DI TRUYỀN HỌC PHÂN TỬ VÀ TẾ BÀO
CHƯƠNG 10
®ét biÕn vµ
sù
ph¸t
sinh
®
ét
biÕn
sù
ph¸t
sinh
®
ét
biÕn
CácCác cơcơ chếchế sửasửa chữachữa ADNADN vàvà sựsự phátphát sinhsinh ungung thưthư
PHẦNPHẦN MỞMỞ RỘNGRỘNG
Mục tiêu kiến thức
t bin gen l gỡ ? Nú cú ý ngha v vai trũ th no trong quỏ trỡnh tin
húa v phỏt trin ca sinh gii?
Ngi ta phõn loi cỏc dng t bin gen nh th no?

Cỏc
tỏc
nhõn
gõy
t
bin
l
gỡ
?

Cỏc
c
ch
phỏt
sinh
t
bin
.
nắm đợc các vấn đề và Trả lời đợc các câu hỏi sau:
Chơng 10. t bin v s phỏt sinh t bin
2

Cỏc
tỏc
nhõn
gõy
t
bin
l
gỡ
?
Cỏc
c
ch
phỏt
sinh
t
bin
.
Bng cỏch no sinh vt hn ch hu qu ca cỏc t bin? Cỏc c ch

sa cha ADN.
Mi quan h gia cỏc t bin v s phỏt sinh cỏc bnh ung th. Ti sao
cỏc tỏc nhõn gõy t bin thng c coi l cú nguy c gõy ung th?
Thảo luận, suy ngẫm, tự tìm hiểu thêm
Mi quan h gia t bin vi ung th v s ụ nhim mụi trng
ng dng ca t bin trong i sng (vd: trong to ging cõy trng)
Kh¸i niÖm ®ét biÕn
Ph©n lo¹i ®ét biÕn Gen
C¸c c¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn Gen
Néi dung
C¸c c¬ chÕ Söa ch÷a ADN
Mèi quan hÖ gi÷a ®ét biÕn vµ ph¸t sinh ung th−
Q & A
Kh¸i niÖm ®ét biÕn
Ph©n lo¹i ®ét biÕn Gen
C¸c c¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn Gen
Néi dung
4
C¸c c¬ chÕ Söa ch÷a ADN
Mèi quan hÖ gi÷a ®ét biÕn vµ ph¸t sinh ung th−
Q & A
Khái niệm đột biến
Đột biến là những biến đổi trong trình tự ADN kiểu dại
của sinh vật, gây ra hoặc bởi các tác nhân vật lý, hóa học
hoặc sinh học (đột biến gây tạo) hoặc do sai sót trong quá
trình sao chép ADN (đột biến tự phát hay ngẫu nhiên).
Ung th da liên quan đên
(!: alen kiểu dại là alen phổ biến nhất trong quần thể. Các alen khác đợc
xem là đột biến, tức là không phụ thuộc vào thứ tự xuất hiện của các alen)
5

Ung th da liên quan đên
bệnh khô bì sắc tố
(Xeroderma pigmentosum)
gây ra do một đột biến lặn ở
gen mã hóa cho một enzym
tham gia sửa chữa ADN.
(?: Đột biến gen gây ra các kiểu quả
kiểu hình nh thế nào?)
C¬ së sinh hãa cña ®ét biÕn
H·y xem giíi thiÖu vÒ thuyÕt “mét gen – mét protein”
6
Kh¸i niÖm ®ét biÕn
Ph©n lo¹i ®ét biÕn Gen
C¸c c¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn Gen
Néi dung
7
C¸c c¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn Gen
C¸c c¬ chÕ Söa ch÷a ADN
Mèi quan hÖ gi÷a ®ét biÕn vµ ph¸t sinh ung th−
Phân loại đột biến
-Phần lớn các đột biến gen là các đột biến điểm. Đây là đột
biến liên quan đến sự thay đổi một nucleotit đơn nhất. Các
đột biến điểm có thể gây hậu quả khác nhau đến sản phẩm
do gen đó mã hóa. Ngời ta phân loại các dạng đột biến
điểm tùy theo tính chất của chúng.
Đ
ột
biến
đồng
hoán

(transition)
8
Đ
ột
biến
đồng
hoán
(transition)
Đột biến dị hoán (tranversion)
Phân loại đột biến
-Đột biến sai nghĩa (missense) là đột biến làm thay đổi một
axit amin. Ví dụ: AUA (Ile)

AUG (Met)
AAC/AAU (Asn)

AGC/AGU (Ser)
-Đột biến vô nghĩa (nonsense) là đột biến làm xuất hiện một
mã bộ ba kết thúc sớm. Ví dụ: UGG (Trp)

UGA (Stop)
-Đột biến dịch khung (frameshift) là đột biến làm mất hoặc
thêm
một
hoặc
hai
nucleotit
(
làm
lệch

khung
đ
ọc
của
gen)
.
9
thêm
một
hoặc
hai
nucleotit
(
làm
lệch
khung
đ
ọc
của
gen)
.
-Đột biến câm (silent) là đột biến không sinh ra kiểu hình
đột biến (giống với kiểu dại), có thể do một số nguyên nhân:
Tính thoái hóa của mã bộ ba.
Xuất hiện trong vùng gen không mã hóa.
Sự thay đổi aa không làm thay đổi đặc tính protein.
Đột biến câm thờng trung tính và góp phần làm tăng tính
đa hình của loài.
Phân loại đột biến
-Đột biến thô là đột biến liên quan đến sự thay đổi của một

trình tự dài các nucleotit. Trong phần lớn trờng hợp, các
đột biến thô làm mất hoàn toàn hoạt tính sinh học của
protein hoặc sản phẩm do gen mã hoá.
Đột biến mất đoạn (deletion)
10

5'

3'

Exon 1

Exon 2

Exon 3

Exon 4

Đoạn gen bị mất

Exon 1

Exon 3

Exon 4

Đột biến
mất đoạn

5'


3'

Ph©n lo¹i ®ét biÕn
§ét biÕn thªm ®o¹n (insertion)

VÞ trÝ xen

§o¹n xen ADN

Exon 1

Exon 2

Exon 3

Exon 4

§ét biÕn
thªm
®o¹n

11
Exon 1

Exon 2

Exon 3

Exon 4


§ét biÕn t¸i cÊu tróc ADN (recombination)

Gen 1

Gen 2

Sù s¾p xÕp l¹i ph©n tö
ADN ë vÞ trÝ gen 1 vµ 2
Kh¸i niÖm ®ét biÕn
Ph©n lo¹i ®ét biÕn Gen
C¸c c¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn Gen
Néi dung
12
C¸c c¬ chÕ Söa ch÷a ADN
Mèi quan hÖ gi÷a ®ét biÕn vµ ph¸t sinh ung th−
Q & A
Tổng quan về các cơ chế phát sinh đột biến
Các tác nhân
và sự kiện
gây đột biến
Sai hỏng
trong sao
chép ADN
Các hợp chất
nội bào phản
ứng mạnh
Hóa chất
Chiếu xạ
Các yếu tố di

truyền vận
động / virut
Phân tử ADN
kiểu dại
13
Thay đổi
phân tử ADN
trớc đột biến
Hoạt động của
hệ thống sửa
chữa ADN
Đột biến gen
Thay thế nucleotit /
Hình thành các đoạn
trình tự lặp lại
Không
Cắt bỏ phần ADN
sai hỏng và tổng
hợp lại theo
mạch khuôn
Không
đột biến
Không
đột biến
Đột biến
phục hồi
SOS: Bỏ qua sai
hỏng để tránh gây
chết tế bào
Đột biến

Thêm
đoạn
Cơ chế phát sinh đột biến
-Đột biến ngẫu nhiên (tự phát) thờng liên quan đến quá
trình sao chép ADN, có thể gây ra bởi các nguyên nhân:
Hiện tợng hỗ biến (tautomeric shift)
Hiện tợng loại purin (depurination), mất G/A
Hiện tợng loại amin (deamination), C

U

Sự
sai
hỏng
các
bazơ
do
bị
oxi
hóa
(bởi
các
hợp
chất
14

Sự
sai
hỏng
các

bazơ
do
bị
oxi
hóa
(bởi
các
hợp
chất
oxi hóa mạnh)
Hiện tợng thêm hoặc mất nucleotit do sao chép ADN
trợt (lệch mục tiêu)
Cơ chế phát sinh đột biến
Hiện tợng hỗ biến (tautomeric) hóa học
15
T = A
T

G
C

G
Sao chép ADN lần 1
Sao chép ADN lần 2
Cơ chế phát sinh đột biến
Hiện tợng hỗ biến (tautomeric) hóa học
16
G

C

G

T
A = T
Sao chép ADN lần 1
Sao chép ADN lần 2
Cơ chế phát sinh đột biến
Hiện tợng hỗ biến (tautomeric) hóa học
17
A = T
A

= C
G

C
Sao chép ADN lần 1
Sao chép ADN lần 2
Cơ chế phát sinh đột biến
Hiện tợng hỗ biến (tautomeric) hóa học
18
C

G
C = A
T = A
Sao chép ADN lần 1
Sao chép ADN lần 2
C¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn
HiÖn t−îng lo¹i purin hãa (depurination)

Trong một số trường hợp,
hiện tượng loại purin có
thể xảy ra tự phát với tần
số cao.
Trong quá trình tái sinh tế
bào, các tế bào động vật
19
bào, các tế bào động vật
có vú có thể bị loại
10.000 purine trong phân
tử ADN trong 20 giờ.
Thông thường những sai
hỏng này cần được sửa
chữa bằng hệ thống sửa
chữa ADN
C¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn
HiÖn t−îng lo¹i amin hãa (deamination)
Hiện tượng loại
amin có thể chuyển
hóa C →
→→
→ U hoặc A
→
→→
→ hypoxanthine và
gây đột biến đồng
hoán
C
≡
G

↔
A=T
20
hoán
C
≡
G
↔
A=T
Hiện tượng này có
thể xảy ra tự phát
hoặc xúc tác bởi axit
nitơ (HNO
2
), …
C¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn
HiÖn t−îng lo¹i amin hãa (deamination)
21
C¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn
C¸c baz¬ bÞ sai háng do bị oxi hãa
Các hợp chất oxy hóa mạnh như H
2
O
2
hoặc các hợp chất mang gốc
O
2
hoặc hydroxyl (OH) tự do có thể làm hỏng các nucleotit.
22
Kết cặp với A

C¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn
§ét biÕn do sao chÐp ADN tr−ît (lÖch môc tiªu)
23
Sao chép trượt gây nên mất hoặc thêm đoạn trình tự lặp lại
Cơ chế phát sinh đột biến
-Đột biến gây tạo đợc tạo ra bởi các tác nhân vật lý, hóa
học hoặc sinh học.
Tác nhân hóa học 5-bromouracil (5-BU)
A = T G C
5-BU
24
C¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn
5-BU g©y ®ét biÕn nh− thÕ nµo?
25