Đặc tính DNA ở thực vật bậc cao

1.3. Đặc tính DNA ở thực vật bậc cao.

1.dATP deoxyadenosin phosphate

2. dGTP deoxyguanidin phosphate

3. dCTP deoxycytosin phosphate

4. dTTP deoxyThymidin phosphate

Gọi tắt là 4 dNTP là A, G, C, T trong đó A,G thuộc nhóm kiểu purine còn C,T thuộc nhóm kiểu pirimidine. Lõi của chuỗi DNA là các phân tử đường deoxyriboze gắn với nhau bằng các cầu phosphodiester.

Khác với vi khuẩn, chiều dài DNA của thực vật rất lớn. Trong 1 tế bào thực vật chiều dài các phân tử DNA có thể đến nhiều mét trong khi vi khuẩn E.coli 1,4mm.

Kính hiển vi điện tử cho thấy DNA được nhồi nhét rất chặt nhờ chúng có dạng siêu xoắn và nằm trong các hạt nucleosome.

Cấu trúc siêu xoắn và nucleosome giúp nén thông tin di truyền ở mức độ cao nhưng không tĩnh lại mà vận động liên tục. Tốc độ thay đổi từ cấu trúc xoắn, siêu xoắn của chuỗi DNA sang dạng giãn ở cỡ 100 vòng /phút

Một đặc điểm khác của DNA thực vật là chúng có hệ DNA lục lạp và DNA riêng biệt, ở dạng vòng độc lập với DNA nhân bào.

DNA của ti thể thực vật cũng ở dạng vòng.

1.4. Sinh tổng hợp DNA ở thực vật bậc cao

1.4.1. Quá trình sinh tổng hợp DNA ở thực vật bậc cao

(dNMP)n + dNTP = (dNMP)n + 1 + P_pi

(dNMP)n là đoạn DNA có sẵn do nhiều deoxy ribonucleotide monophosphate (dNMP) nối với nhau. Khi kết hợp với 1 deoxy ribonucleotide triphosphate (dNTP), đoạn DNA có thêm một nucleotide và làm (p) được phóng thích. Có 4 loại dNTP tham gia phản ứng : deoxy adenosine triphosphate (dATP), deoxy guanosine triphosphate (dGTP), deoxy cytosine Triphosphate (dCTP) và deoxy thimidine triphosphate (dTTP)

Sinh tổng hợp DNA xảy ra ở nhiệt độ, áp suất thường khi có mặt 4 dNTP và 1 đoạn DNA mẫu với sự xúc tác của 1 hệ nhiều E chiều sinh tổng hợp là 5^’ – 3^’. Nơi bắt đầu sinh tổng hợp trên đoạn DNA mẫu là một vị trí trên đó có gắn 1 đoạn oligonucleotide mồi. Đoạn mồi là 1 dãy nucleotide ngắn (10 – 30 nucleotide). Dãy mã của đoạn mồi tương hợp với dãy mã một vị trí nào đó trên DNA và nhờ vậy có khả năng gắn vào vị trí đó, bắt đầu cho quá trình tổng hợp DNA. Vậy sinh tổng hợp DNA có thể xảy ra ngoài tế bào, trong thử nghiệm, nếu có mặt :

• 
  Đoạn DNA polymeraza
  
• 
  Đoạn DNA polymeraza
  
• 
  Đoạn mỗi ở 1 vị trí nào đó trên đoạn DNA mẫu
  
• 
  Dung nạp đệm giàu Mg⁺
  

1.4.2. Các E chủ yếu trong sinh tổng hợp DNA

DNA polymeraza I : nhiệm vụ của nó là gắn các dNTP từng cái một vào đầu 3 tự do của đoạn mồi đang gắn trên đoạn DNA mẫu.

DNA polymeraze

DNTP …….mồi …..= = = đoạn DNA mẫu = = =

3 ^‘

Kết quả là sợi DNA mới sẽ dài dần về phía đầu 3 ^‘

* DNA ligase :

Có nhiệm vụ nối 2 đầu 3^’ và 5^’ của 2 đoạn DNA rời thành 2 đoạn liên tục. Một mối hàn như vậy cần 1 năng lượng là 2ATP

DNA – 3^’ – OH + PO₄ 5^’DNA DNA.3^’ –0- p – 0 – 5 ^‘ – DNA

Đặc điểm của DNA ligase là không làm việc với các sợi DNS đơn mà chỉ hàn nối các đoạn DNA ở dạng chuỗi xoắn kép. Khi nối DNA có thể gặp 2 trường hợp : đầu sole hay đầu bằng. Các nucleotit ở đầu sole nằm trên đoạn sole của 2 đoạn DNA phải tương hợp thì DNA polymerase mới hoạt động được.

Nhiệm vụ của // và /// giống như I nhưng chỉ khác chúng nhận biết và hoạt động sinh tổng hợp trên các đoạn DNA mẫu có các chỗ gãy ngắn ( chỗ gãy : các vị trí của chuỗi kép ở đó chỗ có sợi đơn)

Về tốc độ làm việc của các polymerase rất khác nhau. Trong 1 giây I gắn được 10 dNTP, II chỉ 0,5, III gắn tới 150 dNTP.

* Helicase.

Có nhiệm vụ làm chuỗi DNA từ dạng siêu xoắn sang dạng giãn. Dạng giãn cần thiết ở các đoạn trên chuỗi DNS ở đó có nhu cầu sinh tổng hợp.

1.4.3. Các bước trong sinh tổng hợp DNA

Sinh tổng hợp DNA trong tế bào cùng 1 lúc diễn ra trên hàng ngàn chỗ trên suốt chiều dài khổng lồ của sợi DNA mẫu. Ở các vị trí đó, DNA helicase giúp DNA chuyển từ dạng siêu xoắn sang dạng giãn (2 sợi DNA tách ra) với tốc độ 10m/h. Chuỗi DNA xoắn kép được tách đôi ở các vị trí sẽ sinh ra tổng hợp, hình thành các chĩa 3. Ở chĩa 3 cả 2 sợi DNA đơn đều được sử dụng làm DNA mẫu một lúc. Trên 1 sợi sinh tổng hợp sẽ diễn ra theo chiều 5^’ 3^’ gọi là sợi chủ. Trên sợi còn lại gọi tên là sợi thứ, STH vẫn diễn ra theo chiều 5^’ 3^’ nhưng chỉ thực hiện được từng đoạn ngắn. Các đoạn ngắn gắn lại với nhau và DNA trở lại dạng xoắn kép chuỗi, một đoạn phân tử DNA mới được hình thành

1.5. Sự thể hiện của gen trong sao chép và dịch mã

1.5.1. Đọc mã :

DNA mẫu
Là quá trình tạo ra các phân tử RNA thông tin (messengen RNA) theo khuôn mẫu trên DNA, do enzim RNA polymerase xúc tác.

(

DNA polymeraza,Mg^H
NMP)n + NTP (NMP)n +1 + P_pi

(NMP)n là đoạn RNA có sẵn gồm n nucleotide monophotphat NTP các nucleotit triphotphat (nucleotide)

RNA polymeraza có khả năng nhận biết các điểm khởi đầu cho đọc mã trên chuỗi DNA

Ở vi khuẩn các điểm này là các dãy mã TATA, còn gọi là “hộp TATA”, hộp TATA ở thực vật phức tạp hơn, được mã bằng nhiều nucleotit hơn, đa dạng hơn (vẫn gọi chung là hộp TATA), ví dụ :

T - - - TATA - - - 1 - 3 - - - A

1 –3 : là số lần nhắc lại có thể có của ademin

Ngoài hộp TATA, ở thực vật còn có hộp CAAT nằm ở phía thượng lưu của hộp TATA, hộp CAAT có nhiệm vụ điều hòa mức độ đọc mã.

1. RNA polymeraza I đọc mã cho sinh tổng hợp

RNA ribosome (rRNA), chúng chỉ hoạt động bên trong nhân bào.

2. RNA polymeraza II đọc mã cho sinh tổng hợp mRNA, hoạt động chủ yếu ở bên ngoài nhân bào

3. RNA polymeraza III đọc mã cho sinh tổng hợp RNA ngắn như RNA vận chuyển (tRNA) hoặc hoặc tRNA 5S

Mỗi tế bào thực vật chứa đến vài triệu ribosome, vì vậy ở các mô thực vật đang tăng trưởng mạnh đều có hoạt động sinh tổng hợp rRNA rất cao. Ở đây sản phẩm hoạt động của RNA polymeraza chưa tạo ngay ra các RNA hoàn chỉnh mà chỉ tạo ra các tiền chất của chúng. Các tiền chất này còn phải qua “cắt gọt” bằng metyl hóa còn lại kích thước cỡ 3000 – 3500 nucleotit mới kết hợp với protein và tạo nên ribosome.

Mỗi mRNA khác nhau, tương ứng với khoảng 100.000 gen. Mỗi mRNA đều có một dãy mã để tổng hợp protein, ngoài ra còn có thêm các dãy mã nằm ở 2 đầu để làm nhiệm vụ điều khiển quá trình dịch mã. Đầu 5^’ của mRNA có một dãy mã ngắn gọi là mũ ở đầu 5^’ (5^’ cap). Mũ này thường là một gốc qua nosine), được chụp lên đầu 5^’ của phân tử mRNA ngay sau khi RNA polymeraza II kết thúc quá trình đọc mã.Mã có nhiệm vụ bảo vệ mRNA hoặc ra lệnh cho quá trình tổng hợp protein khởi sự.

Đầu 3^’ của mRNA thường là 1 dãy mã độ 200 nucleotit toàn là gốc ademosinem gọi tên là đuôi poly A. Cũng như mã 5^’, đuôi poly A được gắn vào mRNA ngay sau khi đọc mã, bằng E poly (A) polymerase.

1.5.2. Dịch mã

Là quá trình sinh tổng hợp các phân tử protein căn cứ vào dãy mã trên phân tử mRNA. Như thể sự thể hiện gen có thể chia ra 2 mức, mức đọc và mức dịch.

Để thấy rõ mức độ phức tạp của sự thể hiện một gen trong 100.000 gen của cây, hãy xem xét cấu trúc của gen mã hóa cho E polygalaclorunaza ở cà chua và sản phẩm thể hiện ở gen này.

Trên gen mã hóa cho polygalaclorunaza có 8 dãy số. Kích thước từ 99 đến 953 nucleotit. Hộp CAAT nằm ở nucleotit-31, thượng nguồn của tín hiệu bắt đầu đọc ATG. Quá trình đọc và dịch cho ra hai đoạn peptit 71 và 356 a.amin. Cuối cùng peptit 79 a.amin bị loại và hình thành phân tử E polygalaclorunaza có 356 a.amin

Hiện tượng các dãy mã đọc xen lẫn với các dãy mã mù rất phổ biến trong cấu tạo các gen thực vật.

Chú ý chỉ 1 phần rất nhỏ DNA thực vật được biểu hiện thông qua đọc và dịch thành các phân tử protein.

Các nghiên cứu mới đây cho thấy sự bảo thủ của tính di trưyền ở thực vật chỉ là tương đối. Ngoại cảnh có thể ảnh hưởng đến tính di truyền một cách nhanh chóng, không cần hàng triệu năm tiến hóa và các ảnh hưởng này được di truyền qua các đời sau. Do ảnh hưởng bên ngoài, bộ máy di truyền thực vật có thể bị thay đổi do :

1. 
   Sự xâm nhập của DNA ngoại lai ( VK,virus)
   
2. 
   Sự chuyển dịch các gen từ vị trí này qua các vị trí khác.
   
3. 
   Sự chuyển dịch DNA từ lục lạp và ti thể vào nhân bào
   

Sự tồn tại của các gen nhảy (jumping gens) là nét đặc trưng, thể nhiễm sắc này sang thể nhiễm sắc khác hoặc ở các vị trí khác nhau trên cùng 1 thể nhiễm sắc. Chúng có thể nhảy vào giữa dãy mã của 1 gen đang hoạt động làm cho gen này bất hoạt hoặc ngược lại. M_c Clinlock (Hoa Kỳ) đã giả thiết sự có mặt của các gen nhảy từ 1948. Hơn 40 năm sau công trình của bà mới được công nhận, được tặng giải Nobel

Каталог: Data -> News -> 388 -> files
News -> Nghị quyết của quốc hội số 23/2003/QH11 ngàY 26 tháng 11 NĂM 2003 VỀ nhà ĐẤT DO nhà NƯỚC ĐÃ quản lý, BỐ trí SỬ DỤng trong quá trình thực hiện các chính sáCH
News -> QuyếT ĐỊnh về việc ban hành Quy định về trang phục đối với Sinh viên Trường Đại học Lạc Hồng
News -> BỘ chính trị ĐẢng cộng sản việt nam
files -> Phần nuôi cấy tế BÀo chương giới thiệu chung và LỊch sử phát triểN
files -> Chương MỘt số phưƠng pháp canh tác hiệN ĐẠI 1 Thủy canh
files -> Chương nuôi cấy tế BÀo và chọn dòng tế BÀo nuôi cấy tế bào đơn
files -> Chương những khái niệm cơ BẢn học thuyết tế bào
files -> Chương thu nhận và nuôi cấy phôi in vitro phôi soma

tải về 297.25 Kb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: