Cơ sở phân tử của di truyền học
Sinh học đại cương
Mạch đơn
của DNA
Các gốc đường của
nucleotide liên kết
với nhau bằng liên
kết phosphodiester
tạo nên khung
đường của DNA
Deoxyribonucleic Acid, DNA
Sự hình thành
liên kết
hydrogen
giữa các bazơ
ni tơ
DNA
mạch
kép
Sự liên kết bổ sung
của Adenine với
Thymine và
Guanine với
Cytosine
Cấu trúc không gian của DNA
Cấu tạo DNA, tổng quát
• DNA được tạo nên từ 4 loại nucleotide: A, T, G, C. Số
lượng: A = T, G=C.
• Thành phần đường của các nucleotide nối với nhau
qua cầu nối phosphodiester tạo sợi polymer.
• A tạo 2 liên kết hydrogen với T; G tạo 3 liên kết
hydrogen với C. Gọi là nguyên tắc bổ sung tạo nên
phân tử DNA mạch kép.
• DNA xoắn kép có đường kính 2 nm, mỗi bước xoắn có
chiều dài 3.4 nm chứa 10 cặp Nucleotide.
Các giả thiết về tổng hợp DNA
Mô hình
bảo toàn
Mô hình bán bảo
toàn
Mô hình
phân tán
Thí nghiệm kiểm tra giả thuyết
Vi khuẩn được
nuôi cấy trong
môi trường
chứa đồng vị
15
N (đồng vị
nặng)
Mẫu DNA
được ly tâm
sau lần tái
bản thứ
nhất
Vi khuẩn
chuyển sang
môi trường
chứa đồng vị
14
N (đồng vị
nhẹ)
Mẫu DNA
được ly
tâm sau
lần tái bản
thứ hai
Tỷ
trọng
thấp
Tỷ
trọng
cao
Kết quả của thí nghiệm kiểm tra giả thuyết
Các dự đoán
Mô hình
bảo toàn
Mô hình bán bảo
toàn
Mô hình
phân tán
Tái bản một
lần
Tái bản hai
lần
Sự tổng hợp bán bảo tồn của DNA
Sự tổng hợp bán bảo tồn của DNA
Các sợi DNA mới
được tổng hợp trên
sợi đơn theo quy
tắc bán bảo tồn
Sợi DNA
kép
DNA tách thành
2 sợi đơn
Sự tổng hợp DNA ở vi khuẩn
Điểm khởi
đầu
Phân tử DNA
sợi đôi
Hai mạch mới
tổng hợp (con)
Mạch làm khuôn (mẹ)
Mạch mới tổng hợp (con)
Chạc sao chép
Bóng sao
chép
Tổng hợp DNA ở tế bào nhân chuẩn
Điểm khởi đầu
Phân tử DNA sợi đôi
Mạch làm khuôn (mẹ)
Mạch mới tổng hợp (con)
Bóng sao chép
Chạc sao chép
Hai mạch mới tổng hợp (con)
Ảnh TEM của các
bóng sao chép
DNA ở nhân
thực và vi khuẩn
Sự tổng hợp DNA
Topoisomerase
làm giãn xoắn
DNA
Primase tổng hợp
đoạn mồi RNA bổ
sung
Mồi RNA
Helicase tháo xoắn,
tách sợi đôi DNA
thành hai sợi đơn
Protein bám sợi đơn (SSB
protein) bám lên mỗi sợi
đơn, ổn định khuôn
Tổng hợp DNA
Tổng hợp
DNA
Nucleotide
triphosphate kế tiếp
Sự tổng hợp DNA
Mạch dẫn đầu
Điểm khởi đầu tái bản
Mạch ra chậm
Mồi
Mạch ra chậm
Mạch dẫn đầu
Các hướng tổng
hợp DNA
Sự tổng
hợp dẫn
đầu
Sau khi mồi RNA được tổng
hợp, DNA Pol III bắt đầu
tổng hợp sợi dẫn đầu
Điểm khởi
đầu tái bản
Mồi RNA
Protein kẹp trượt
Sợi khuôn
(mẹ)
DNA Pol III
Sợi dẫn đầu tiếp tục được
kéo dài khi chạc sao chép
được mở thêm ra
Primase tổng hợp
đoạn mồi RNA
Sợi khuôn
(mẹ)
Sự tổng
hợp sợi ra
chậm
Mồi RNA
cho đoạn 1
DNA Pol III thêm DNA
nucleotide vào sau đoạn
mồi, tổng hợp nên đoạn
Okazaki 1
Khi gặp đoạn mồi
tiếp theo, DNA
Pol III dời đi
Đoạn Okazaki 1
Sự tổng hợp sợi ra chậm
Mồi RNA cho
đoạn Okazaki 2
Đoạn
Okazaki 2
Đoạn Okazaki 2 được gắn mồi.
DNA Pol III thêm DNA
nucleotide vào sau đoạn mồi và
dời đi khi gặp mồi của đoạn
Okazaki 1
Sự tổng hợp sợi ra chậm
DNA Pol I thay thế mồi RNA
bằng các DNA nucleotide
DNA Ligase nối
hai đoạn Okazaki
liền kề
Mạch ra chậm đã được hoàn
thành
Chiều tái bản chung
Tổng quát sự tổng hợp DNA
Tổng quát tổng hợp DNA
1. Topoisomerase làm giãn xoắn DNA
2. Helicase tháo xoắn, tách sợi đôi DNA thành hai sợi
đơn
3. Protein bám sợi đơn (SSB protein) bám lên mỗi sợi
đơn làm ổn định khuôn
4. Primase tổng hợp đoạn mồi RNA bổ sung
5. DNA polymerase III tổng hợp DNA tiếp nối đoạn mồi;
Protein kẹp trượt theo sau DNA pol III
6. DNA pol I cắt bỏ mồi RNA và thay thế bằng các
nucleotide của DNA
7. DNA ligase nối các đoạn DNA mới tổng hợp