Cơ sở phân tử của tính di truyền

PHAÀN II

DI TRUYEÀN HOÏC

CHÖÔNG VIII

CÔ SÔÛ PHAÂN TÖÛ CUÛA

TÍNH DI TRUYEÀN

CHÖÔNG VIII

CÔ SÔÛ PHAÂN TÖÛ

CUÛA TÍNH DI TRUYEÀN

I. DNA LAØ CHAÁT DI TRUYEÀN.

II. CAÁU TRUÙC CUÛA DNA.

III. SAO CHEÙP DNA.

IV. CAÙC CÔ CHEÁ SÖÛA SAI VAØ BAÛO

VEÄ DNA.

V. DNA THOÛA MAÕN CAÙC YEÂU CAÀU

ÑOÁI VÔÙI CHAÁT DI TRUYEÀN.

• Sau khi tìm hi u c u trúc và s bi n i n ng ể ấ ự ế đổ ă

l ng c a t bào, ch ng này i sâu vào các c ượ ủ ế ươ đ ơ

ch ế phân t c a tính di truy n, ử ủ ề mà DNA

(Desoxyribonucleic acid) đóng vai trò trung tâm.

T t c các t bào c a t t c các sinh v t trên ấ ả ế ủ ấ ả ậ

hành tinh chúng ta u có b máy di truy n hay đề ộ ề

h gen ệ (genome) v i c u trúc chung là DNA, mà ớ ấ

vi c th c hi n ch c n ng c ng gi ng nhau ệ ự ệ ứ ă ũ ố

v c n b n. Phát minh ra c u trúc c a ề ă ả ấ ủ phân t ử

DNA, ã t o ra cu c cách m ng trong Sinh đ ạ ộ ạ

h c, m u Sinh h c phân t ọ ở đầ ọ ử. Phân t DNA ử

tho mãn các yêu c u i v i v t ch t di ả ầ đố ớ ậ ấ

truy n: ề ch a ứ và truy n t thông tin, t sao ề đạ ự

chép chính xác, có kh n ng ả ă bi n d ế ị và s a sai ử .

I. DNA LAØ CHAÁT DI TRUYEÀN

Vaøo naêm 1868, vaøi naêm sau khi Mendel coâng boá

caùc quy luaät di truyeàn Friedrich Miescher, nhaø sinh

hoùa hoïc Thuïy Só phaùt hieän trong nhaân teá baøo muû moät

chaát khoâng phaûi protein, ñoù laø acid nucleic.

Naêm 1914, nhaø hoùa hoïc Ñöùc R.Feulgen tìm ra

phöông phaùp nhuoäm maøu ñaëc hieäu ñoái vôùi DNA vaø

möôøi naêm sau cho thaáy DNA cuûa nhaân giôùi haïn

trong caùc nhieãm saéc theå. Maõi ñeán naêm 1944 vai troø

mang thoâng tin di truyeàn cuûa DNA môùi ñöôïc Avery vaø

caùc coäng söï chöùng minh vaø ñeán naêm 1952 ñöôïc coâng

nhaän sau nhieàu tranh caõi.

Friedrich

Miescher

1. Hieän töôïng bieán naïp

(transformation) ôû vi khuaån.

Hieän töôïng bieán naïp ñöôïc Griffith phaùt hieän ôû vi khuaån

Diplococus pneumoniae (nay goïi laø Streptococus

pneumoniae - pheá caàu khuaån gaây söng phoåi ôû ñoäng vaät

coù vuù) vaøo naêm 1928. Vi khuaån naøy coù 2 daïng khaùc

nhau:

Daïng SIII, gaây beänh coù voû bao teá baøo (capsule) baèng

polysaccharide caûn trôû baïch caàu phaù vôõ teá baøo. Daïng

naøy taïo ñoám moïc (khuaån laïc) laùng (Smooth-laùng) treân

moâi tröôøng agar.

Daïng RII, khoâng gaây beänh, khoâng coù voû bao, taïo ñoám

moïc nhaên (Rough-nhaên).

Thí nghieäm ñöôïc tieán haønh nhö moâ taû treân hình 8.1.

Thí nghieäm bieán naïp ôû chuoät

Thí nghieäm bieán naïp ôû chuoät

Tieâm vi khuaån S soáng gaây beänh cho

chuoät - chuoät cheát.

Tieâm vi khuaån R soáng khoâng gaây beänh

- chuoät soáng.

Tieâm vi khuaån S bò ñun cheát cho chuoät

- chuoät soáng.

Hoãn hôïp vi khuaån S bò ñun cheát troän

vôùi vi khuaån R soáng ñem tieâm cho

chuoät - chuoät cheát. Trong xaùc chuoät

cheát coù vi khuaån S vaø R.

Vi khuaån S khoâng theå töï soáng khi bò ñun cheát,

nhöng chuùng ñaõ truyeàn tính gaây beänh cho teá baøo

R goïi laø bieán naïp (transformation).

Naêm 1944, T.Avery, Mc Leod vaø Mc Carty ñaõ

xaùc ñònh taùc nhaân gaây bieán naïp laø DNA :

- Neáu caùc teá baøo S cheát bò xöû lyù baèng protease

(huûy protein) hoaëc ARN-ase (phaân huûy ARN)

hoaït tính bieán naïp vaãn coøn :protein vaø ARN

khoâng phaûi laø taùc nhaân gaây bieán naïp.

Nhöng neáu teá baøo S cheát bò xöû lyù baèng DNA-ase

(enzyme chæ phaân huûy ñaëc hieäu DNA) thì hoaït

tính bieán naïp khoâng coøn nöõa, chöùng toû DNA laø

nhaân toá bieán naïp.

Keát quaû thí nghieäm coù theå toùm taét nhö

sau:

DNA cuûa S + caùc teá baøo R soáng

---> chuoät ---> cheát (coù R + S)

Keát luaän: Hieän töôïng bieán naïp laø moät

chöùng minh sinh hoùa xaùc nhaän raèng

DNA mang tín hieäu di truyeàn.

Thôøi ñoù, vai troø cuûa DNA vaãn chöa ñöôïc coâng nhaän vì cho raèng

vaãn coøn moät ít protein.

Veà sau coù theå thöïc hieän bieán naïp khoâng chæ vôùi tính traïng gaây

beänh, maø coøn nhieàu tính traïng khaùc nhö tính ñeà khaùng thuoác hay

toång hôïp chaát naøy chaát noï... Bieán naïp coù theå thöïc hieän ôû nhieàu

loaïi vi khuaån khaùc nhau.

Ngaøy nay coù theå thöïc hieän ñöôïc bieán naïp ôû

sinh vaät Eukaryotae nhö naám men, teá baøo thöïc

vaät, teá baøo chuoät vaø caû teá baøo ngöôøi, coù theå

thöïc hieän bieán naïp giöõa caùc loaøi khaùc nhau raát

xa trong heä thoáng phaân loaïi.

Bieán naïp ñöôïc coi nhö phöông tieän vaïn naêng

(universal) ñeå chuyeån gen giöõa caùc sinh vaät

khaùc nhau.

2. Söï xaâm nhaäp cuûa DNA virus vaøo vi

khuaån.

Naêm 1952, Hershey vaø Chase ñaõ tieán haønh thí

nghieäm vôùi bacteriophage T2 (virus cuûa vi

khuaån ñöôïc goïi laø bacteriophage - thöïc khuaån

theå hay goïi taét laø phage) xaâm nhaäp vi khuaån

Escherichia coli (E.coli). Phage T2 coù caáu taïo

ñôn giaûn goàm voû protein beân ngoaøi vaø ruoät

DNA beân trong (hình 7.2). Khi cho phage T2

vaøo vi khuaån, chuùng gaén leân beà maët beân ngoaøi,

moät phaàn chaát naøo ñoù xaâm nhaäp vaøo vi khuaån

vaø sau 20 phuùt teá baøo vi khuaån bò beå ra phoùng

thích nhieàu phage môùi.