ng ñon to mch xo n kép, hình thành c u trúc b c hai c a tRNA. Hình 1.13 C u trúc c a tRNA Enzyme aminoacyl tRNA synthetase gn amino acid vi tRNA tươ ng ng. Mi enzyme ñc hi u cho mt lo i amino acid riêng bi t và xúc tác ph n ng gn vi tRNA ca nó nh năng lưng ATP to ra aminoacyl tRNA. Ph c hp aminoacyl tRNA ñn ribosome gn vi mRNA bng nh các b ba ñi mã (anticodon) trên tRNA bt cp b sung vi các b ba mã hóa (codon) trên mRNA. 16