Bài giảng Di truyền học đại cương - Di truyền học phân tử - Lê Thị Phương Hồng

DI TRUYỀN HỌC ĐẠI CƯƠNG- DI TRUYỀN HỌC PHÂN TỬ LÊ THỊ PHƯƠNG HỒNG Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •DÀN BÀI •Phần I- •Sinh học phân tử của gene Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •1. Mở đầu •2. Nucleic acid là vật liệu di truyền •3. Cấu trúc DNA •4. Tái bản DNA Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •5. Codon •6. Sao chép •7. Dịch mã •8. Đột biến gene •9. Di truyền ở virus Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •Phần II- Kiểm soát sự biểu hiện gene Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • 1. Ý nghĩa • 2. Điều hòa gene ở prokaryote °Operon lac °Operon Trp • °Điều hòa ở mức dịch mã Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •3. Sự nhận biết protein - nucleic acid •4. Tiềm năng di truyền và sự biểu hiện gene có chọn lọc ở eukaryote Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •5.Sự nén chặt của DNA •6.Kiểm soát sự biểu hiện gene eukaryote ở mức sao chép Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •7.Kiểm soát sự biểu hiện gene eukaryote ở mức sau-sao chép •8. Homeotic gene và homeotic protein Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •9. Điều hòa gene ung thư •° Kết luận về sự điều hòa gene ở eukaryote Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •Phần III- •Kỹ thuật di truyền Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •1- Sự chuyển gene trong thiên nhiên •2. Các công cụ chủ yếu của công nghệ DNA Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •° Các enzyme giới hạn và DNA ligase ° Các vector ° Các dò nucleotide Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •3. Tạo dòng các gene •°Ngân hàng genome •°Ngân hàng cDNA •°Tuyển chọn (Screening) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • 4. Ích lợi của sự chuyển gene • ° Tạo dược phẩm • ° Ứng dụng trong nông nghiệp • ° Động vật chuyển gene Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • •5- Vài vấn đề liên quan tới sự áp dụng kỹ thuật học DNA Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •Phần I- •Sinh học phân tử của gene Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •Mở đầu: •Lý thuyết trung tâm và di truyền phân tử • (Crick, 1958) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •Chứng minh nucleic acid là vật liệu di truyền •°Thí nghiệm của Griffith (1928) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Griffith (1928) lần đầu tiên nghiên cứu về biến nạp (transformation) ở 2 dạng Streptococcus pneumoniae: S (smooth) và R (rough). Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • S gây viêm phổi ở chuột, R thì không. • Đột biến S  R xảy ra trong ~ 10 phút. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • S có vỏ polysaccharide (khuẩn lạc mọc trên thạch có dạng trơn láng). • R mất khả năng tạo vỏ, mất khả năng gây bệnh (khuẩn lạc gồ ghề). Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Các nòi S. pneumoniae được phân biệt dựa vào bản chất polysaccharide: IIS, IIR, IIIS, IIIR,... • Vỏ polysaccharide giúp S chống lại hệ thống miễn dịch của tế bào chủ. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Kết quả thí nghiệm: • ° Chích S vào chuột: chuột chết • ° R: chuột không chết • ° R + S (nhiệt): chuột chết • ° S (nhiệt): chuột không chết. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Kết quả quan trọng: • Khi chích IIR sống + IIIS (bị giết bởi nhiệt), • vi khuẩn được cô lập từ chuột bệnh luôn luôn là IIIS. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • IIR sống + IIIS chết  IIIS sống • Kiểu II chưa bao giờ đột biến thành kiểu III. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Griffith kết luận: • IIR nhận thông tin di truyền mới để tạo polysaccharide kiểu III, • không có đột biến, • chỉ có sự biến nạp, • tức sự xen một “yếu tố biến nạp” từ IIIS vào IIR. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •“Yếu tố biến nạp” đó được Avery (1944) chứng minh là DNA. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Thí nghiệm của Hershey và Chase (1952) chứng minh: • DNA là vật liệu di truyền của bacteriophage T2. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • T2: DNA + protein vỏ, • = “ống tiêm phân tử” bơm DNA vào tế bào vi khuẩn và tái tạo phage mới. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •Thí nghiệm với đồng vị phóng xạ: • 35S đánh dấu protein • 32P đánh dấu DNA của T2. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Nuôi T2 + E. coli với 35S • protein phage* Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Nuôi T2 + E. coli với 32P • DNA phage* Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Nuôi T2* + E. coli: • (1) T2* + E. coli (không *) • (2) Dùng máy trộn tách rời vỏ protein phage • (3) Ly tâm: vi khuẩn lắng, phage nổi Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • (4) So sánh phóng xạ: • °T2 + 35S-protein: • phần lỏng* • °T2 + 32P-DNA • phần trầm hiện * Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Đặt vi khuẩn của phần trầm hiện trong môi trường lỏng, • chúng bị phân giải và phóng thích phage chứa 32P-DNA. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Kết luận: • Chỉ có DNA phage vào tế bào chủ, • điều khiển sự tạo nhiều DNA và protein phage, • và tạo nhiều phage mới. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Thí nghiệm của Fraenkel-Conrat và Singer (1957) • Ở Virus thể khảm thuốc lá (TMV, tobacco mosaic virus): thông tin di truyền trong RNA. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • TMV: sợi đơn RNA + vỏ protein, • có dạng trụ dài dưới kính hiển vi điện tử. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Dùng 2 nòi TMV khác nhau bởi protein vỏ. • Tách protein vỏ khỏi RNA nhờ xử lý phenol. • Tạo các tổ hợp virus mới. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Nhiễm các virus mới vào cây thuốc lá: • virus con cháu luôn luôn chứa RNA và protein tương ứng. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Kết luận: • Nucleic acid (RNA ở TMV), • không phải protein, • là vật liệu mang thông tin di truyền. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Chứng minh DNA là vật liệu di truyền ở mọi eukaryote: Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • - Mỗi tế bào cơ thể 2n chứa cùng lượng DNA, giao tử n chứa đúng phân nửa lượng nầy. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • - Các tác nhân gây đột biến (vật lý & hóa học) cũng gây biến đổi DNA. • [Tia 260nm (được DNA hấp thu) gây đột biến mạnh hơn tia 280nm (được protein hấp thu)]. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - •Cấu trúc của các phân tử nucleic acid Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Chương 2- Sơ lược về cấu trúc & chức năng của tb chân hạch • 1- Phương pháp quan sát & kích thước và hình dạng tb • 2- Tổ chức tb & các bào quan và chức năng liên hệ • 3- Sự phân ngăn và hợp tác trong tế bào Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 1- Phương pháp quan sát & kích thước, hình dạngvà tổ chức tb “Khv là cửa sổ nhìn vào thế giới tb” Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - °Leeuwenhoek (1674): động vật nguyên sinh và vi khuẩn. K.h.v. đơn giản do Leeuwenhoek chế tạo Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Kích thước & hình dạng tb thay đổi • theo chức năng • [Tb TV & ĐV: 10-100mm / vk: 0,1-1mm] • ° Tb thần kinh dài •  truyền luồng thần kinh • ° Tb trứng to •  chứa đầy chất dinh dưỡng • ° Tb hồng cầu nhỏ ( 8µm) •  qua các mạch máu nhỏ nhất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Kiểm soát kích thước tế bào V = 27 V = 30 . 30 . 30 = 27.000 mm3 S = 6 . 30 . 30 = 5.400 mm2 27 s = 27 . 6 . 10 = 16.200 mm2 S/V = 5.400 / 27.000 = 0,2 s/v = 600 / 1.000 = 0,6 > S/V S/V k. soát k. thước tb: > tối thiểu / < tối đa Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 2- Tổ chức tb & các bào quan và chức năng liên hệ • °Lớp phủ bề mặt • ° Màng nguyên sinh chất • ° Tế bào chất • ° Nhân Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Tế bào (cell) mô bần được Hooke vẽ 1665 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • °Khoảng ngoài tb • °Bề mặt tb • °Chỗ nối Lớp phủ bề mặt tế bào động vật Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - ° Khoảng ngoài tế bào (khoảng giữa hai màng) • = polysacarid + protein • (lớp nhày / lớp xi măng) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - ° Bề mặt tế bào Lông nhung Chỗ lồng  tăng diện tích bề mặt trao đổi chất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • khoảng giữa 2 tb: • - biến mất  kín: dán dính & cản rò rỉ • - rộng + các sợi  bám: thắt chặt • - kênh  liên lạc: nước & ph. tử nhỏ qua °Chỗ nối Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Lớp phủ bề mặt tế bào thực vật • °Vách • °Chỗ nối • = cầu liên bào Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Lớp đôi phospholipid Màng nguyên sinh chất = ranh giới ngoài : trao đổi chất / chuyển thông tin Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Mô hình màng thể khảm lỏng = lớp đôi phospholipid khảm protein = màng đơn vị Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • + màng đơn vị • + màng thể khảm lỏng • + lớp đôi phospholipid khảm protein • [nhân, ti thể, lục lạp: bao (2 màng đv)] Tất cả các màng tế bào Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Cytosol • - Chứa nước (~85%) + protein + nhiên liệu + nguyên liệu (tiền chất) • - Chứa mạng sợi protein (bộ xương tb) • - Treo các bào quan • - Nơi thực hiện nhiều p.ứ.: glyco-giải... Tế bào chất = cytosol + bào quan Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Các bào quan • = cấu trúc có vai trò chuyên biệt trong tb • Bào quan thuộc hệ thống nội màng: • Mạng nội chất nhám • Mạng nội chất trơn • Bộ máy Golgi • Lysosom • Không bào Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Mạng nội chất nhám: tổng hợp protein Mạng nội chất trơn: tổng hợp lipid Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bộ máy Golgi: tiếp tục chế biến protein từ m.n.c. nhám 3 mức độ tổ chức: ° các túi màng ° thể Golgi (dictyosome): 5-8 °bộ máy Golgi: (vài - hàng trăm / tế bào) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Lysosome: • Thủy giải: tiêu hóa thực phẩm & diệt vi khuẩn (tế bào bạch huyết) * Bảo đảm an toàn cho tế bào chất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Không bào thực vật Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 2 không bào co rút ở ParameciumSimpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Ti thể • Chuyển: glucoz  ATP • Lục lạp • Đổi: photon  hóa năng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bào quan (cấu trúc) không có màng • Ribosome • Trung tử • Bộ xương tế bào • Proteasome Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bộ xương tb (huỳnh quang) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Proteasome Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - NhânSimpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Các bào quan riêng biệt của tế bào động vật và thực vật • °Tế bào thực vật • vách • lục lạp • không bào trung tâm • °Tế bào động vật • cặp trung tử Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Tế bào tiền hạch • °Không nhân (DNA trong tbc) • °Không có các bào quan có màng • Tế bào chân hạch • ° Có nhân (DNA trong bao nhân) • ° Có các bào quan có màng Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 3- Sự phân ngăn và hợp tác trong tế bào • Ngăn = vùng, bộ phận tế bào có chức năng riêng biệt: • tế bào • màng • cytosol • bào quan: diệp lạp, lysosome... Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - • Phân ngăn • ° Màng nguyên sinh chất: trao đổi vật chất • ° Cytosol: chứa nhiên liệu, nguyên liệu, enzyme • ° Mạng nội chất nhám: tổng hợp protein • ° Mạng nội chất trơn: tổng hợp lipid • ° Thể Golgi: tiếp tục sự chế biến • ° Lysosome: thủy giải • ° Không bào: chứa nước & thực phẩm, bơm nước • ° Ti thể: hô hấp • ° Lục lạp: quang hợp • ° Nhân: chứa DNA Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - ° Liên hệ trực tiếp về cấu trúc ° Liên hệ về chức năng Hợp tác Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ý nghĩa của sự phân ngăn & hợp tác trong tế bào • - Phân ngăn: hoạt động đồng thời • - Hợp tác: hoạt động hoàn hảo Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -