Sinh hoc phan tu 2

CHỨC NĂNG CỦA DNA
Trong cấu trúc t? băo, nhân có chứa DNA: Khi nghiên cứu tất cả DNA trong nhân tế bào hoặc của một tổ chức sinh vật thì gọi là genome
1.genome
1.1 Kích thước của genome
Trong tế bào th?c v?t hay d?ng d?ng v?t, người ta thường dùng cytometry để đo nồng độ DNA
Thí dụ : Trong genome cây lúa ( Oryza sativa), tế bào haploid của cây lúa chứa 12 nhiễm sắc thể , mà trong 12 nhiểm sắc thể nầy chứa đầy đủ các thông tin di truyền để cho cây lúa sống và phát triển .
Genome cây lúa rất nhỏ khoảng 4.3x 10 5 kb, như vậy nhỏ hơn 6 lần genome cây bắp và 40 lần genome cây lúa mỳ .
Cây lúa thường dùng để nghiên cứu và phân tích phân tử vì genome nhỏ dễ thực hiện
Bảng 1.1 : Một vài genome được đo
Tổ chức
Nồng độ DNA / per genome�
Picogram Kilobase (pairs)
E. Coli 0.0047 4.2x10 3
Arabidopsis thaliana1 0.15 4.2x10 5
Oryza sativa 0.45 4.3 x10 5
Zea mays 2.5 2.4 x 10 6
Triticum aestivum(2n=6x) 16.5 1.6 x10 7
Ba chức năng chính của Axit Nucleic
Replication (tái bản )
Transcription (Chuyển mã)
Translation (Giải mã )
1.1Cần thiết cho DNA lập lại:
Trong tổ chức tất cả sinh vật thông thường nhu cầu để tổng hợp ra phđn t? DNA m?i, g?m c� câc thănh ph?n nhu sau:
Một template: một đoạn DNA được copied,
Mg 2+ ,
Bốn deoxyribonucleotide triphosphates , và
1 enzme, DNA polymerease .
Qua trình theo công thức sau :
Mg 2+
D(NMP)n + dNTP ----? d(NMP)n+1 + PP i
Template
DNA polymerase

1.2 DNA polymerase
DNA polymease I,II, III tìm thấy trong tế bào prokaryotes. Tính chất enzme nầy có nhiều lối khác nhau
DNA polymerase I của Ecoli là một chuỗi polypeptide. Nó chứa một nguyên tữ kẽm / phân tử . Enzyme có hoạt tính m?nh khi polymerization theo hướng 5` -? 3` .
Tất cả DNA trong t? băo prokaryote cho thấy hoạt động c?a enzyme mang t�nh ch?t ngo?i sinh (exonuclease), nghĩa là chúng có thể th?y phđn (hydrolyse) DNA, di chuyển đoạn cuối deoxyribonucleotide.
Prokaryotic có hai kiểu hoạt động exonuclease. chúng t?ng h?p dđy m?i theo hu?ng từ 3` đến 5` ( 3` ? 5` hoạt động exonuclease)( hoặc hydrolyse dounle chuỗi DNA từ đoạn cuối 5` ( 5` --? 3" hoạt động exonuclease )
DNA polymerase: enzyme tạo DNA
DNA poly I : Sửa sai DNA , và tái bản
DNA poly II : Sửa sai
DNA poly III: Tái bản và tạo DNA mới
2.Sự lập lại (t? tâi b?n) của DNA
Sự lập lại của sợi đôi DNA bao gồm hai sợi bên trong các base được sao chép phục vụ cho mỗi sợi ở một vùng chuyên biệt gọi là helicase . DNA lặp lại bb?t d?u lă s? m? xo?n d? h�nh thănh nín folk (d?ng chia ba)
DNA phat� triển thành hai sợi đôi bố me, nucleotides có thể cộng thêm một sợi mới theo hướng trực tiếp 5` --?3` .
Tổng hợp sợi con gọi là leading strand, sự phát triển một sợi khác gọi là lagging strand cũng xảy theo thướng 5` -? 3 ;
Trong tế bào thường sản xuất ra RNA primer. Mỗi primer c� câc cặp base kéo dài ra trực tiếp 5`-?3` gọi là đoạn Okazaki ( do Okazaki khám phá) .
Mỗi đoạn Okazaki nầy di chuyển trên chuỗi DNA . Cuối có enzme gọi là DNA ligase nối các đoạn DNA với nhau
DNA tổng hợp
1: Leading DNA tổng hợp liên tục theo hướng 5` --- 3`
2. Chuỗi lagging DNA: tổng hợp không liên tục
3. Tổng hợp Okazaki đòi hỏi primer
DNA recombination (sự tái tổ hợp DNA)
Tái tổ hợp DNA giữa những phân tử DNA bắt đầu khi một nick endonuclease nằm trên một sợi đơn
Sợi nick sẽ chạy trên nhiễm sắc thể
Trong vi khuẩn võ protein RecA tách sợi , tạo ra một miền và lai gọi là heteroduplex DNA
Nick thứ hai tạo ra và phóng thích
Cấu trúc sợi giao thoa gọi là holliday intermediate
Vị trí giao thoa di chuyển trên sợi dọc phân tử DNA gia tăng chiều dài của miền heteroduplex
Kết quả cấu trúc rotat hoặc isomerized được thành lập

Enzyme có thể cắt cấu trúc ra hai lo?i khác nhau
Nếu cắt theo horizontal , kết quả nhiễm sắc thể được tái tổ hợp cho gen A và B
Nếu cắt theo Vertical l , kết quả nhiễm sắc thể không được tái tổ hợp cho gen A và B
3.Cơ chế tái bản
Vai trò của các cặp base giải thích làm thế nào DNA có thể tự tái bản trong thời kỳ phân chia tế bào
Phân nữa cột với nucleotide khác bổ sung các base
Enzyme , Primase bắt đầu quá trình tổng hợp
Primer ngắn của RNA nucleotides bổ sung tới nữa base DNA
DNA polymerase gắn DNA nucleotides bổ sung và phát triển nucleotides
Quá trình tổng hợp liên tục gọi là chuỗi leading phía bên trái
Quá trình xảy ra tách đoạn ngắn gọi là Okazaki hoặc lagging phía bên phải
Sự khác nhau do yếu tố DNA polymerase thêm nucleotides gắn đầu cuối 3 ` của primer
Primer thay thế RNA primer với DNA nucleotites
Có hai phân tử DNA . Mỗi bao gồm 1 nucleotes nguyên thủy và 1 được bổ sung
Cuối cùng hai phân tử DNA được chứng minh
Tổng hợp của Biopolymers
Theo các nhà nghiên cứu sinh học phân tử tế bào , DNA tổng hợp trực tiếp RNA và RNA trực tiếp tổng hơp protein .

Nhiều lối lập lại có quan hệ giữa tổng hợp DNA, RNA và protein trong tất cả tế bào chứng tỏ hoạt tính đặc biệt cả RNA và DNA.


DNA ---->RNA------> ------->protein

Lý thuyết sinh học về polymer có thể xây dựng thành phần đơn vị của monomeric theo thứ tự
template,
protein
và nucleic acid xảy ra thông qua giai đoạn thêm monomer
Mỗi polypeptide và polynucleotide có một điểm chuyên biệt: Tổng hợp sợi bắt đầu và chấm dứt tốt được xác định dấu hiệu " start và stop "
Tổng hợp sản phẩm sơ cấp thường được cải tiến: tổng hợp đầu tiên thành polypeptide hoặc polynucleotide, v?i do?n protein thường ngắn, RNA và DNA tạo từng mãnh liên kết nhau.
Quá trình của sự kéo dài của polypeptide từ N tới C









RNA, DNA, và protein được cắt thành nhiều mãnh . Mãnh DNA được nối trong quá trình tổng hợp . Sự cắt thành mãnh thường xẩy ra trong quá trình tổng hợp RNA .

4.Chức năng sửa sai
Sự sai thường xẩy ra tại các cặp base trong thời kỳ tái bản DNA
DNA có thể bị tổn thương do tác hại của môi trường trong quá trình xử lý hóa học hay tia phóng xạ
Sự tổn thương nầy dẫn đến sự sai lệch trong thông tin di truyền
Cơ chế lập lại được ghi nhận và các nucleotides di chuyển không đúng vị trí hoặc tổn thưởng
Các chuỗi tổn thương được một template thay thế với nucleotides
Chức năng chuyển mã DNA (Transcription)
Quá trình chuyển mã
Cơ chế chuyển mã
Trancription là gì?
Là quá trình tạo ra sắp xếp của RNA từ DNA template. S? chuy?n mê du?c th?c hi?n b?i enzyme "RNA polymeraze".
Hai sợi DNA xo?n d�i được cột bởi các base
Chức năng của RNA polymerase la copy một chuỗi DNA thành RNA.
Sự tổng hợp RNA là kích hoạt bởi enzyme RNA polymerase.
Sự chuyển mã khởi đầu bằng sự cột RNA polymearse ở một miền chuyên biệt Promoter
Promoter chuyển mã thành RNA gọi là điểm khởi đầu ( startpoint )
Từ điểm khởi đầu, RNA polymerase di chuyển dọc sợi template (DNA) tổng hợp RNA cho tới đoạn sequence terminator
Một đơn vị của chuyển mã được chuyển từ promoter tới terminator
Một đơn vị chuyển mã có thể nhiều hơn một gen
Điểm khởi đầu được diễn tả như upstream và sau điểm nầy là downstream
Mã quá trình chuyển mã được diễn tả trái (upstream) sang phải ( down stream ). Như vậy trong mRNA được viết trực tiêp là 5`---3` .
Code di truyền mang thông tin di truyền và nằm dọc trên 1 sợi
Phân tử DNA là miền coding được cột bởi hai vị trí termination và promoter
Sự tổng hợp RNA uracil được bổ sung adenine

Quá trình nầy tạo ra khi RNA polymerase dọc vị trí termination
Chuỗi DNA cột 1 sợi khác trở lại, RNA mới di chuyển
RNA là 1 copy hoặc giải mã của thông tin có chứa gen
Chuyển mã được xúc tác của RNA polymerase
Cấu trúc bubble trong phạm vi RNA polymerase di chuyển dọc DNA template
Phản ứng của transcription

Bốn giai đoạn của transcription bao gồm các kiểu khác nhau tương tác giữa DNA và RNA polymerase
Miền template : RNA poly cột sợi đôi DNA
Sơ khởi: ba - 9 base được tổng hợp và phóng thích
Kéo dài: RNA poly tổng hợp RNA
- Miền không xoán di chuyễn với RNA polymease
- RNA polymearse đọc đoạn cuối của gen
Termination: RNA polymeras và RNA được phóng thích
Promoter
Có ba thành phần bao gồm sequence
-35 , -10 và điểm khởi đầu
Yếu tố sigma kiểm soát sự cột DNA
Holoenzyme promoter khởi động là đóng ( DNA giai đoạn xoắn ) diễn tả là Kb = 10 6 - 10 9 M -1
Giai đoạn đóng sẽ thành giai đoạn mở của đoạn DNA diễn tả là k 2
Bước tiếp theo ternary complex : chứa cả DNA , RNA và enzyme , diễn tả bởi k i .
Khi bước sang giai đoạn khởi đầu thì enzyme phóng thích sigma và chuyển mã kéo dài , enzyme di chuyển dọc trên DNA
Khi RNA cột DNA, ( 75-80bp)
Phóng thích sigma thay đổi dạng RNA polymerase ở giai đoạn đầu tiên kéo dài
Yếu tố sigma kiểm soát sự cột DNA

Enzyme copy ( lập lại) DNA thành nhiều DNA là DNA polymerase . Tiếp tục copy ( transcribe) DNA thành RNA là RNA polymerase .
RNA polymeras có thể tìm thấy giai đoạn đầu tiên DNA xoắn đôi , cột DNA, nóng chảy và tách ra , hai sợi ở miền nầy bắt đầu tạo sợi RNA mới

Cơ chế cơ bản của transcription
RNApolymerase ở vị trí promoter, polymearse cột trên sợi xoắn đôi của DNA
Polymerase tách các base thành một khối bọt phòng để chuyển mã ( Buble transcription)
Một ribonucleoside triphosphate đi vào vị trí hoạt động ( active site) và cặp base được nối ( bổ sung ) một base của template
Cặp base ribonucleotide thứ hai nối với base thứ nhất của template bởi 1 nối phosphodiester
Polymerase tiếp tục copies và tách ra. RNA kéo dài tạo một polymerase transcripes
Hình : Sự chuyển mã DNA thành RNA thông qua xúc tác của RNA polymerase
Translation
Translation là gì?
Là quá trình chứa thông tin Dùng mRNA tổng hợp trực tiếp polypeptide
Thông tin mang mã di truyền của base trên phân tử mRNA
Polypeptide có thể sắp xếp 1RNA cột ribosome
Ribosome bao gồm 1 đơn vị lớn và 1 đơn vị nhỏ
Đơn vị lớn có hai vị trí chuyển RNA : vị trí P và vị trí A
tRNA mang 1 amono acid
Anticodon laì 1 triplet
1 ribosome sàõp xãúp khåíi âáöu codon laì AUG
tRNA với antocodon UAG mang amino acid methionine cột codon tRNA ở vị trí P của ribosome
tRNA với antocodon UAG mang amino acid methionine cột codon tRNA ở vị trí P của ribosome
Vị trí A có thể cho tRNA với anticodon bổ sung thành trilet RNA
Amino acid mang tRNA thứ hai cột methione
tRNA thứ 1 ở vị trí P và m RNA thứ 2 di chuyển đến đó , cột mRNA