Quá trình tự nhân đôi ADN

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Dnareplication.png

Khái niệm.[sửa | sửa mã nguồn]

Trong sinh học phân tử,quá trình tự nhân đôi ADN hay tổng hợp ADN là một cơ chế sao chép các phân tử DNA xoắn kép trước mỗi lần phân bào. Kết quả của quá trình này là tạo ra hai phân tử ADN gần như giống nhau hoàn toàn, chỉ sai khác với tần số rất thấp (thông thường dưới một phần vạn, xem thêm đột biến). Có được như vậy là do cơ chế nhân đôi thực hiện dựa trên nguyên tắc bổ sung, và tế bào có hệ thống tìm kiếm và sửa chữa các sai hỏng ADN hoạt động hiệu quả.

Nguyên tắc.[sửa | sửa mã nguồn]

Quá trình nhân đôi ADN ở tế bào sinh vật nhân sơ, sinh vật nhân thực và ADN của virut (dạng sợi kép) đều theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn.

Chứng minh quá trình nhân đôi ADN được thực hiện theo nguyên tắc bán bảo toàn: phương pháp sử dụng đồng vị phóng xạ. (Xem thêm https://www.youtube.com/watch?v=r-Kugn_xYAw)

Các enzym[1] tham gia.[sửa | sửa mã nguồn]

Helicara: Tách, cắt các liên kết hidro giữa hai mạch đơn.

ADN polimeraza:

ADN polimeraza I : cắt ARN mồi, tổng hợp mạch polinucleotit mới.

ADN polimeraza II : sửa sai sau khi nối các đoạn okazaki.

ADN polimeraza III: lắp ráp nu, kéo dài mạch đơn mới.

Ligara: nối các đoạn okazaki.

Primaza (ARN polimeraza) :Tổng hợp đoạn mồi.

Gyraza (còn được gọi là topoisomeraza II): Làm duỗi thẳng phân tử ADN.

Ngoài ra còn có :

Prôtêin SSB : giúp hai mạch đơn không bị dính lại vào nhau để các enzym hoạt động.

Telomeraza: hạn chế sự cố đầu mút.

Diễn biến.[sửa | sửa mã nguồn]

Ở tế bào sinh vật nhân sơ:[sửa | sửa mã nguồn]

Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN.[sửa | sửa mã nguồn]

Hai mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dần tạo nên chạc tái bản nhờ các enzym[1] tháo xoắn.

Bước 2: Tổng hợp mạch ADN mới.[sửa | sửa mã nguồn]

Enzym ADN polimeraza sử dụng một mạch làm khuôn tổng hợp nên mạch mới theo NTBS[2].

Vì enzym ADN polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5' - 3' (ADN polimeraza chỉ có thể xúc tác kéo dài mạch mới khi có sẵn đầu 3' OH tự do.) nên trên mạch khuôn có chiều 3'-5', quá trình tổng hợp mạch mới diễn ra liên tục (mạch mới này được gọi là mạch dẫn đầu[3]),trên mạch khuôn 5'-3' quá trình tổng hợp gián đoạn tạo thành các đoạn okazaki. Mạch này tổng hợp gián đoạn và chậm hơn nên gọi là mạch ra chậm (lagging strand)

Sau đó các đoạn okazaki được nối lại với nhau nhờ enzym nối ligaza.

Bước 3: Hai phân tử ADN được tạo thành (kết thúc).[sửa | sửa mã nguồn]

Mạch mới được tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn xoắn lại đến đó, tạo thành phân tử ADN con. Trong đó có một mạch được tổng hợp còn mạch kia từ ADN ban đầu (nguyên tắc bán bảo toàn).

Ở tế bào sinh vật nhân thực:[sửa | sửa mã nguồn]

Sự nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực có cơ chế giống với sự nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ.

Tuy nhiên, tế bào sinh vật nhân thực có nhiều phân tử ADN có kích thước lớn. Sự nhân đôi ADN xảy ra ở nhiều điểm trong mỗi phân tử ADN tạo ra nhiều đơn vị tái bản và do nhiều loại enzym tham gia.

Ở sinh vật nhân thực, quá trình tổng hợp mạch mới ở vị trí đầu mút của phân tử ADN xảy ra một hiện tượng đặc biệt gọi là sự cố đầu mút[4].

  1. ^ a ă “Enzym”. 
  2. ^ Nguyên tắc bổ sung.
  3. ^ leading strand
  4. ^ Do đặc điểm của enzym ADN polimeraza là phải có đoạn ARN mồi mới có thể kéo dài mạch mới. Tuy nhiên ở vị trí đầu mút của ADN, sau khi loại bỏ ARN mồi, do không có đầu 3'OH nên ADN polimeraza không thể tổng hợp đoạn nulêôtit thay thế, kết quả là ADN bị ngắn dần qua các lần sao chép.

Hình ảnh[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]