Vai trò của các protein trong quá trình sao mã

Seminar:
Sinh học phân tử
___o0o___
Vai trò của các protein trong quá trình sao mã

Thực hiện: nhóm 4
Danh sách thành viên:
Nguyễn Hoàng Anh
Nguyễn Vũ Hồng Ân
Nguyễn Văn Chi
Nguyễn Thị Dương
Lưu Trần Linh Đa
Nguyễn Trung Tín
Nguyễn Thị Thơm
Bùi Quốc Thiều

Hình 1:Sao chép DNA (DNA Replication)


Ghi chú:
Enzyme là 1 loại protein đặc biệt, do vậy, trong bài thuyết trình này, ngoài các protein,chúng ta cũng sẽ tìm hiểu về các loại enzyme và vai trò của chúng trong quá trình sao chép DNA.
Protein tham gia sao chép DNA



Protein tham gia sao chép DNA
A.Giai đoạn Khởi Sự:
I.Protein B
Ở E.Coli,quá trình sao chép bằng đầu 3’; khi có một proteinB đặc hiệu nhận biết điểm khởi đầu sao chép(replication origine )
Protein này sẽ gắn vào trình tự base đặc biệt đó(trình tự mở đầu cho đoạn DNA cần sao chép).

Protein tham gia sao chép DNA
II.Gyrase
Tên gọi khác: enzyme TopoisomeraseII
Tại vị trí đã được đánh dấu bởi proteinB,gyrase sẽ tác động,cắt DNA ;làm tháo xoắn ra 2 phía proteinB.
Cơ chế :Cắt tạm thời hai chuỗi của DNA, có tác dụng sắp xếp lại siêu xoắn, tạo ra siêu xoắn trái của chuỗi DNA xoắn kép. Phản ứng này cần 1 ATP.
-Ở eukaryote, DNA topoisomerase II cũng được tìm thấy nhưng ít được nghiên cứu.
Hoạt động của topoisomerase II ở chạc ba sao chép
Protein tham gia sao chép DNA
TopoisomeraseI:

Tháo dạng siêu xoắn bằng cách gắn vào phân tử DNA và cắt một trong hai mạch để tháo xoắn .Sau đó,nối lại.
So với ToloisomeraseII, ToloisomeraseI ít phổ biến hơn.
Protein tham gia sao chép DNA
III.Helicase

Tên gọi khác: Rep ; enzyme deroulase
Chức năng: Tham gia tách mạch tạo chạc ba sao chép.
Cơ chế: cắt các liên kết hydrogen giữa những base bổ sung.Phản ứng này cần sự có mặt của ATP.



Hoạt động của Helicase
Protein tham gia sao chép DNA
Cấu trúc của DNA helicase gồm 3 protein đều có chức năng mở xoắn kép:
DnaA: nhận biết vị trí đặc biệt ở điểm mở đầu.
DnaB: mở xoắn kép.
DnaC: cần thiết để DnaB gắn vào điểm mở đầu.
Protein tham gia sao chép DNA
IV.Protein SSB
Tên gọi: SSB= Single strand binding protein.
Chức năng: là protein làm căng mặt DNA,ngăn không cho chập lại ngẫu nhiên hoặc xoắn để việc sao chép diễn ra dễ dàng.
Cơ chế: Tác động loại bỏ cấu trúc thứ cấp của chuỗi DNA,bằng cách gắn vào mạch đơn của DNA.

Protein tham gia sao chép DNA
V.RNA primase
Tên gọi khác: DNA G protein
Chức năng: Tạo ARN mồi,tác động tạo các đoạn Okazaki.
Hoạt động: Gắn vào phức hợp tại chạc ba,tạo thành primosome,bắt đầu tổng hợp ARN mồi với 10-60nomonocleotide.
Protein tham gia sao chép DNA
Hoạt động của RNA primer
Protein tham gia sao chép DNA
A:giai đoạn Khởi Sự:
B:Giai đoạn Nối Dài:
I: DNA polymerase:
Có 3 loại là Pol1,Pol2 và Pol3.Mỗi loại có 1 chức năng nhất định trong quá trình sao mã,quan trọng nhất là Pol3.

Protein tham gia sao chép DNA
a.DNA polymeraseIII:
Là một phức hợp gồm nhiều enzyme gắn với nhau(gồm các tiểu đơn vị polC, dnaN, dnaZ, dnaX, dnaQ)
Chức năng:
Nối dài mạch DNA đang tổng hợp theo hướng 5’->3’
Sửa sai nhờ hoạt tính exonuclease(là 1 loại enzyme cắt(Cơ chế cắt tìm hiểu ở bài sao chép DNA)
Protein tham gia sao chép DNA
a.DNA polymeraseIII:
Đặc điểm:
Xúc tác nhiều bước phản ứng khác nhau.
Ít nhất phải có 4 trung tâm hoạt động,mỗi trung tâm ứng với 1 loại nucleotide.
Có hoạt tính exonuclease.
Protein tham gia sao chép DNA
b.DNA polymeraseI
Chức năng:
Loại bỏ đoạn mồi ARN.
Đặc điểm:
Chứa hoạt tính exonuclese,chuyên dụng(hoạt động)mạnh hơn polIII.


Protein tham gia sao chép DNA
c.DNA polymerase II
Chức năng:
Tham gia sữa chữa DNA,thay đoạn DNA hỏng bằng DNA bình thường.
Đặc điểm:
-Chức một hệ thống các enzyme cắt và nối.Sữa chữa dựa trên trình tự của mạch DNA kia.
-PolII luôn hoạt động trong DNA,do các đột biến luôn xảy ra.Nó hoạt động cùng với khoảng 50 loại enzyme khác(Sửa sai trong tế bào).
Protein tham gia sao chép DNA
Các loại polI, polII, polIII được mã hóa bởi các gen PolA, PolB, PolC. Sự tổng hợp các enzyme này xảy ra khi tế bào cần sao chép, chuẩn bị cho nguyên phân(pha S-gian kì).
Tồn tại trong các tế bào procaryote.
Protein tham gia sao chép DNA
Ở các tế bào Eukaryotae, do DNA phức tạp hơn, tồn tại dạng siêu xoắn với protein Histon, do đó, thay vì sử dụng ploI,II,III,Eukaryote tồn tại các DNA polymerase khác là:
DNA polymerase alpha.
DNA polymerase beta.
DNA polymerase gama.
DNA polymerase deta.
Protein tham gia sao chép DNA
a.DNA polymerase alpha:
Tổng hợp ARN mồi.
Cơ chế:
Tại chạc ba tái bản ta thấy DNA polymerase gắn nhóm phosphate vào đầu 3’-OH tự do. Tuy nhiên, lúc đầu chưa có đầu 3’-OH tự do, do đó ở ngay điểm gốc tái bản DNApolymeras alpha sẽ hoạt động tạo nên một đoạn mồi ngắn để có đầu 3’-OH tự do, nhờ đó DNA polymerase mới bắt đầu hoạt động tái bản.
Protein tham gia sao chép DNA
b.DNA polymerase beta:
Chức năng:tổng hợp DNA,sửa sai và hoàn chỉnh mạch mới sau khi các mồi ARN tách ra.
Cơ chế hoạt động:giống như các loại DNA polymeraseI,II,III ở Prokaryote.
Protein tham gia sao chép DNA
c.DNA polymerase deta
Tổng hợp các đoạn Okazaki nối tiếp ARN mồi.
d.DNA polymerase gama
Sao chép hệ gen ngoài nhân.(ty thể,lục lạp)
Protein tham gia sao chép DNA
II.Các nhân tố protein khác ở Eukaryote:
PCNA:protein kháng nguyên nhân tế bào đang phân chia,hoạt hóa polymeraseDeta.
RFA & RFC(Replication factor):
còn gọi là nhân tố sao chép A và C,hoạt hóa polymerase Alpha và Deta>>tháo xoắn,tổng hợp ARN mồi.
Protein tham gia sao chép DNA


A:giai đoạn Khởi Sự:
B:Giai đoạn Nối Dài:
C:giai đoạn kết thúc:

Protein tham gia sao chép DNA
PCNA(proliferating cell nuclear antigen):
Có sự tham gia của ATP,chặn polymeraseAlpha lại,thúc đẩy polymerseDeta gắn vào tổng hợp đoạn Okazaki.PolymeraseAlpha được tổng hợp liên tục sang mạch đối diện.

Protein tham gia sao chép DNA


Sự tổng hợp mạch DNA mới tiếp tục xảy ra trên các replicon mới khác,với các nhân tố như trên.
 Để hệ thống lại 1 lần nữa,mời cô và các bạn xem đoạn videoClip sau:


Protein tham gia sao chép DNA

Bài báo cáo của nhóm chúng tôi đến đây kết thúc.Cảm ơn các bạn đã theo dõi.Chúc các bạn một ngày cuối tuần tốt lành!