Tóm tắt đề cương sinh học phân tử –Trường Đại học Nguyễn Tất Thành

BÀI TÓM TẮT SINH HỌC PHÂN TỬ Bùi Thanh Phong
TÓM TẮT 3 QUÁ TRÌNH CƠ BẢN NỘI DNA RNA DỊCH MÃ PROTEIN DUNG DNA
(deoxyribonucleotide RNA (ribonucleotide acid)là đại phân tử
Cấu tạo từ các đơn phân là các amino
acid) là một đại phân tử sinh sinh học được cấu tạo từ các ribonucleotide, acid, các aa liên kết với nhau bằng liên kết
học được cấu tạo từ các đơn dạng sợi đơn (có thể cuộn lại hay không tùy peptide.
phân là nucleotide, có dạng loại RNA)
sợi đôi và xóa lại (xoắn kép).
Một ribonucleotide bao gồm 3 phần: 1 phân
Nucleotide gồm 3 phần: 1 tử đường 5 carbon (đường pentose) là ribose, 1 CẤU
phân tử đường 5 carbon (đường gốc phosphate, 1 base nitơ trong số 4 loại base TRÚC
pentose) là deoxyribose, 1 gốc (A,U,G,C)
phosphate. 1 base nitơ trong số Ở RNA thì nu loại U thay cho nu loại T 4 loại base (A,T,G,C).
RNA là sợi đơn, chỉ có 1 mạch. Liên kết giữa
các ribonu là liên kết CỘNG HÓA TRỊ: LIÊN
KẾT PHOSPHODIESTER (giữa gốc đường và
DNA là sợi đôi, xoán kép: phosphate) theo chiều 5’P – 3’OH.
Trên 2 mạch, liên kết hình
thành là liên kết Hidro. Trên 1
mạch là liên kết CỘNG HÓA Có 3 loại RNA là RNA vận chuyển (tRNA), TRỊ: LIÊN
KẾT RNA thông tin (mRNA), RNA ribosome
PHOSPHODIESTER (giữa gốc (rRNA)
đường và phosphate) theo chiều 5’P – 3’OH.
2 sợi DNA đọc ngược chiều nhau 2 NỘI DNA RNA DỊCH MÃ PROTEIN DUNG
DNA NST ở vi khuẩn dạng
Có 3 loại: tRNA, mRNA và rRNA.
Các aa liên kết với nhau bằng liên kết ĐẠI vòng, trần.
Mạch RNA ban đầu được phiên mã từ DNA là peptide. Ban đầu các aa được hoạt hóa để
CƯƠN Vi khuẩn còn có dạng DNA
mạch thẳng dài, sau đó mạch này được cắt gắn với tRNA tạo thành liên kết ester trước. G
trần, vòng nhưng có kích thước ngắn hay biến đổi mới thành các RNA trưởng
nhỏ hơn NST (khoảng 8% NST) thành là Plasmid. (Xem thêm về plasmid)
DNA ở vi khuẩn là liên tục
(không có các đoạn xen vào)
Lưu ý sự khác biệt của mRNA ở nhân sơ và
Không có sự cắt bỏ các đoạn
nhân thật và quá trình chuyển hóa của
DNA trong quá trình tạo ra
mRNA (gắn đầu GTP và đuôi polyA, cắt các RNA.
intron và nối các exon)
DNA của nhân thật có dạng
Lưu ý các phân tử tRNA
thẳng (nhưng xoắn bện lại rất
phức tạp) kết hợp với các protein loại Histone. DNA NST của nhân thận
được xem là gián đoạn (không
liên tục) vì nó có các đoạn 3 NỘI DNA RNA DỊCH MÃ PROTEIN DUNG
Exon (trình tự mã hóa) xen kẽ
intron (trình tự không mã hóa).
Sẽ cắt bỏ các intron trong quá trình phiên mã tạo RNA CÁC
Mở đầu: protein B, gyrase, Mở đầu: RNA polymerase (lưu ý cấu trúc của Giai đoạn chuẩn bị
THÀNH helicase, protein SSB.
nó) và các loại RNA polymerase khác nhau ở enzym aminoacyl-tARN, amino acid,
PHẦN Kéo dài: Primase, N – protein, nhân thật và sơ. tRNA.
THAM DNA polymerase (chú ý các Kéo dài: ribonucleotide tự do và RNA Giai đoạn dịch mã chính thức: GIA
loại DNA polymerase chuyên polymerase (Mg2+ và Mn2+ làm cofactor).
Cần thêm RNA, ribosome, các yếu tổ mở
TỔNG biệt ở cả nhân thật và nhân sơ). Kết thúc: Có thể cần protein Rho (có 6 tiểu đầu (IF), kéo dài (EF) và kết thúc (RF) HỢP
Ribonucleotide và nucleotide tự đơn vị) hay không cần.
do. Mg2+ là cofactor của DNA Lưu ý polymerase. DNA tạo ra mRNA = NTBS DNA polymerase có 2 chức
mRNA liên kết với tRNA = NTBS
năng: tổng hợp (polymerase) và
tRNA kết hợp với amino acid = tính đặc
sửa sai (exonuclease) (đọc hiệu của Enzyme. thêm tài liệu)
Kết thúc: Tháo xoán âm tách ra
hay cắt khía rồi nối lại.
QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP
❖ Quá trình tổng hợp DNA
❖ Quá trình tổng hợp RNA từ DNA gọi là
❖ Quá trình tổng hợp protein được gọi KHÁI
gọi là quá trình sao chép. quá trình phiên mã. là quá trình dịch mã. NIỆM
❖ Sợi đôi DNA này tách ra
❖ Sợi đôi DNA tách ra, chỉ có 1 sợi DNA
❖ mRNA được dùng làm khuôn, mỗi thành 2 mạch đơn, mỗi
được dùng làm khuôn để tổng hợp ra
một bộ ba (3 nu) sẽ mã hóa cho 1
mạch làm khuôn để tổng RNA.
amino acid. tRNA (mang aa) đến 4 NỘI DNA RNA DỊCH MÃ PROTEIN DUNG hợp ra 1 sợi DNA đơi
❖ Kết thúc quá trình này thì sẽ tạo ra
liên kết với bộ ba trên mRNA theo mới theo Nguyên Tắc Bổ
RNA. RNA được dùng để tổng hợp nên
NTBS, nếu khớp thì nó sẽ cho aa Sung (nguyên lý bán bảo protein. QUÁ TRÌNH NÀY GIÚP
gắn vào chuỗi protein bằng cách tồn). KIỂM SOÁT TẾ BÀO.
hình thành liên kết peptide.
❖ Kết thúc quá trình sao
❖ Kết thúc quá trình này sẽ tạo ra một chép DNA sẽ được nhân
chuỗi polypeptide. Chuỗi này sẽ có
đôi. DNA được nhân đôi
những biến đổi tiếp sau đó để trở
giúp tế bào có đủ vật liệu
thành phân tử protein tham gia xây
di truyền để phân thành 2
dựng tế bào hay làm các enzyme. tế bào. QUÁ TRÌNH QUÁ TRÌNH NÀY GIÚP KIỂM NÀY GIÚP CHO SỰ DI SOÁT TẾ BÀO. TRUYỀN THÔNG TIN DI TRUYỀN TỪ TẾ BÀO NÀY SANG TẾ BÀO CON. MỞ
Tạo chạc ba sao chép = bong Nhận diện điểm bắt đầu phiên mã là promoter QUÁ TRÌNH CHUẨN BỊ (ĐỌC THÊM ĐẦU
bóng (chỗ phình khởi đầu sao bằng RNA polymerase (có ααββ’ và σ – đọc TÀI LIỆU) chép). lại chức năng)
Vi khuẩn có 1 điểm khởi sự
sao chép còn nhân thật có rất nhiều.
1. Nhận diện điểm bắt đầu sao
chép: điểm Ori bằng protein B
Điểm ori: vị trí giàu trình tự A – T (254 cặp base).
BƯỚC MỞ ĐẦU NHỜ SỰ HỖ TRỢ
2. Tháo xoắn DNA bằng gyrase
CỦA CÁC YẾU TỐ MỞ ĐẦU (IF) (topoisomerase ) 5 NỘI DNA RNA DỊCH MÃ PROTEIN DUNG 3. Tách mạch bằng enzyme
Lưu ý: Trình tự Shine-Dalgano
Helicase (Cofactor là ATP): nó ĐỌC TÀI LIỆU THÊM
tách mạch, cắt đứt các liên kết Hidro
4. Giữ hai sợi không chập lại với nhau: protein SSB.
Đọc lại promoter của nhân thật và nhân sơ (quan trọng) 6 NỘI DNA RNA DỊCH MÃ PROTEIN DUNG
RNA polymerase sẽ thực hiện luôn chức
năng tháo xoán , tách mạch, duỗi mạch: làm “chảy” DNA ra
Chỉ có 1 mạch DNA (3’ -5’) được dùng để phiên mã
Trên RNA quá trình phiên mã theo chiều 5’ – 3’. KÉO
Tạo mồi (dài khoảng 5 – 10 RNA pol đi theo chiều 3’-5’ trên DNA, đến vị KÉO DÀI: 7 NỘI DNA RNA DỊCH MÃ PROTEIN DUNG DÀI
base): DNA polymerase tổng trí bắt đầu phiên mã thì bắt đầu tổng hợp RNA RIBOSOME bước đi, mỗi bước 1 bộ ba
hợp DNA cần đầu 3’OH tự do Khi RNA được khoảng 10 ribonu thì σ tách ra, và gắn 1 amino acid vào.
để gắn các nucleotide tự do vào. khoảng ….ribonu thì RNA tách dần 1 đầu ra Lưu ý: Cấu trúc của ribosome
Quá trình tạo mồi do Primase khỏi DNA. DNA sau đó đóng xoắn lại.
(enzyme tạo mồi) + N – protein ARN polymerase đọc trình tự mã hóa trên sợi
(nhận diện vị trí gắn mồi) tạo khuôn, thêm các ribonucleotid ATP, GTP,
thành phức hợp primosome (có UTP, CTP vào (nguyên tắc bổ sung) và thành khả năng tạo mồi)
lập nối phosphodiester, kéo dài chuỗi ARN. Mg2+ và Mn2+ làm cofactor.
Tổng hợp hai mạch mới:
Hai mạch mẹ tách rời nhau ra, tổng hợp đoạn mồi
Mạch DNA (3’ – 5’) sẽ có
mạch mới theo chiều (5’-3’):
Mạch này là mạch nhanh (sớm,
QUY TRÌNH KÉO DÀI: CHU TRÌNH dẫn) RIBOSOME
Mạch DNA (5’-3’) sẽ tổng hợp
ĐỌC TÀI LIỆU THÊM
các mạch mới DNA ngắn (đoạn
okazaki) sau khi có đoạn mồi.
Mạch này có nhiều đoạn ngắn,
cần nối lại nên ra chậm hơn.
Mạch này là mạch chậm (mạch muộn). 8 NỘI DNA RNA DỊCH MÃ PROTEIN DUNG Đọc lại:
Vai trò của các yếu tố kéo dài
Lưu ý: Vai trò của các DNA
Vị trí E,P,A của ribosome
polymerase, đặc điểm của Chu trình ribosome
okazaki, và các đặc điểm khác
của nhân thật với nhân sơ.
ĐỌC THÊM TÀI LIỆU KẾT
Tháo xoán âm hay cắt khía
Tạo cấu trúc kẹp tóc trên RNA.
Khi gặp bộ ba kết thúc, Yếu tố kết thúc THÚC một sợi
Sau đó sợi RNA tách ra hay nhờ Rho protein
(RF) xuất hiện gắn vào bộ ba kết thúc ĐỌC THÊM SAO CHÉP đến tách ra DNA ở PHAGE 9 NỘI DNA RNA DỊCH MÃ PROTEIN DUNG
Đọc lại quá trình kết thúc QUÁ
Biến đổi sau dịch mã ở cả 3 loại RNA TRÌNH
Lưu ý mRNA có quá trình gắn đầu, đuôi và cắt SAU (intron) và nối (exon) TỔNG HỢP QUÁ
Phiên mã ngược ở retrovirus TRÌNH
Vật liệu di truyền là ARN, ví dụ: HIV RIÊNG
Tổng hợp ADN từ khuôn mẫu ARN = enzym phiên
mã ngược (reverse transcriptase)
MỒI là một tARN của tế bào chủ, gắn vào đầu 3’ của retrovirus
Sau khi chuỗi lai ARN – cADN hình thành,
ARN virus sẽ bị hủy bởi RNaseH.
Mạch ADN đơn này được dùng làm khuôn
tổng hợp chuỗi kép ADN. Chuỗi kép này sẽ
tích hợp vào DNA ký chủ ĐIỀU
Tập trung đủ chất dinh dưỡng + Xem riêng phía dưới.
Xem thêm phần tác động của các kháng HÒA
các chất kích thích sẽ tăng
sinh trên slide. HOẠT cường tổng hợp DNA. ĐỘNG
Tập trung chưa đủ chất dinh
dưỡng + các chất ức chế sẽ kìm hãm tổng hợp DNA. 10
BÀI: ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN
Gen điều hòa và protein điều hòa.
Operon là gì? Quan trọng chú ý promoter (nơi gắn của RNA polymerase) và operator (nơi gắn của protein điều hòa).
Xem thêm về 3 operon trong giáo trình: cơ chế, vai trò các gen. TRONG TẾ BÀO NGOÀI TẾ BÀO BẬT
GEN ĐIỀU HÒA tạo ra Protein hoạt hóa CHẤT CẢM ỨNG: Chất “mở” gen
làm tăng quá trình Phiên mã: ĐIỀU HÒA DƯƠNG TẮT
GEN ĐIỀU HÒA tạo ra Protein ức chế làm CHẤT ỨC CHẾ: Chất “đóng” gen
ngừng quá trình Phiên mã: ĐIỀU HÒA ÂM 11
SƠ ĐỒ QUAN HỆ TRONG ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG GEN (A: ỨC CHẾ, B: HỖ TRỢ)
LACTOSE OPERON [CẢM ỨNG ÂM] 12 Khi không có lactose:
Gen điều hòa (LacI) tạo ra protein ức chế. Protein này gắn
vào Operator, ngăn không cho RNA polymerase trượt qua
và kết quả là không tạo ra được RNA. Khi có lactose:
Gen điều hòa (LacI) tạo ra protein ức chế.
Đường lactose vào tế bào gắn vào Protein ức chế (protein
này có 2 vị trí liên kết: liên kết với operator và liên kết với
lactose). Khi bị gắn lactose, protein ức chế không gắn vào
Operator được. RNA polymerase bám vào promoter, trượt
qua DNA và kết quả là tạo ra RNA.
TRYPTOPHAN OPERON [ỨC CHẾ ÂM] 13
ARABINOSE OPERON [CẢM ỨNG DƯƠNG] 14 15 16
KIỂM SOÁT HẬU DỊCH MÃ 17 ĐỘT BIẾN GEN
1. TÁC ĐỘNG LÊN CÁC NU/BASE NITƠ: Thay thế (cùng nhóm base hay khác nhóm base)/ thêm bớt (làm lệch khung đọc base)
2. TÁC ĐỘNG LÊN CÁC LIÊN KẾT GIỮA CÁC NU: Đứt mạch DNA hay hình thành thêm các liên kết phụ. Chỉ có 2 loại
liên kết chính: photphodiester và LK hidro.
KHÁI NIỆM? TẦN SỐ ĐỘT BIẾN? LOẠI ĐỘT BIẾN (ĐIỂM HAY ĐA ĐIỂM)
PHÂN LOẠI ĐỘT BIẾN
ĐỘT BIẾN THAY THẾ NU 18
ĐỘT BIẾN LỆCH KHUNG
ĐỘT BIẾN ĐA ĐIỂM 19
ĐỘT BIẾN TỰ NHIÊN
ĐỘT BIẾN BỞI TÁC NHÂN HÓA HỌC (NGOÀI ĐỘT BIẾN BỞI (TRONG TẾ BÀO) TẾ BÀO) TÁC NHÂN VẬT LÝ (NGOÀI TẾ BÀO) DẠNG HỖ
Các base có khả năng hoán BIẾN
chuyển giữa 2 dạng: Keto (C=O) ↔ enol (C-OH):
Xảy ra với các base purine,
làm các base này bắt cặp sai. T
bắt cặp G và ngược lại Amino (NH2) ↔ imino (=NH):
Xảy ra với base pyrimidine,
làm các base này bắt cặp sai. C
bắt cặp A và ngược lại 20