DI TRUYỀN HỌC PHÂN TỬ VÀ TẾ BÀO CHƯƠNG 10 ®ét biÕn vµ sù ph¸t sinh ® ét biÕn sù ph¸t sinh ® ét biÕn CácCác cơcơ chếchế sửasửa chữachữa ADNADN vàvà sựsự phátphát sinhsinh ungung thưthư PHẦNPHẦN MỞMỞ RỘNGRỘNG Mục tiêu kiến thức t bin gen l gỡ ? Nú cú ý ngha v vai trũ th no trong quỏ trỡnh tin húa v phỏt trin ca sinh gii? Ngi ta phõn loi cỏc dng t bin gen nh th no? Cỏc tỏc nhõn gõy t bin l gỡ ? Cỏc c ch phỏt sinh t bin . nắm đợc các vấn đề và Trả lời đợc các câu hỏi sau: Chơng 10. t bin v s phỏt sinh t bin 2 Cỏc tỏc nhõn gõy t bin l gỡ ? Cỏc c ch phỏt sinh t bin . Bng cỏch no sinh vt hn ch hu qu ca cỏc t bin? Cỏc c ch sa cha ADN. Mi quan h gia cỏc t bin v s phỏt sinh cỏc bnh ung th. Ti sao cỏc tỏc nhõn gõy t bin thng c coi l cú nguy c gõy ung th? Thảo luận, suy ngẫm, tự tìm hiểu thêm Mi quan h gia t bin vi ung th v s ụ nhim mụi trng ng dng ca t bin trong i sng (vd: trong to ging cõy trng) Kh¸i niÖm ®ét biÕn Ph©n lo¹i ®ét biÕn Gen C¸c c¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn Gen Néi dung C¸c c¬ chÕ Söa ch÷a ADN Mèi quan hÖ gi÷a ®ét biÕn vµ ph¸t sinh ung th− Q & A Kh¸i niÖm ®ét biÕn Ph©n lo¹i ®ét biÕn Gen C¸c c¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn Gen Néi dung 4 C¸c c¬ chÕ Söa ch÷a ADN Mèi quan hÖ gi÷a ®ét biÕn vµ ph¸t sinh ung th− Q & A Khái niệm đột biến Đột biến là những biến đổi trong trình tự ADN kiểu dại của sinh vật, gây ra hoặc bởi các tác nhân vật lý, hóa học hoặc sinh học (đột biến gây tạo) hoặc do sai sót trong quá trình sao chép ADN (đột biến tự phát hay ngẫu nhiên). Ung th da liên quan đên (!: alen kiểu dại là alen phổ biến nhất trong quần thể. Các alen khác đợc xem là đột biến, tức là không phụ thuộc vào thứ tự xuất hiện của các alen) 5 Ung th da liên quan đên bệnh khô bì sắc tố (Xeroderma pigmentosum) gây ra do một đột biến lặn ở gen mã hóa cho một enzym tham gia sửa chữa ADN. (?: Đột biến gen gây ra các kiểu quả kiểu hình nh thế nào?) C¬ së sinh hãa cña ®ét biÕn H·y xem giíi thiÖu vÒ thuyÕt “mét gen – mét protein” 6 Kh¸i niÖm ®ét biÕn Ph©n lo¹i ®ét biÕn Gen C¸c c¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn Gen Néi dung 7 C¸c c¬ chÕ ph¸t sinh ®ét biÕn Gen C¸c c¬ chÕ Söa ch÷a ADN Mèi quan hÖ gi÷a ®ét biÕn vµ ph¸t sinh ung th− Phân loại đột biến -Phần lớn các đột biến gen là các đột biến điểm. Đây là đột biến liên quan đến sự thay đổi một nucleotit đơn nhất. Các đột biến điểm có thể gây hậu quả khác nhau đến sản phẩm do gen đó mã hóa. Ngời ta phân loại các dạng đột biến điểm tùy theo tính chất của chúng. Đ ột biến đồng hoán (transition) 8 Đ ột biến đồng hoán (transition) Đột biến dị hoán (tranversion) Phân loại đột biến -Đột biến sai nghĩa (missense) là đột biến làm thay đổi một axit amin. Ví dụ: AUA (Ile) AUG (Met) AAC/AAU (Asn) AGC/AGU (Ser) -Đột biến vô nghĩa (nonsense) là đột biến làm xuất hiện một mã bộ ba kết thúc sớm. Ví dụ: UGG (Trp) UGA (Stop) -Đột biến dịch khung (frameshift) là đột biến làm mất hoặc thêm một hoặc hai nucleotit ( làm lệch khung đ ọc của gen) . 9 thêm một hoặc hai nucleotit ( làm lệch khung đ ọc của gen) . -Đột biến câm (silent) là đột biến không sinh ra kiểu hình đột biến (giống với kiểu dại), có thể do một số nguyên nhân: Tính thoái hóa của mã bộ ba. Xuất hiện trong vùng gen không mã hóa. Sự thay đổi aa không làm thay đổi đặc tính protein. Đột biến câm thờng trung tính và góp phần làm tăng tính đa hình của loài. Phân loại đột biến -Đột biến thô là đột biến liên quan đến sự thay đổi của một trình tự dài các nucleotit. Trong phần lớn trờng hợp, các đột biến thô làm mất hoàn toàn hoạt tính sinh học của protein hoặc sản phẩm do gen mã hoá. Đột biến mất đoạn (deletion) 10 5' 3' Exon 1 Exon 2 Exon 3 Exon 4 Đoạn gen bị mất Exon 1 Exon 3 Exon 4 Đột biến mất đoạn 5' 3' [...]...Phân loại đột biến Đột biến thêm đoạn (insertion) Vị trí xen Exon 1 Exon 2 Exon 3 Exon 4 Đột biến thêm đoạn Đoạn xen ADN Exon 1 Exon 2 Exon 3 Exon 4 Đột biến tái cấu trúc ADN (recombination) Gen 1 Gen 2 Sự sắp xếp lại phân tử ADN ở vị trí gen 1 v 2 11 Nội dung Khái niệm đột biến Phân loại đột biến Gen Các cơ chế phát sinh đột biến Gen Các cơ chế Sửa chữa ADN Mối quan hệ giữa đột biến và phát sinh ung... 14 Cơ chế phát sinh đột biến Hiện tợng hỗ biến (tautomeric) hóa học T=A Sao chép ADN lần 1 T G C G Sao chép ADN lần 2 15 Cơ chế phát sinh đột biến Hiện tợng hỗ biến (tautomeric) hóa học GC Sao chép ADN lần 1 GT Sao chép ADN lần 2 A=T 16 Cơ chế phát sinh đột biến Hiện tợng hỗ biến (tautomeric) hóa học A=T Sao chép ADN lần 1 A=C Sao chép ADN lần 2 G C 17 Cơ chế phát sinh đột biến Hiện tợng hỗ biến (tautomeric)... m t ho c thờm o n trỡnh t l p l i 23 Cơ chế phát sinh đột biến -Đột biến gây tạo đợc tạo ra bởi các tác nhân vật lý, hóa học hoặc sinh học Tác nhân hóa học 5-bromouracil (5-BU) A=T 5-BU GC 24 Cơ chế phát sinh đột biến 5-BU gây đột biến nh thế n o? 25 Cơ chế phát sinh đột biến Tác nhân hóa học 2-aminopurine GC 2-AP A=T 26 Cơ chế phát sinh đột biến Tác nhân hóa học EMS (ethyl methane sulfate) EMS l m... dừng quá trình sao chép cho đến khi hệ thống sửa chữa ADN (thờng l SOS) hoạt động 29 Cơ chế phát sinh đột biến Tác nhân sinh học: vd các yếu tố di truyền vận động (TE) 30 Nội dung Khái niệm đột biến Phân loại đột biến Gen Các cơ chế phát sinh đột biến Gen Các cơ chế Sửa chữa ADN Mối quan hệ giữa đột biến và phát sinh ung th Q&A 31 Sửa chữa ADN L i sao chộp Tại sảo phải sửa chữa ADN? t bi n n u khụng ... mạch khuôn Không đột biến SOS: Bỏ qua sai hỏng để tránh gây chết tế bào Đột biến phục hồi Không đột biến Đột biến Thêm đoạn 13 Cơ chế phát sinh đột biến -Đột biến ngẫu nhiên (tự phát) thờng liên quan đến quá trình sao chép ADN, có thể gây ra bởi các nguyên nhân: Hiện tợng hỗ biến (tautomeric shift) Hiện tợng loại purin (depurination), mất G/A Hiện tợng loại amin (deamination), C U Sự sai hỏng các bazơ... chế phát sinh đột biến Hiện tợng loại amin hóa (deamination) 21 Cơ chế phát sinh đột biến Các bazơ bị sai hỏng do b oxi hóa Cỏc h p ch t oxy húa m nh nh H2O2 ho c cỏc h p ch t mang g c O2 ho c hydroxyl (OH) t do cú th lm h ng cỏc nucleotit K tc p v iA 22 Cơ chế phát sinh đột biến Đột biến do sao chép ADN trợt (lệch mục tiêu) Sao chộp tr t gõy nờn m t ho c thờm o n trỡnh t l p l i 23 Cơ chế phát sinh đột. .. quan về các cơ chế phát sinh đột biến Các tác nhân và sự kiện gây đột biến Sai hỏng trong sao chép ADN Các hợp chất nội bào phản ứng mạnh Hóa chất Chiếu xạ Các yếu tố di truyền vận động / virut Phân tử ADN kiểu dại Thay đổi phân tử ADN trớc đột biến Hoạt động của hệ thống sửa chữa ADN Đột biến gen Không Thay thế nucleotit / Hình thành các đoạn trình tự lặp lại Cắt bỏ phần ADN sai hỏng và tổng hợp lại... sulfate) EMS l m thay đổi các cặp bazơ nitơ do có khả năng akyl hóa G v T GC EMS A=T 27 Cơ chế phát sinh đột biến Tác nhân hóa học: nhóm thuốc nhuộm Acrydin Nhóm thuốc nhuộm acrydin có xu hớng l m thêm hoặc mất nucleotit 28 Cơ chế phát sinh đột biến Tác nhân vật lý: chiếu xạ UV Tia UV (2-300 nm) kích thích sự hình th nh cấu trúc vòng cyclobutane (dime pyrimidine) hoặc T(6-4)T Hiện tợng n y có thể l... chép ADN lần 2 T=A 18 Cơ chế phát sinh đột biến Hiện tợng loại purin hóa (depurination) Trong m t s tr ng h p, hi n t ng lo i purin cú th x y ra t phỏt v i t n s cao Trong quỏ trỡnh tỏi sinh t bo, cỏc t bo ng v t cú vỳ cú th b lo i 10.000 purine trong phõn t ADN trong 20 gi Thụng th ng nh ng sai h ng ny c n c s a ch a b ng h th ng s a ch a ADN 19 Cơ chế phát sinh đột biến Hiện tợng loại amin hóa... 8-oxoG P/P U Lo i purin húa T t c nh ng s ki n trờn x y ra v i t n s th p, nhng do kớch th c h gen r t l n, quỏ trỡnh sao chộp ADN x y ra liờn t c trong su t i s ng sinh v t nờn t ng t n s t bi n l ỏng k 32 Sửa chữa ADN Ví dụ về tần số đột biến T S T S bo soma ng i cú kho ng 3,2 x 109 bp (a) t bo soma 65x1012 t bo (b) n s lo i purin trung bỡnh 10-4/ngy/t bo (c) purin b lo i = (a) x (b) x (c) 2x1019 . mạch khuôn Không đột biến Không đột biến Đột biến phục hồi SOS: Bỏ qua sai hỏng để tránh gây chết tế bào Đột biến Thêm đoạn Cơ chế phát sinh đột biến -Đột biến ngẫu nhiên (tự phát) thờng liên. DI TRUYỀN HỌC PHÂN TỬ VÀ TẾ BÀO CHƯƠNG 10 ®ét biÕn vµ sù ph¸t sinh ® ét biÕn sù ph¸t sinh ® ét biÕn CácCác cơcơ chếchế sửasửa chữachữa ADNADN v và s sự phátphát sinhsinh ungung thưthư PHẦNPHẦN. chất của chúng. Đ ột biến đồng hoán (transition) 8 Đ ột biến đồng hoán (transition) Đột biến dị hoán (tranversion) Phân loại đột biến -Đột biến sai nghĩa (missense) là đột biến làm thay đổi một axit