Thông tin tài liệu
ĐỘT BIẾN GEN
TS. Nguyễn Ngọc Lan
MỤC TIÊU
• Trình bày được nguyên nhân và hậu quả của đột biến.
• Trình bày được cách tế bào sửa chữa ADN hư hỏng để
tránh đột biến.
• Nhận diện được một số bệnh di truyền ở người do đột
biến gây ra.
• Trình bày được tác động của các yếu tố gây đột biến.
• Mô tả các phương pháp chọn lọc đột biến ở vi sinh vật.
KHÁI NIỆM
• Đột biến gen là những biến đổi xảy ra trong
cấu trúc của gen.
• Những biến đổi này thường liên quan đến 1
cặp nucleotid (đột biến điểm) hoặc 1 số cặp
nucleotid.
• Nhân tố môi trường gây ra đột biến gọi là tác
nhân gây đột biến.
ĐỘT BIẾN SINH DƯỠNG
• Đột biến xảy ra ở các tế bào không sinh sản, thay đổi
cục bộ, không di truyền.
• Có thể là nguyên nhân gây ung thư hay lão hóa.
ĐỘT BIẾN DÒNG MẦM
• Đột biến xảy ra trong giao tử, truyền cho thế hệ sau.
TẦN SỐ ĐỘT BIẾN
• Trong tự nhiên, các gen đều có thể bị đột biến nhưng
với tần số thấp (10-6 – 10-4).
• Tần số đột biến căn cứ trên một lần sao chép, một lần
phân bào hay trên một giao tử và trên một tế bào trong
một thế hệ.
TẦN SỐ ĐỘT BIẾN TỰ NHIÊN CỦA MỘT SỐ GEN
Sinh vật
E. coli
Bắp
Đột biến
Tần số
Căn cứ đánh giá
Leu - → Leu+
7.10-7
Đột biến/ tế bào
Arg+ → Agr -
4.10-9
Đột biến/ tế bào
StrS → StrR
4.10-10
Đột biến/ tế bào
4,82.10-8
Đột biến/ giao tử
2.2.10-6
Đột biến/ giao tử
R → r (đỏ
trắng)
Y → y (vàng trắng)
E.coli đột biến nhạy cảm với streptomycin kháng với
streptomycin với tần số 4.10-10 đột biến / tế bào / thế hệ trong
10 tỉ tế bào của một thế hệ có 4 đột biến StrR xuất hiện ngẫu
nhiên.
Tỉ lệ đột biến ở người: 10-6 / gen/ thế hệ
10-6 / gen /thế hệ x 5.104 gen/ bộ gen đơn bội
5.10-2 đột biến trên giao tử = (5/100 hay 1/20)
Mỗi hợp tử : 1/20 đột biến
Hai giao tử trên 1 hợp tử : 1/10 cơ hội mang
đột biến mới.
Đa số là đột biến lặn, không biểu hiện trong
điều kiện dị hợp tử.
KHÁI NIỆM VỀ GEN
Gen là một phần của phân
deoxyribonucleic acid (DNA).
tử
Vai trò làm khuôn mẫu cho việc phiên mã
để tạo thành phân tử ribonucleic acid
(RNA) có chức năng quan trọng.
Trình tự gen chứa 4 loại base: adenin (A),
cytosin (C), guanin (G), thymine (T)
ARN: thymine được thay bằng uracil (U)
- Purin: A và G
- Pyrimidin: C,T và U
Base
sequence
of
mRNA
is
TRÌNH TỰ mARN BỔ SUNG CHO ĐOẠN ADN
complementary to that of DNA
Phiên mã
CODON: một bộ ba nucleotide liền kề, còn được gọi là bộ ba, trong DNA
hoặc RNA mã hóa cho một axit amin để kết hợp vào một polypeptide
Phân tử ADN
Sợi ADN
khuôn mẫu
PHIÊN MÃ
DỊCH MÃ
CÁC LOẠI ĐỘT BIẾN
• Đột biến điểm: thay đổi một base trong chuỗi
ADN gây bởi tác nhân gây đột biến hay sai sót
trong sao chép ADN
o
Thay thế cặp nucleotid
o
Đột biến lệch khung
• Đột biến đa điểm: thay đổi tác động hơn một base
ĐỘT BIẾN: thay thế cặp nucleotid
Gen bình thường
G GTC TC C TC A CG C C A
↓
C C A G AG G AG U G CG G U
Codons
↓
P ro - G l u - G l u - C ys - G l y
Amino acids
Chỉ ảnh hưởng đến 1 codon
Đột biến thay thế
G GTC A C C TC ACG C C A
↓
C C A G U G G AG U G CG G U
↓
P ro - A rg - G l u - C ys - G l y
ĐỘT BIẾN LẶN hay đột biến cùng nghĩa
Gen bình thường
G GTC TC C TC A CG C C A
↓
C C A G AG G AG U G CG G U
Codons
↓
P ro - G l u - G l u - C ys - G l y
Amino acids
Đột biến thay thế
G GTC T T C TC A CG C C A
↓
C C A G A A G AG U G CG G U
↓
P ro - G l u - G l u - C ys - G l y
ĐỘT BIẾN VÔ NGHĨA
Gen bình thường
G G TC TC C TC A C G C C A
↓
C C A G AG G AG U G CG G U
Codons
↓
P ro - G l u - G l u - C ys - G l y
Amino acids
o
o
Đột biến thay thế
G G TC TC C TC A C T C C A
↓
C C A G A AG AG U G A G G U
↓
P ro - G l u - G l u - STO P
Mã hóa cho codon kết thúc làm cụt protein
Tác động tùy thuộc protein bị cụt bao nhiêu và mức độ
cần cho hoạt động của protein
ĐỘT BIẾN LỆCH NGHĨA
Mã hóa cho acid amin khác protein không có chức năng
Gen bình thường
G G TC TC C TC A C G C C A
↓
C C A G AG G AG U G CG G U
Codons
↓
P ro - G l u - G l u - C ys - G l y
Amino acids
© 2010 Paul Billiet ODWS
Đột biến chuyển đổi
G G TC C T C TC A CG C C A
↓
C C A G G A GA GU G CGG U
↓
P ro - G l y - G l u - C ys - G l y
ĐỘT BIẾN LỆCH KHUNG
Khung đọc 1
Khung đọc 2
Do chèn hay mất một hay nhiều nucleotid trong vùng mã
hóa của gen.
ĐỘT BIẾN: thêm nucleotid
Một dạng của đột biến lệch khung
Gen bình thường
GGTCTC C T C ACG C C A
↓
C C A G AG G AG U G CG G U
Codons
↓
P ro - G l u - G l u - C ys - G l y
Amino acids
© 2010 Paul Billiet ODWS
Đột biến thêm nucleotid
G G T GCTCC T C A C G C C A
↓
CCACGAGGAGUGCGGU
↓
P ro - A rg - G l y - Va l - A rg
ĐỘT BIẾN: mất nucleotid
Một dạng đột biến lệch khung
Gen bình thường
G GTC TC C TC A CG C C A
↓
C C A G AG G AG U G CG G U
Codons
↓
P ro - G l u - G l u - C ys - G l y
Amino acids
© 2010 Paul Billiet ODWS
Đột biến mất nucleotid
G GT C / C C TC A CG C C A
↓
C C A G G G AG U G CG G U
↓
Pro-Gly-Ser-Ala-
Chuỗi polypeptide
Trình tự acid amin bị sai lệch =
PROTEIN không có chức năng
ĐỘT BIẾN ĐA ĐIỂM
• Là những tác động thay đổi từ 2 đến hàng ngàn
base
• Sự xóa mất đoạn thay đổi khung đọc
• Sự chèn đa điểm gen bị lệch khung
Thay đổi sản phẩm của gen
Gen nhảy có hai loại:
o Transposon: di chuyển trực tiếp trong bộ gen, dùng
làm công cụ biến đổi ADN trong cơ thể sống
o Retrotransposon: phiên mã thành ARN ADN
NGUYÊN NHÂN ĐỘT BIẾN
• Đột biến tự nhiên: xảy ra một cách tự phát
• Đột biến cảm ứng: gây ra bởi các tác nhân đột biến
ĐỘT BIẾN TỰ NHIÊN
• Xảy ra trong tự nhiên một cách ngẫu nhiên, tần
số nhất định, không xác định được nguồn gốc
• Tần suất sai sót: 10-10 base, tỷ lệ thấp do khả
năng sửa lỗi của các ADN polymerase
• Đột biến tự nhiên ở mức phân tử gồm có:
- hổ biến
- khử amin
- chuyển vị
- đảo chuyển
- đột biến lệch khung - oxy hóa phân hủy
ĐỘT BIẾN TỰ NHIÊN (tt)
CHUYỂN VỊ : thay thế một base bằng base khác có
cùng tính chất hóa học.
• Purine thay bằng purine: thay A bởi G hay G bởi A
• Pyrimidine thay bằng pyrimidine: thay C bởi T hay
T bởi C).
ĐẢO CHUYỂN: thay thế ngược lại của một base
thuộc loại hóa chất này bằng base của loại hóa chất
khác
• Pyrimidine thay bằng purine: C bởi A, C bởi G, T
bởi A, T bởi G;
• Purine thay bằng pyrimidine: A bởi C, A bởi T, G
bởi C, G bởi T.
Chuyển vị
Đảo chuyển
Đảo chuyển
Chuyển vị
Ví dụ:
• Chuyển vị sẽ là G - C
• Đảo chuyển sẽ là G - C
A-T
T - A.
ĐỘT BIẾN TỰ NHIÊN (tt)
HỔ BIẾN
Các base trong ADN thường tồn tại ở một trong hai trạng thái
biến đổi qua lại giữa chúng gọi là các dạng hổ biến
Hiện tượng hổ biến xảy ra:
• Do sắp xếp lại của các liên kết
• Do thay đổi vị trí các nguyên tử
hydro trong các base
+ A và C từ dạng thường (bền
vững) amino sang dạng hiếm
imino bắt cặp C và A ở dạng
thường
+T và G từ dạng thường (bền
vững) keto sang dạng hiếm enol
bắt cặp G và T ở dạng thường
Ví dụ: ADN cha mẹ chứa cặp CG
• Trong lúc tái bản C chuyển sang dạng imino (hiếm)
cặp nhầm với A (thay vì với G) tạo thành cặp
C-A trong một ADN con.
• Trong lần tái bản tiếp theo, A sẽ cặp bình thường
với T tạo ra cặp T -A thay chỗ cặp CG trước đây.
Đây là cơ chế của đột biến chuyển vị CG → TA
ADN KHUÔN MẪU
3’
5’
G
C
A
T
A
T
C
G
T
A
A
T
G
C
C
G
G
C
3’
5’
C từ dạng amino chuyển sang dạng imino
3’
5’
G
C
A
T
A
T
5’
C
T
A
G
C
G
3’
5’
3’
C
5’
T
T
G
A
T
G
C
C
G
G
C
3’
C cặp nhầm với A (thay vì với G) tạo thành cặp C-A
trong một ADN con.
3’
5’
G
C
A
T
A
T
C
A
T
A
A
T
G
C
C
G
G
C
5’
3’
3’
5’
G
C
5’
A
T
A
T
C
G
T
A
A
T
G
C
C
G
G
C
3’
3’
G
A
A
C
T
A
G
C
G
5’
• A sẽ cặp bình thường với T tạo ra cặp T - A
thay chỗ cặp CG trước đây.
• Cơ chế của đột biến đồng hoán CG → TA
C
5’
T
T
A
A
T
C
G
C
3’
ĐỘT BIẾN TỰ NHIÊN (tt)
KHỬ AMIN
Phản ứng thủy phân cytosin uracil và khử amin
5- methylcytosin thymin
Trong ADN
• Tế bào có một cơ chế tách bỏ uracil nhờ enzyme
uracil - ADN glycosylase uracil bi loại bỏ và
thay thế cytosin.
• Khử amin 5- methylcytosin thymin: không
được chỉnh sửa do không nhận diện thymin là
lỗi.
ĐỘT BIẾN TỰ NHIÊN (tt)
ĐỘT BIẾN LỆCH KHUNG : lỗi của polymerase
khi sao chép các đoạn lặp lại của một nucleotid.
OXY HÓA PHÁ HỦY do các gốc oxy
Sản phẩm oxy hóa quan trọng là 8 hydroxy guanin
bắt cặp sai với A.
Đảo chuyển G - C T - A
ĐỘT BIẾN CẢM ỨNG
• Tác nhân gây đột biến: tác nhân làm tăng tần số
đột biến cao hơn mức tự nhiên.
• Hậu quả: thay đổi cấu trúc hay trình tự ADN.
• Tác nhân vật lý gây đột biến : phóng xạ, tia X…
• Tác nhân hóa học gây đột biến: các đồng đẳng
của base nitơ, acid nitrơ (HNO2), các chất alkyl
hóa mạnh.
TÁC NHÂN HÓA HỌC GÂY ĐỘT BIẾN
4 nhóm
• Nhóm base đồng đẳng
• Các chất hóa học thay đổi cấu trúc và đặc tính
của các cặp base
• Các tác nhân chèn vào ADN làm lệch khung
• Các tác nhân làm thay đổi cấu trúc ADN.
NHÓM BASE ĐỒNG ĐẲNG
• Có cấu trúc hóa học giống purin và pyrimidin
• Tăng tần số hổ biến và gây ra các đột biến
Bromouracil (BU): hợp chất nhân tạo
Dạng keto
của BU
Dạng ion hóa
của BU
Keto phổ biến của BU là chất tương tự thymidine, có thể cặp
với A; còn ở dạng ion hoá - enol, nó có thể cặp với G.
Aminopurin
AP dạng
proton hóa
• Aminopurine (AP) là chất tương tự adenosine
có thể cặp với T
• Khi ở dạng proton hoá, nó có thể cặp với C.
CÁC CHẤT HÓA HỌC THAY ĐỔI CẤU TRÚC
VÀ ĐẶC TÍNH CỦA CÁC CẶP BASE
Các chất khử amin: acid nitrơ (HNO2) khử gốc
amin của base A,G và C
A bị khử amin ghép với C
C thành U ghép với A
Các chất akyl hóa: nitrosoguanidin (NTG),
Methyl Methane Sulfonat (MMS), Ethyl
Methane Sulfonat (EMS) chuyển nhóm
Methyl hay ethyl vào base ghép cặp
TÁC NHÂN CHÈN VÀO ADN
LÀM LỆCH KHUNG
• Gồm các chất: proflavin, cam acridin, ethium
bromide (chất nhuộm ở phòng thí nghiệm).
• Cơ chế: phân tử đa vòng phẳng tương tác với
các base của ADN và chèn vào giữ chúng.
Làm dãn sợi đôi ADN và ADN polymerase bị
“đánh lừa” chèn base vào đối diện nhiều hơn
bình thường làm lệch khung ADN tạo thành.
TÁC NHÂN THAY ĐỔI CẤU TRÚC ADN
• Các phân tử lớn gắn vào base không mã hóa
TD: N-acetoxy-2-acetylaminofluorene (NAAAF)
• Tác nhân gây liên kết chéo trong và giữa các sợi
TD: psoralen có trong một số rau, dùng điều trị một
số bệnh về da
• Các chất hóa học gây đứt sợi ADN
TD: các peroxid
• Các hydrocarbon đa vòng
TD: benzypyrene có trong xăng
TÁC NHÂN BỨC XẠ GÂY ĐỘT BIẾN
• Các tia vũ trụ và phóng xạ có năng lượng cao có
thể gây nhiều hư hỏng trên ADN như biến đổi các
base, cắt đứt các mạch…
• Tia cực tím (UV): UV-A, UV-B, UV-C
• ADN hấp phụ tối đa tia UV ở bước sóng 254nm,
gây tần suất đột biến cao
• Tạo các dimer pyrimidin trong ADN
*Dimer là liên kết đồng hóa trị giữa các pyrimidin
kề nhau.
• Tạo liên kết dimer giữa 2
pyrimidin đứng gần nhau
(thymine dimer)
• Biến đổi cytosine thành
cytosine hydrate
Gây ghép nhầm hay ngăn chặn sự phiên mã và sao chép ADN
CÁC CƠ CHẾ CHỐNG LẠI ĐỘT BIẾN
• ADN là phân tử duy nhất được sửa chữa bởi tế bào
• 3 loại cơ chế sửa chữa
o Đảo nghịch sai , hỏng
o Loại bỏ sai hỏng
o Dung nạp sai hỏng.
ĐẢO NGHỊCH SAI HỎNG
Quang phục hồi: kiểu sửa chữa xảy ra dưới tác
dụng của ánh sáng được xúc tác bởi enzyme
ADN photolyase.
ADN
ADN có
dimer
Photolyase
bám vào dimer
Hấp thụ ánh
sáng
ADN đã được
sửa chữa
ĐẢO NGHỊCH SAI HỎNG (tt)
Sửa sai bằng cách làm mất nhóm alkyl
Enzym methyltranferase: chuyển nhóm akyl từ
ADN sang enzym, phản ứng không thuận nghịch
enzym mất hoạt tính.
Nối các chỗ đứt của sợi đơn: ADN ligase.
LOẠI BỎ SAI HỎNG
Sửa sai bằng cách cắt base
Sửa chữa lệch đôi
Sửa chữa bằng cách cắt nucleotid – NER
Sửa sai bằng cách cắt base (glycosylase)
•
N-glycosylase nhận biết base biến đổi.
•
Thủy phân liên kết N-glycosilic nối base
với đường pentose.
•
Tạo một vị trí AP: chỉ có mạch đường
phosphat, thiếu base nitơ.
•
AP endonuclease cắt bỏ vị trí AP.
•
Nucleotid được bổ sung bởi ADN
polymerase và ligase nối liền lại.
Sửa chữa lệch đôi: xảy ra sau sao chép ADN
• Tìm các base bắt cặp không chính xác bởi một
nhóm các protein có thể quét ADN.
• Nucleotid không chính xác: loại bỏ.
• ADN polymerase hoạt động lần thứ hai để bổ
sung nucleotid tạo trình tự đúng.
Sửa chữa bằng cách cắt nucleotid – NER
NER: nucleotide excision repair
1. ADN bị
sai hỏng
• Endonuclease: cắt ADN chứa sai hỏng
• Exonuclease: loại bỏ đoạn ADN chứa
vùng sai hỏng.
Sinh vật bị đột biến khiếm khuyết
NER: dễ bị diệt, đột biến bởi UV
và các hóa chất hoạt động giống
UV.
2. Dimer bị
cắt và loại bỏ
3. Khoảng
trống được lấp
4.Khe hở
được hàn lại
Dimer
DUNG NẠP ADN SAI HỎNG
Sửa chữa bằng tái tổ hợp
DUNG NẠP ADN SAI HỎNG (tt)
Sửa chữa bằng đột biến
ADN với dimer
Dimer được nhận
diện và ADN bị cắt
Dimer bị loại bỏ
Khoảng trống được lấp nhờ ADN
polymerase nhưng tạo ra đột biến
Dimer thứ hai bị loại bỏ,
đột biến bị loại bỏ
Sửa sai nhờ hệ thống SOS (cấp cứu)
• Hệ thống SOS: chứa khoảng 20 gen được kiểm soát âm bởi chất
kìm hãm LexA.
• Khi tế bào bị nhiều tác nhân gây đột biến sai hỏng nghiêm
trọng SOS sẽ phục hồi sao chép, chuyển sai hỏng thành sửa sai
trong khi nhân đôi
• Hoạt động protein LexA chịu sự kiểm soát của gen recA.
+ Khi gen recA bị kiểm soát không hoạt động protein LexA
hoạt động ức chế hệ thống SOS.
+ Khi gen recA bị hoạt hóa gây phản ứng phân giải
LexALexA bị kích thích thay đổi cấu hình, tự cắt mất hoạt
tính ức chế gen của hệ thống SOS được mở.
Nếu sửa sai không kịp tế bào bị chết hay bị đột biến
Cơ chế tác động
của chất kìm hãm
LexA- recA
TÌNH TRẠNG ĐỘT BIẾN VÀ
PROTEIN ĐỘT BIẾN
Đột biến sinh dưỡng ở vi sinh vật: các đột biến liên quan
đến sinh dưỡng (1945)
• Thể nguyên dưỡng (hoang dại)
Tổng hợp tất cả các thành phần tế bào phức tạp từ nguyên
liệu thô sơ, đơn giản
• Thể khuyết dưỡng
Các thể đột biến không có khả năng tổng hợp chất cần
thiết như thể nguyên dưỡng không sinh trưởng được
nếu không thêm vào môi trường chất dinh dưỡng.
TD:Thể đột biến khuyết dưỡng methionin không sống được
trên môi trường chỉ chứa muối vô cơ (môi trường tối
thiểu) nhưng nếu thêm methionin vào thì nó sống được.
Đột biến và bệnh người
Sir Archibald Garrod: phát hiện bệnh đột biến đầu
tiên là bệnh Alkapton niệu
• Bệnh Alkapton niệu: nước tiểu của bệnh nhân trở
nên đen khi để ngoài không khí
• Bệnh do thiếu enzym homogentisate oxydase
trong gan không phân hủy acid homogentisic
(alcapton) thành acid acetacetic (không màu)
acid homogentisic tích tụ trong nước tiểu bị oxy
hóa chuyển màu đen
Nhiều bệnh liên quan đến các enzym bị bất hoạt hay
protein bị thay đổi chức năng.
ĐỘT BIẾN GEN VÀ UNG THƯ
CÁC NHÓM GEN LIÊN QUAN ĐẾN
UNG THƯ
Có 2 con đường dẫn tới ung thư
• Thứ nhất: các biến đổi làm tăng hoạt gen kích thích
Alen biến đổi được gọi là oncogen (gen ung thư)
Alen bình thường gọi proto-oncogen (gen tiền ung thư)
• Thứ hai: các biến đổi làm bất hoạt gen kìm hãm
Gen kìm hãm được gọi là gen ức chế khối u.
GEN UNG THƯ VÀ TIỀN UNG THƯ
Các gen ung thư do retrovirus tải nạp
• Bằng con đường sao chép ngược retrovirus đã tích
hợp được ADN của mình vào NST tế bào chủ.
• Chúng có thể ngẫu nhiên mang các gen ung thư
làm biến đổi tế bào chủ bằng cách xen đoạn ADN
của mình cạnh gen tiền ung thư của tế bào chủ.
• Gen tiền ung thư hầu như liên quan đến các hệ
thống tín hiệu của tb như các protein, các thu thể
xuyên qua màng, các gen điều hòa…
GEN UNG THƯ VÀ TIỀN UNG THƯ (tt)
Cách biến đổi gen tiền ung thư thành gen ung thư
Ba cách chủ yếu
• Mất đoạn hay đột biến điểm trong trình tự mã hóa
• Khuếch đại gen
• Cấu trúc nhiễm sắc thể.
Mất đoạn hay
đột biến điểm ở
trình tự mã hóa
Khuếch đại gen
Cấu trúc lại
nhiễm sắc thể
ADN
ARN
Protein tăng hoạt
được tạo ra với số
lượng bình thường
Protein bình
thường được siêu
sản xuất
Các enhancer
mạnh kế cận làm
protein bình
thường được tăng
sản xuất
Sự dung hợp
với gen phiên
mã mạnh làm
protein dung
hợp tăng sản
xuất hay tăng
hoạt
GEN UNG THƯ VÀ TIỀN UNG THƯ (tt)
Đột biến ở gen ức chế khối u
• Các đột biến ở gen ức chế khối u thường là lặn.
• Tế bào chỉ mất kiểm soát khi cả 2 alen đều bị đột biến.
• Có 2 đột biến được phát hiện
o gen Rb tạo ra protein retinoblasma ức chế sự phát
triển một dạng ung thư ở mắt.
o gen p53 tạo protein 53 ức chế nhiều dạng ung thư.
HỆ THỐNG CHỌN LỌC ĐỘT BIẾN Ở
VI SINH VẬT
Giúp phát hiện có hiệu quả các đột biến hiếm
Kiểu
hình
Đột biến có điều kiện
Đột biến khuyết dưỡng
Nhiệt độ
thường
Nhiệt độ
cao
Không bổ
sung
Có bổ sung
Không có
tác nhân
Có tác
nhân
Hoang dại
Bình
thường
Bình
thường
Mọc
Mọc
Mọc
Không
Đột biến
Bình
thường
Đột biến
Không
Mọc
Mọc
Mọc
Kiểu
gen
Đột biến đề kháng
Cơ sở phát hiện ba loại đột biến dựa vào kiểu hình
PHƯƠNG PHÁP ĐỀ KHÁNG
• Dùng tác nhân là thuốc hay phage để chọn lọc.
• Chỉ vi khuẩn có đột biến mọc trên môi trường thạch có
thuốc hay phage.
PHƯƠNG PHÁP LÀM GIÀU CHẬM
Phát hiện các đột biến khuyết dưỡng.
Phương pháp
• Dung dịch vi khuẩn pha loãng cấy trên môi trường
thạch tối thiểu mọc các khuẩn lạc rời.
• Phủ một lớp môi trường tương tự lên thạch, ủ khuẩn
lạc bình thường mọc lên.
• Phủ thêm một lớp môi trường dinh dưỡng có bổ sung, ủ
các đột biến khuyết dưỡng mọc, kích thước nhỏ hơn.
PHƯƠNG PHÁP LÀM GIÀU HẠN CHẾ
Dạng đơn giản hơn của pp làm giàu chậm
Phương pháp
• VK cấy trên môi trường tối thiểu có chất bổ sung
đột biến khuyết dưỡng mọc cho đến hết chất bổ sung
dừng lại tạo khuẩn lạc nhỏ.
• Vi khuẩn bình thường tiếp tục phát triển kích thước
khuẩn lạc to.
PHƯƠNG PHÁP LÀM GIÀU NHỜ PENICILLIN
Penicilline diệt vi khuẩn ở dạng phân chia
Phương pháp
• Vi khuẩn cấy vào môi trường tối thiểu có penicilline
• VK tăng trưởng bị diệt, VK đột biến không tăng
trưởng sống.
• Cấy lại VK đột biến lên môi trường không có
penicilline đột biến khuyết dưỡng mọc lên với tỉ lệ
cao.
PHƯƠNG PHÁP LỌC
Chọn lựa các đột biến khuyết dưỡng ở nấm sợi.
Phương pháp
Dung dịch bào tử nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng
thiếu chất bổ sung.
Dạng bình thường mọc ra nhiều sợi và bị giữ lại khi lọc.
Dạng đột biến đi qua màng lọc và cấy lại trên môi trường
có chất bổ sung kiểm tra tìm dạng đột biến.
PHƯƠNG PHÁP IN
• Vi khuẩn cấy để mọc rời từng khuẩn lạc trên môi
trường.
• Dùng miếng nhung (nhiều lông mịn bọc trên khúc gỗ)
in đúng vị trí khuẩn lạc trên môi trường tối thiểu.
• Các khuẩn lạc đột biến không mọc được.
• Căn cứ vị trí khuẩn lạc không mọc ở bản sao, tách các
đột biến khuyết dưỡng.
[...].. .Phân tử ADN Sợi ADN khuôn mẫu PHIÊN MÃ DỊCH MÃ CÁC LOẠI ĐỘT BIẾN • Đột biến điểm: thay đổi một base trong chuỗi ADN gây bởi tác nhân gây đột biến hay sai sót trong sao chép ADN o Thay thế cặp nucleotid o Đột biến lệch khung • Đột biến đa điểm: thay đổi tác động hơn một base ĐỘT BIẾN: thay thế cặp nucleotid Gen bình thường G GTC TC C TC A CG C C A ↓ C C... Thay đổi sản phẩm của gen Gen nhảy có hai loại: o Transposon: di chuyển trực tiếp trong bộ gen, dùng làm công cụ biến đổi ADN trong cơ thể sống o Retrotransposon: phiên mã thành ARN ADN NGUYÊN NHÂN ĐỘT BIẾN • Đột biến tự nhiên: xảy ra một cách tự phát • Đột biến cảm ứng: gây ra bởi các tác nhân đột biến ĐỘT BIẾN TỰ NHIÊN • Xảy ra trong tự nhiên một cách ngẫu nhiên, tần số nhất định, không xác định... codon Đột biến thay thế G GTC A C C TC ACG C C A ↓ C C A G U G G AG U G CG G U ↓ P ro - A rg - G l u - C ys - G l y ĐỘT BIẾN LẶN hay đột biến cùng nghĩa Gen bình thường G GTC TC C TC A CG C C A ↓ C C A G AG G AG U G CG G U Codons ↓ P ro - G l u - G l u - C ys - G l y Amino acids Đột biến thay thế G GTC T T C TC A CG C C A ↓ C C A G A A G AG U G CG G U ↓ P ro - G l u - G l u - C ys - G l y ĐỘT BIẾN VÔ... gốc • Tần suất sai sót: 10-10 base, tỷ lệ thấp do khả năng sửa lỗi của các ADN polymerase • Đột biến tự nhiên ở mức phân tử gồm có: - hổ biến - khử amin - chuyển vị - đảo chuyển - đột biến lệch khung - oxy hóa phân hủy ĐỘT BIẾN TỰ NHIÊN (tt) CHUYỂN VỊ : thay thế một base bằng base khác có cùng tính chất hóa học • Purine thay bằng purine: thay A bởi G hay G bởi A • Pyrimidine thay bằng pyrimidine: thay... ĐỘT BIẾN: thêm nucleotid Một dạng của đột biến lệch khung Gen bình thường GGTCTC C T C ACG C C A ↓ C C A G AG G AG U G CG G U Codons ↓ P ro - G l u - G l u - C ys - G l y Amino acids © 2010 Paul Billiet ODWS Đột biến thêm nucleotid G G T GCTCC T C A C G C C A ↓ CCACGAGGAGUGCGGU ↓ P ro - A rg - G l y - Va l - A rg ĐỘT BIẾN: mất nucleotid Một dạng đột biến lệch khung Gen bình thường G GTC TC C TC A CG C... NHIÊN (tt) ĐỘT BIẾN LỆCH KHUNG : lỗi của polymerase khi sao chép các đoạn lặp lại của một nucleotid OXY HÓA PHÁ HỦY do các gốc oxy Sản phẩm oxy hóa quan trọng là 8 hydroxy guanin bắt cặp sai với A Đảo chuyển G - C T - A ĐỘT BIẾN CẢM ỨNG • Tác nhân gây đột biến: tác nhân làm tăng tần số đột biến cao hơn mức tự nhiên • Hậu quả: thay đổi cấu trúc hay trình tự ADN • Tác nhân vật lý gây đột biến : phóng... nhân hóa học gây đột biến: các đồng đẳng của base nitơ, acid nitrơ (HNO2), các chất alkyl hóa mạnh TÁC NHÂN HÓA HỌC GÂY ĐỘT BIẾN 4 nhóm • Nhóm base đồng đẳng • Các chất hóa học thay đổi cấu trúc và đặc tính của các cặp base • Các tác nhân chèn vào ADN làm lệch khung • Các tác nhân làm thay đổi cấu trúc ADN NHÓM BASE ĐỒNG ĐẲNG • Có cấu trúc hóa học giống purin và pyrimidin • Tăng tần số hổ biến và... của đột biến đồng hoán CG → TA C 5’ T T A A T C G C 3’ ĐỘT BIẾN TỰ NHIÊN (tt) KHỬ AMIN Phản ứng thủy phân cytosin uracil và khử amin 5- methylcytosin thymin Trong ADN • Tế bào có một cơ chế tách bỏ uracil nhờ enzyme uracil - ADN glycosylase uracil bi loại bỏ và thay thế cytosin • Khử amin 5- methylcytosin thymin: không được chỉnh sửa do không nhận diện thymin là lỗi ĐỘT BIẾN TỰ NHIÊN (tt) ĐỘT... chức năng Gen bình thường G G TC TC C TC A C G C C A ↓ C C A G AG G AG U G CG G U Codons ↓ P ro - G l u - G l u - C ys - G l y Amino acids © 2010 Paul Billiet ODWS Đột biến chuyển đổi G G TC C T C TC A CG C C A ↓ C C A G G A GA GU G CGG U ↓ P ro - G l y - G l u - C ys - G l y ĐỘT BIẾN LỆCH KHUNG Khung đọc 1 Khung đọc 2 Do chèn hay mất một hay nhiều nucleotid trong vùng mã hóa của gen ĐỘT BIẾN: thêm... acids © 2010 Paul Billiet ODWS Đột biến mất nucleotid G GT C / C C TC A CG C C A ↓ C C A G G G AG U G CG G U ↓ Pro-Gly-Ser-Ala- Chuỗi polypeptide Trình tự acid amin bị sai lệch = PROTEIN không có chức năng ĐỘT BIẾN ĐA ĐIỂM • Là những tác động thay đổi từ 2 đến hàng ngàn base • Sự xóa mất đoạn thay đổi khung đọc • Sự chèn đa điểm gen bị lệch khung Thay đổi sản phẩm của gen Gen nhảy có hai loại: o Transposon: ... G U ↓ P ro - A rg - G l u - C ys - G l y ĐỘT BIẾN LẶN hay đột biến nghĩa Gen bình thường G GTC TC C TC A CG C C A ↓ C C A G AG G AG U G CG G U Codons ↓ P ro - G l u - G l u - C ys - G l y Amino... G CG G U ↓ P ro - G l u - G l u - C ys - G l y ĐỘT BIẾN VÔ NGHĨA Gen bình thường G G TC TC C TC A C G C C A ↓ C C A G AG G AG U G CG G U Codons ↓ P ro - G l u - G l u - C ys - G l y Amino acids... với tần số 4.1 0-1 0 đột biến / tế bào / hệ 10 tỉ tế bào hệ có đột biến StrR xuất ngẫu nhiên Tỉ lệ đột biến người: 1 0-6 / gen/ hệ 1 0-6 / gen /thế hệ x 5.104 gen/ gen đơn bội 5.1 0-2 đột biến giao
Ngày đăng: 04/10/2015, 11:49
Xem thêm: Giáo trình sinh học phân tử Đột biến gen, Giáo trình sinh học phân tử Đột biến gen