Bài giảng Di truyền học phân tử và tế bào - Chương 2: Cấu trúc, đặc tính, chức năng của các đại phân tử sinh học (ADN, ARN và protein)

Nội dung text: Bài giảng Di truyền học phân tử và tế bào - Chương 2: Cấu trúc, đặc tính, chức năng của các đại phân tử sinh học (ADN, ARN và protein)

1. DI TRUY N H C PHÂN T VÀ T BÀO CH NG 2 Cu trúc, c tính, ch c n ng c a các i phân t sinh h c (ADN, ARN và protein) inh oàn Long B môn DI TRUY N H C, Tr ng HKHTN, HQGHN
2. Ch−¬ng 2. Cu trúc, c tính, ch c nng ca ADN, ARN, Protein Môc tiªu kiÕn thøc Nm c các vn và tr li các câu hi sau:
   Các bng ch ng nào kh ng nh vai trò mang thông tin di truy n ca ADN (và ARN mt s virut)?
   Cu trúc, c tính, ch c nng ca các axit nucleic
   Các ch c nng ngày càng bi t y hơn v ARN
   Cu trúc, c tính, ch c nng ca protein
   Các nhóm protein ch c nng cơ bn Th o lu n, suy ng m, t tìm hi u thêm
   Mi quan h và s phù hp gi a cu trúc và ch c nng ca các i ph n t sinh hc.
   Ti sao nhi u gi thi t gn ây có xu h ng cho rng ARN là i phân t xu t hi n u tiên trong ti n hóa?
3. Néi dung LƯ C S DI TRUY N H C CÁC B NG CH NG CH NG MINH ADN LÀ VT CH T MANG THÔNG TIN DI TRUY N CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A ADN CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A ARN CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A PROTEIN Q&A
4. Néi dung LƯ C S DI TRUY N H C CÁC B NG CH NG CH NG MINH ADN LÀ VT CH T MANG THÔNG TIN DI TRUY N CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A ADN CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A ARN CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A PROTEIN Q&A
5. L−îc sö di truyÒn häc • Di truy n hc là ngành khoa hc nghiên cu v cu trúc, ch c nng, cơ ch ho t ng và vn ng ca vt ch t (thông tin) di truy n t th h sang th h khác ( các mc khác nhau ca h th ng sinh vt, nh phân t, t bào, cơ th , qu n th ). • ây là m t dòng chó thu n ch ng c sinh ra t m t cp b , m có ki u gen g n gi ng nhau hoàn toàn (dòng thu n). –Tn s m c các b nh lý (r i lo n) di truy n th ng gp r t cao trong các dòng thu n. inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
6. L−îc sö di truyÒn häc • ây là m t àn chó con c sinh ra t m t c p b , m có ngu n g c t các dòng khác nhau. –Tp tính và các ki u hình ca các con trong àn rt khác nhau do ki u gen ca chúng c t h p ng u nhiên t h gen (v n khác nhau) c a các t bào sinh d c có ngu n g c t b và m . – Tuy v y ph n l n các tính tr ng c a chúng là gi ng, ho c g n gi ng, ho c là ki u hình trung gian c a ca các ki u hình tìm th y b và m . inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
7. L−îc sö di truyÒn häc • Cơ ch nào ã gây nên nh ng hi n t ng nêu trên? • Mc dù các hi n t ng di truy n h c c quan tâm và ng d ng ngay t th a s ơ khai c a xã h i loài ng i (nh t là trong tr ng tr t và ch n nuôi), nh ng n t n th th XX, ph n l n các nhà sinh h c (m t cách sai lm) cho r ng: –Mi tính tr ng (k c các tính tr ng thu nh n mi trong th i gian s ng) c a m t cá th có th truy n c sang th h sau. – Các c tính c a b , m c tr n l n (và không phân tách tr l i c) trong th h con. inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
8. L−îc sö di truyÒn häc Gregor Mendel (1822-1884), ng−êi ®−îc coi lµ cha ®Î cña ngµnh Di truyÒn häc hiÖn ®¹i inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
9. L−îc sö di truyÒn häc • Di truy n hc hi n i c ánh du bt u bng các thí nghi m phân tích s l ng (t l phân ly) ca các tính tr ng trong các phép lai cây u Hà lan ca Gregor Mendel NhÞ Nhôy inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
10. Hoa tr ng L−îc sö di truyÒn häc 1 Ct b nh (hoa c) t các cây có hoa màu tím • Mendel ti n hành lai gi a các cây u thu c các Nh (hoa c) dòng thu n khác Noãn (hoa cái) 2 Th ph n gi a nh c a hoa tr ng v i noãn nhau bi tng cp B, M Hoa tím ca hoa tím tính tr ng tơ ng (P) ph n và theo dõi 3 Noãn sau khi th ph n, s l ng (t l) phát tri n thành qu phân ly ca các tính tr ng trong các th h con. 4 Cây c tr ng t h t • Hình nh này mô Th h con t k thu t lai (F 1) cây u Hà Lan. inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
11. B, M (P) x Th h con x (F 1) Th h con (F 2) inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
12. L−îc sö di truyÒn häc MÀU HOA Tím Tr ng • Mendel ti n hành thí nghi m vi 7 cp tính tr ng tơ ng V TRÍ HOA ph n khác nhau, t ó a ra nách nh ba quy lu t: quy lu t ng tính MÀU H T Vàng Xanh (I), quy lu t phân tính (II) và DNG H T quy lu t phân ly c lp (III). Tr ơn Nh n DNG QU • Trên cơ s ó, Mendel a ra Tóp Ph ng khái ni m v yu t di truy n MÀU QU (inheritant factor), là ơ n v di Xanh Vàng truy n. Ngày nay chúng ta ã bi t yu t này là gen nm CHIÈU DÀI trong các phân t axit nucleic. THÂN Cao Th p inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
13. L−îc sö di truyÒn häc 13.000 - 15.000 n m tr c: Phát tri n tr ng tr t Thí nghi m c a Mendel ( 1986 ) 1869: Miescher l n u tiên tách chi t c ADN Mô t nhi m s c th ( 1902 - 1904 ) 1929: Mô t c thành ph n c u t o ADN Avery cung c p b ng ch ng cho th y ADN mang 1953: Watson và Crick mô t c u trúc chu i thông tin di truy n trong bi n n p vi khu n ( 1949 ) xo n kép ADN, ch y u d a trên hình nh Mô t t bi n t bào h ng c u hnh li m ( 1956 ) nhi u x tia X (c a Franklin và Wilkins) Kornberg phát hi n ADN polymerase ( 1957 ) Ch ng minh c ơ ch sao chép ADN ( 1958 ) 1961 - 1966: Gi i mã các mã b ba (codon) Phát hi n th y s t n t i c a enzym gi i h n ( 1962 ) 1967: Gellert phát hi n ra ADN ligase, enzym ni các phân on ADN v i nhau Kh i u các nghiên c u công ngh ADN tái t h p c a Boyer và cs. t i H Standford và Califonia ( 1972 ) 1975: Southern phát tri n k thu t th m tách Southern cho phép xác nh trình t ADN c thù Sanger & Barrell, Maxam & Gilbert phát tri n các k thu t gi i mã trình t ADN ( 1975 - 1977 ) 1980: Thi t l p c b n s ơ b u tiên các du chu n ADN h gen ng i Palmiter & Brinser t o c Chu t chuy n gen, Sprading & Rubin t o c Ru i d m chuy n gen ( 1981 - 1982 ) 1985: Mullis và cs. phát minh ra k thu t PCR xu t ý t ng “D án h gen ng i” ( 1986 ) 1987: Phát hi n gen gây b nh teo c ơ Duchene Phát hi n gen gây b nh x ơ nang ( 1989 ) 1990: Kh i ng D án H gen ng i (HGP) Phát hi n gen gây b nh Huntington ( 1993 ) 1995: Phát minh ra chip ADN H gen u tiên c gi i mã - H. influenza (1995 ) 1999: Nhi m s c th ng i u tiên c gi i mã 2006: Chính th c hoàn thành gi i trình t NST Hoàn thành gi i mã hai b n sao s ơ b h gen ng i ( 2003 ) cu i cùng c a h gen ng i (NST s 1) inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
14. Néi dung LƯ C S DI TRUY N H C CÁC B NG CH NG CH NG MINH ADN LÀ VT CH T MANG THÔNG TIN DI TRUY N CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A ADN CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A ARN CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A PROTEIN Q&A
15. Bng ch ng v ADN là v t ch t di truy n Thí nghi m a) ca Griffith (1928) a) Vi khu n Streptoccoccus pneumoniae , S Tiêm ch ng S c; chu t ch t khi b tiêm ch ng này b) Ch t b) Dng t bi n R không gây ch t t bi n Tiêm S R Sng c) c) Dng S b b t ho t (ch t) b i nhi t không gây ch t khi tiêm vào chu t Gây ch t b i nhi t Tiêm S Sng d) Hn h p g m d ng S b b t ho t và d ng R d) khi tiêm vào chu t làm chu t ch t Phân tích Gây ch t Hn mô S bi nhi t hp Tiêm Ch t R Dòng S ph c h i inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
16. Bng ch ng v ADN là v t ch t di truy n Thí nghi m c a Griffith (1928) d) d) Griffith k t lu n r ng ã có y u t truy n gen (bi n np) t ch ng S chuy n Phân tích sang ch ng R, và chuy n Gây ch t Hn mô ch ng R → S. S bi nhi t hp Tiêm Ch t Dòng S ph c h i R Thí nghi m c a Avery, MacLeod và McCarty (1944) e) Avery và cs. tinh s ch ADN e) t ch ng S và cùng ch ng R ri tiêm cho chu t. Chu t ch t. iu này cho th y ADN chính là y u t c truy n Phân tích t S →→→ R trong thí nghi m Gây ch t b i nhi t Hn mô ca Griffith S hp Tiêm Ch t ADN Dòng S ph c h i R inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
17. Bng ch ng v ADN là v t ch t di truy n Thí nghi m c a Avery, MacLeod và McCarty (1944) inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
18. Bng ch ng v ADN là v t ch t di truy n Thí nghi m c a Hershey và Chase (1953) a) Protein 1. Phag ơ g n vào t bào v b) vi khu n ch a) & b) Cu trúc và chu ADN trình s ng c a phag ơ T2. 5. T bào vi khu n b phân gi i và gi i phóng phag ơ 2. Phag ơ tiêm h gen c a nó vào t Lõi bào vi khu n Thành t bào ch 4. óng gói h t phag ơ m i 3. H gen phag ơ sao chép và Phag ơ T2 dch mã trong t bào ch Không phát x Ly tâm Phát x Phag ơ T2 Gây nhi m E. coli và ADN phag ơ c Gây nhi m nuôi c y trên môi ánh d u v i 32 P vi khu n tr ng ch a 32 P Phát x Ly tâm Không Gây nhi m E. coli và nuôi Protein v phag ơ Gây nhi m Phag ơ T2 phát x trên môi tr ng ch a 35 S c ánh d u 35 P vi khu n inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
19. Bng ch ng v ADN là v t ch t di truy n Thí nghi m c a Hershey và Chase (1953) inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
20. Néi dung LƯ C S DI TRUY N H C CÁC B NG CH NG CH NG MINH ADN LÀ VT CH T MANG THÔNG TIN DI TRUY N CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A ADN CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A ARN CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A PROTEIN Q&A
21. Thành ph n c u t o c a các axit nucleic ’ ’    ’ ’’ ’    ’ ’ ’ ’ a) Ribose b) Deoxyribose Thymine (T) Cytosine (C) Uracil (U) Baz¬ nit¬ cña ADN Baz¬ nit¬ cña ARN  ’      ’ ’  ’ ’ Adenine (A) Guanine (G) c) Deoxyribose monophosphate Baz¬ nit¬ cña ADN vµ ARN −êng ribose cña c¸c nucleotide. CÊu tróc baz¬ nit¬ cña c¸c nucleotide. DÉn xuÊt cña a) −êng ribose cã nhãm –OH ë vÞ pyrimidine gåm thymine (T), cytosine (C) vµ uracil (U); trÝ C-2’, b) −êng deoxyribose cã dÉn xuÊt cña purine gåm adenine (A) vµ guanine (G). gèc –H ë vÞ trÝ C-2’, c) ®−êng ADN ®−îc cÊu t¹o tõ dA, dT, dG vµ dC, trong khi ARN deoxyribose mang nhãm phosphate ®−îc cÊu t¹o tõA, U, G vµ C. inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
22. Thành ph n c u t o c a các axit nucleic Tên g i các nucleotide là thành ph n c a ADN và ARN Baz ơ nit ơ Nucleoside Nucleotide Adenine (A) Adenosine Deoxyadenosine 5’- monophosphate Guanine (G) Guanosine Deoxyguanosine 5’- monophosphate Thymine (T) Thymidine Deoxythymidine 5’ - monophosphate a Cytosine (C) Cytidine Deoxycytidine 5’- monophosphate Uracil(U) Uridine Uridine 5’- monophosphate b a Có ở ADN, nh ưng không có ở ARN b Có ở ARN, nh ưng không có ở ADN inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
23. Thành ph n c u t o c a ADN Mi baz ơ nit ơ u có 2 d ng h bi n inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
24. Cu trúc hóa h c c a ADN Các baz ơ nit ơ u 5’ Các liên k t phosphodieste u 3’ inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
25. Cu trúc hóa h c c a ADN Nguyên t c Chargaff THÀNH PH N CÁC NUCLEOTIDE THEO T L PH N TR M (%) M T S LOÀI Loµi Adenine Guanine Cytosine Tymine Virót Thùc khuÈn thÓ T2 32,6 18,1 16,6 32,6 Herpes simplex 18,8 37,7 35,6 12,8 Phag¬ λ 26,0 23,8 24,3 25,8 Pseudorables 13,2 37,0 36,3 13,5 Vi khuÈn Escherichia coli 26,0 24,9 25,2 23,9 Diplococcus pneumoniae 29,8 20,5 18,0 31,6 Micrococcus hysodeikticus 14,4 37,3 34,6 13,7 Ramibacterium ramosum 35,1 14,9 15,2 34,8 NÊm men Neurospora crassa 23,0 27,1 26,6 23,3 Aspergillus niger 25,0 25,1 25,0 24,9 Saccharomyces cerevisiae 31,7 18,3 17,4 32,6 Sinh vËt nh©n chuÈn Arachis hypogaea (®Ëu) 32,1 17,6 18,0 32,2 Bombyx mori (t»m) 30,7 18,9 19,4 31,1 Drosophila melanogaster 30,7 19,6 20,2 29,4 Homo sapiens (ng−êi) TÕ bµo gan 30,3 19,5 19,9 30,3 Tinh trïng 29,8 20,2 18,2 31,8 TuyÕn gi¸p 30,5 19,9 20,6 28,9 Nicotinana tabacum 29,3 23,5 16,5 30,7 Rana pipiens (Õch) 26,3 23,5 23,8 26,4 Zea mays (ng«) 25,6 24,5 24,6 25,3 inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
26. Cu trúc hóa h c c a ADN Mô hình Watson - Crick inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
27. Cu trúc hóa h c c a ADN ng ng Liên kt hydro không hình thành (ho c ch hình thành yu) gi a các cp baz ơ nit ơ kt cp không úng; ho c khi các nucletide trên hai mch mc dù kt cp úng, nh ng không quay ng c chi u. Các liên kt hydro inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
28. Cu trúc hóa h c c a ADN Liên k t hydro Baz ơ nit ơ Khung ng - Khe phosphate ph Khe = 34Å = 10,5 nucleotide 10,5 = 34Å = n chính xo xo 1 vòng 1 H O C trong C và N trong P chu i este các baz ơ inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
29. Cu trúc hóa h c c a ADN Khe chính Khe chính Khe ph Khe ph Khe chính Khe chính Khe ph Khe ph inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
30. Cu trúc hóa h c c a ADN ADN có nhi u d ng c u hình, trong ó ph bi n là d ng B A - ADN B - ADN C - ADN D - ADN Z - ADN MT S D NG C U HÌNH KHÔNG GIAN C A ADN D¹ng ADN §Æc tÝnh A B Z ChiÒu quay cña chuçi xo¾n VÒ phÝa ph¶i VÒ phÝa ph¶i VÒ phÝa tr¸i Nång ®é muèi cao, §iÒu kiÖn h×nh thµnh §é Èm ~ 75% §é Èm ~ 92% hoÆc methyl hãa ADN §−êng kÝnh ( Å) 26 Å 20 Å 18 Å Sè cÆp baz¬ nit¬ trªn mét vßng xo¾n 11 10 12 Gãc nghiªng gi÷a hai cÆp baz¬ nit¬ kÕ tiÕp 33 O 36 O 60 O §é cao theo trôc chuçi xo¾n cña mét cÆp baz¬ nit¬ (Å) 2,6 Å 3,4 Å 3,7 Å §é cao theo trôc chuçi xo¾n cña mét vßng xo¾n ( Å) 28 Å 34 Å 45 Å §Æc ®iÓm khe chÝnh HÑp vµ s©u Réng vµ s©u Ph¼ng §Æc ®iÓm khe phô Réng vµ n«ng HÑp vµ s©u HÑp vµ s©u inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
31. Tính ch t bi n tính và h i tính c a ADN Si ADN xo n kép NHI T TNG Vùng giàu A:T bi n tính tr c UV p th p p th p h NHI T TNG THÊM Nhi t t ng Các m ch ADN bi n tính hoàn toàn inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
32. Tính ch t bi n tính và h i tính c a ADN Công th c c tính T m Công th c ca Wallace (1989) vi các phân on ADN ng n hơn 25 bp o o Tm = 2 C x (A + T) + 4 C x (G + C) Công th c ca Meinkoth - Wahl (1989) vi các phân on ADN dài hơn 25 bp a inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
33. Mt s tính ch t c a ADN ADN có th t n t i d ng m ch th ng Si ADN xo n kép Các im kh i u sao chép Các m ch ADN m i Các ơ n v sao chép ơ n v sao chép m r ng Các m ch ADN m i SAO CHÉP (TÁI B N) ADN H GEN NHÂN EUKARYOTE ho c inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
34. Mt s tính ch t c a ADN m ch vòng Si ADN xo n kép Mch ADN m i im kh i u sao chép (ch có 1 ơ n v tái b n) SAO CHÉP (TÁI B N) ADN H GEN PROKARYOTE inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
35. Mt s tính ch t c a ADN Các baz ơ nit ơ có th v ng ra ngoài chu i xo n kép Baz ơ nit ơ "v ng ra" inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
36. Mt s tính ch t c a ADN ADN và các c u trúc siêu cu n inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
37. Ch c n ng sinh h c c a ADN ph n ln sinh vt (ch tr mt s virut), ADN có ch c nng là vt ch t mang thông tin di truy n. m nhi m ch c nng này, ADN có bn c tính cơ bn sau: 1. Có kh nng lu gi thông tin dng bn vng cn cho vi c cu to, sinh sn và ho t ng ca t bào. 2. Có kh nng sao chép chính xác thông tin di truy n có th c truy n t th h này sang th h k ti p thông qua quá trình phân bào hay quá trình sinh sn. 3. Thông tin ch a ng trong vt ch t di truy n ph i c dùng to ra các phân t cn cho cu to và các ho t ng ca t bào. 4. Vt li u di truy n có kh nng bi n i, nh ng nh ng thay i này ( t bi n) ch xy ra tn s th p. inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
38. Ch c n ng sinh h c c a ADN Ch c nng ca ADN bi u hi n qua “Nguyên lý trung tâm” inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
39. Ch c n ng sinh h c c a ADN Ch c nng ca ADN bi u hi n qua “Nguyên lý trung tâm” inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
40. Néi dung LƯ C S DI TRUY N H C CÁC B NG CH NG CH NG MINH ADN LÀ VT CH T MANG THÔNG TIN DI TRUY N CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A ADN CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A ARN CU TRÚC, C TÍNH, CH C N NG C A PROTEIN Q&A
41. Thành ph n và c u trúc hóa h c c a ARN ARN th ng có c u trúc m ch ơ n polynucleotide, c hình thành t liên k t c ng hóa tr gi a b n lo i ribonucleotide A, G, C và U. Có nhi u lo i ARN v i ch c n ng khác nhau, trong ó 3 lo i quan tr ng và ph bi n nh t là mARN, tARN và rARN. Thu c tính các lo i ARN E. coli Lo i ARN H s lng (S) MW (x1000) S nucleotit % trong t bào trung bình mARN 6 – 25 25 – 1000 75 – 300 ~ 2 tARN ~ 4 23 – 30 73 – 95 ~ 16 rARN 5 ~ 35 ~ 100 16 ~ 550 ~ 1500 82% 23 ~ 1100 ~ 3100 inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
42. Thành ph n và c u trúc hóa h c c a ARN V mARN inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
43. Thành ph n và c u trúc hóa h c c a ARN V tARN OH 3’ A C P C 5’ (A) VÞ trÝ g¾n axit amin Vßng T ΨC Vßng D Vßng T ΨC 5’ 3’ T Ψ C Vßng hay biÕn ®æi Vßng Vßng D §èi m· (B) Bé ba ®èi m> H×nh 1. 6. CÊu tróc phæ biÕn cña tARN . (A) CÊu tróc m¹ch polyribonucleotit d¹ng l¸ ph©n nh¸nh, (B) CÊu tróc kh«ng gian h×nh thµnh Bé ba ®èi m> do chuçi polyribonucleotit gÊp nÕp vµ xo¾n l¹i inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
44. Thành ph n và c u trúc hóa h c c a ARN V rARN Thµnh phÇn cÊu t¹o cña c¸c ribosome VÞ trÝ ho¹t ®éng cña ribosome C¸c tiÓu phÇn Lo¹i rARN Sè protein TÕ bµo chÊt ®éng vËt * 40S 18S 33 60S 28S - 5,8S - 5S 49 Ti thÓ ®éng vËt 28S 12S 31 39S 16S 48 TÕ bµo chÊt thùc vËt * 40S 18 ~35 60S 28S - 5,8S - 5S ~50 Ti thÓ thùc vËt 30S 18S > 25 50S 26S - 5S > 30 L¹p thÓ thùc vËt 30S 16S 22-31 50S 23S - 5S - 4,5S 32-36 Vi khuÈn (prokaryote) * 30S 16S 21 50S 23S - 5S 31 Vi khuÈn cùc ®oan (archaea) 30S 16S 26-27 50S 23S - 5S 30-31 inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
45. Ch c n ng sinh h c c a ARN Khác vi ADN, trong t bào có nhi u lo i ARN; mi lo i m nh n mt ch c nng sinh hc riêng bi t. Nhìn chung, có th tóm tt các ch c nng cơ bn ca ARN nh sau: 1. Ch c nng vn chuy n thông tin di truy n: ây là vai trò ch yu ca mARN. Phân t này là bn phiên mã ca gen (ADN), ng th i là khuôn tng hp protein. 2. Ch c nng tham gia tng hp protein : ch c nng này bi u hi n qua vai trò ca tARN là phân t nh n bi t và lp ghép chính xác các axit amin tơ ng ng vi b ba i mã trên phân t mARN; và vai trò ca rARN là thành ph n cu trúc nên ribosome là nơi tng hp protein. inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
46. Ch c n ng sinh h c c a ARN 3. Ch c nng hoàn thi n các ARN : các snARN là thành ph n hình thành nên spliceosome là ph c hp có vai trò trong vi c ct các intron và ni các exon trong quá trình hoàn thi n mARN sinh vt nhân th t. Các snoARN tham gia vào quá trình hoàn thi n các phân t rARN t các phân t ti n thân (ti n-rARN) ti hch nhân. sinh vt nhân sơ, M1 ARN là thành ph n ca ribonuclease P có ch c nng hoàn thi n tARN t ti n-tARN. trùng mi khoan, gARN có vai trò trong biên tp mARN. 4. Ch c nng xúc tác : mt s ARN có kích th c nh có tính ch t xúc tác gi ng enzym, còn gi là các ribozyme. Bn thân mt s snoARN và M1 ARN tham gia vào các quá trình hoàn thi n rARN và tARN c nêu trên cng có ho t tính xúc tác. inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
47. Ch c n ng sinh h c c a ARN 5. Ch c nng iu hòa ho t ng ca gen: mc dù mi ch ư c phát hi n gn ây (Fire và Mellor, 1998), song s có mt ph bi n ca các lo i ARN tham gia iu hòa ho t ng ca gen tìm th y hu ht các loài sinh vt nhân th t ư c nghiên cu n nay cho th y, ây có l là mt ch c nng cơ bn ca ARN vn ã hình thành t lâu trong quá trình ti n hóa . Nhóm các ARN có ch c nng này ư c gi chung là ARN can thi p (ARNi, interfering RNA), ư c chia làm hai nhóm nh có hình th c ho t ng tươ ng i khác bi t là siARN (small intefering RNA) và miARN (micro RNA). inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
48. Ch c n ng sinh h c c a ARN Lo¹i ARN Chøc n¨ng sinh häc mARN th«ng tin TruyÒn th«ng tin qui ®Þnh tr×nh tù axit amin cña protein tõ ADN tíi ribosome tARN DÞch c¸c m· bé ba trªn ph©n tö mARN thµnh c¸c axit amin trªn ph©n tö protein rARN CÊu tróc ribosome vµ cã vai trß xóc t¸c (ribozyme) h×nh thµnh liªn kÕt peptide TiÒn-ARN S¶n phÈm trùc tiÕp cña qu¸ tr×nh phiªn m·; lµ ph©n tö tiÒn th©n h×nh thµnh nªn mARN, tARN vµ rARN hoµn thiÖn. ë eukaryote, mét sè ph©n ®o¹n ARN intron cã vai trß xóc t¸c (ribozyme) ph¶n øng c¾t chÝnh nã snARN (ARN nh©n kÝch Cã vai trß xóc t¸c vµ cÊu tróc trong phøc hÖ c¾t intron (spliceosome) tõ c¸c th−íc nhá) ph©n tö tiÒn-mARN ®Ó t¹o thµnh mARN hoµn thiÖn SRP ARN Lµ thµnh phÇn cña phøc hÖ ARN-protein lµm nhiÖm vô nhËn biÕt c¸c peptide tÝn (ARN nhËn biÕt tÝn hiÖu) hiÖu trong ph©n tö protein míi ®−îc tæng hîp, gióp "gi¶i phãng" c¸c ph©n tö protein nµy khái m¹ng l−íi néi chÊt sno ARN (ARN h¹ch Tham gia hoµn thiÖn rARN tõ ph©n tö tiÒn-rARN vµ ®ãng gãi ribosome t¹i h¹ch nh©n kÝch th−íc nhá) nh©n Telomerase-ARN Thµnh phÇn cña enzym telomerase; lµm khu«n ®Ó tæng hîp tr×nh tù ADN lÆp l¹i t¹i c¸c ®Çu mót nhiÔm s¾c thÓ ë eukaryote gARN Tham gia vµo qu¸ tr×nh "biªn tËp" ADN ti thÓ ë thùc vËt vµ nguyªn sinh ®éng vËt, vµ ADN l¹p thÓ ë thùc vËt tmARN ARN tÝch hîp chøc n¨ng cña tARN vµ mARN, gióp gi¶i phãng ribosome khái sù "t¾c nghÏn" khi dÞch m· c¸c ph©n tö mARN bÞ mÊt bé ba m· kÕt thóc (stop codon). M1 ARN Thµnh phÇn ARN cã vai trß xóc t¸c cña ARNase P, tham gia hoµn thiÖn c¸c ph©n tö tARN ë prokaryote C¸c lo¹i ARN can thiÖp Tham gia ®iÒu hßa biÓu hiÖn gen ë eukaryote (siARN vµ miARN) inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
49. Cu trúc hóa h c c a protein CU TRÚC BC 2 Mt c t ng u N u N u C 3,6 aa / vòng xo n Mt c t ngang u C Cu trúc d ng chu i xo n ααα Cu trúc d ng m t ph ng βββ inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
50. Cu trúc hóa h c c a protein CU TRÚC BC 3 Ph n lõi óng gói protein NƯ C Bi n tính B mt Protein dng chu i Phân t protein óng gói dng polypeptit (bc 1) cu trúc bc 3 (hình thành mt s mi n ch c nng) inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
51. Cu trúc hóa h c c a protein S t óng gói ca protein ph thu c vào tính ch t ca các axit amin là thành ph n cu trúc lên chu i polypeptit
52. Cu trúc hóa h c c a protein CU TRÚC BC 4 inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
53. Các nhóm protein ch c n ng c ơ b n Nhãm pr«tªin Ho¹t tÝnh vµ chøc n ¨ng sinh häc VÝ dô Pr«tªin vËn chuyÓn C¸c ph©n tö di chuyÓn bªn trong vµ gi a c¸c tÕ bµo Albumin, hemoglobulin, hoÆc gi a m¹ch m¸u vµ hÖ b¹ch huyÕt lipoprotein, transferin, v.v Enzym Lµ c¸c chÊt xóc t¸c h u c¬ thóc ®Èy c¸c ph¶n øng ho¸ Alcohol dehydrogenaza, häc nh−ng b¶n th©n chóng kh«ng mÊt ®i trong qu¸ tr ình hexokinaza, proteaza, v.v ph¶n øng G-protein TruyÒn tÝn hiÖu tõ bªn ngoµi tÕ bµo vµo bªn trong tÕ bµo Transductin, G s, αi b»ng viÖc kÝch thÝch s¶n xuÊt c¸c chÊt truyÒn tÝn hiÖu thø hai Pr«tªin mang th«ng tin Bao gåm c¸c hormon vµ c¸c pr«tªin kh¸c, mµ khi ho¹t Insulin, glucagon, hormon, (chÊt chñ vËn, chÊt ®èi ®éng, chóng t¹o ra c¸c ho¹t ®éng sinh lý vµ trao ®æi prolactin, v.v vËn) chÊt ë c¸c m«, tÕ bµo ®Æc thï cña chóng Pr«tªin vËn ®éng (pr«tªin T−¬ng t¸c cña actin vµ myosin t¹o nªn c¸c ho¹t ®éng Actin, myosin c¬) co vµ duçi c¬ Pr«tªin b¶o vÖ Cã chøc n ng b¶o vÖ chèng l¹i sù x©m nhËp cña vi Kh¸ng thÓ, interferon, khuÈn vµ c¸c hîp chÊt ®éc interleukin, v.v Pr«tªin thô thÓ C¸c pr«tªin xuyªn mµng lµ ph©n tö truyÒn th«ng tin C¸c thô thÓ insulin vµ trung gian tõ c¸c hãcm«n hoÆc c¸c chÊt dÉn truyÒn adrenalin trªn bÒ mÆt tÕ thÇn kinh trong c¸c ho¹t ®éng sinh lý néi bµo bµo Pr«tªin ®iÒu hoµ iÒu hoµ ho¹t ®éng cña gen vµ tÕ bµo C¸c chÊt k ìm h·m hoÆc øc chÕ ho¹t ®éng phiªn m·, dÞch m· trong tÕ bµo Pr«tªin cÊu tróc T¹o nªn cÊu tróc h ình d¹ng cña c¸c c¬ quan tö bªn Cytochrom, cytoskeleton, trong tÕ bµo, còng nh− b¶n th©n tÕ bµo. histon, ribosom, v.v C¸c lo¹i pr«tªin kh¸c Bao gåm c¸c lo¹i pr«tªin t¹o kªnh trªn mµng tÕ bµo cho C¸c pr«tªin kªnh xuyªn phÐp c¸c ion ra vµo tÕ bµo theo ph−¬ng thøc chñ ®éng, mµng ion Cl -, K +, Na +, v.v vµ c¸c lo¹i pr«tªin ®Æc biÖt liªn quan ®Õn sù trao ®æi tÝn hiÖu gi ÷a c¸c tÕ bµo inh oàn Long B môn DI TRUY N H C
54. Th th là m c tiêu tác d ng c a thu c (A) Angiotensinogen (MW 57000) Renin Angiotensin I ACE Angiotensin II (B) Angiotensin Angiotensin II Receptor TÕ bµo c¬ tr¬n thµnh m¹ch Phospholipaza (bÊt G-pr«tªin ho¹t) (bÊt ho¹t) G-pr«tªin (ho¹t Phospholipaza (ho¹t ®éng) ®éng) Co c¬ HuyÕt ¸p t¨ng HÖ thèng renin - angiotensin trong qu¸ tr×nh ®iÒu hoµ huyÕt ¸p. A) Anginotensinogen ®−îc c¾t b»ng renin ®Ó thu ®−îc angiontensin I. ChÊt nµy sau ®ã ®−îc c¾t b»ng ACE ®Ó thu ®−îc angiontensin II. B) angiotensin II t¸c ®éng lªn hÖ angiotensin receptor trªn mµng tÕ bµo c¬ tr¬n thµnh m¹ch m¸u, qua ®ã lµm t¨ng hµm l−îng Ca 2+ trong tÕ bµo chÊt, vµ v× vËy thµnh m¹ch m¸u co, huyÕt ¸p t¨ng. inh oàn Long B môn DI TRUY N H C