Mình chào các bạn. Cô xin giới thiệu cô là Lê Nguyễn Nguyên Chi, đến từ Khoa Khoa học Cơ bản Bộ Mô Sinh học. Hôm nay cô sẽ giới thiệu cho các bạn bài sao chép DNA nằm trong chương số 1 của sách giáo trình Sinh học. tế bào và di truyền xuất bản năm 2020 của Bộ Ngoại sinh học Trường Đại học Y Dược TP.HCM Để lập bài học này các bạn cần phải nắm một số các vấn đề tích lụy cho mình những kiến thức về hoạt động sao chép DNA theo nguyên tắc bảo tồn. Điều thứ hai nữa là các bạn cần phải tìm hiểu được những vai trò của các enzyme thực hiện quá trình sao chép, đó là DNA polymerase, để đảm bảo được tính nguyên vẹn của phân tử DNA sau khi sao chép.
Và điểm thứ ba nữa là các bạn tìm hiểu về hoạt động của enzyme polymerase và ứng dụng những hiểu biết này. Điều này vào trong những liệu pháp để phòng chống bệnh tật, ví dụ loạn hóa và bệnh ung thư. Đầu tiên thì các bạn đều biết là DNA là một phân tử di truyền. Nó chứa đựng các thông tin mã hóa cho những sản phẩm là protein và quy định tính trạng của cơ thể.
Nó duy trì cho hoạt động sống của một tế bào. Và khi tế bào đó phát triển lên, từ một tế bào con phát triển lên thì nó sẽ sinh sản thành hai tế bào mới. Và muốn tạo thành ra những tế bào con mới này thì phải đảm bảo những vật chất ở bên trong tế bào con giống hệt như của tế bào mẹ.
Và cả về những vật chất di truyền là DNA. Thì điều này phải được thực hiện bởi giai đoạn gọi là nhân đôi DNA. Và đó cũng chính là mục tiêu mà chúng ta cần phải tìm hiểu vào hôm nay. Thì cái phần DNA, bài quy trình sao chép DNA này thì các bạn đều đã biết rồi. Nó gồm có 3 cái giai đoạn chính, khởi đầu, kéo dài và kết thúc.
Mỗi giai đoạn nó sẽ có sự tham gia của những protein, của những cái enzyme khác nhau. Nó có những cái bước thực hiện với những cái đặc điểm khác nhau. Với những cái vấn đề này thì mời các bạn xem sách và để phân tích cho rõ những cái quy trình đó thì các bạn cũng cần lưu ý đặc điểm của DNA, gợi nhớ về đặc điểm của DNA.
Thì các bạn phải nhớ là đây chính là phân tử có 2 mạch polynucleotide. Chúng có sự liên kết với nhau bởi cái liên kết hydro theo nguyên tắc bổ sung A nối với lại T và G nối với lại C. Các cái nucleotide này bình thường nó ở trạng thái là tự do, nhưng khi nó kết gắn với nhau thì nó sẽ tạo thành những cái liên kết là phosphodiester giữa 2 cái nucleotide kế tiếp.
Và Nguyên tắc bổ sung A thì phải nối T và G thì phải nối C Thì đó là những cái bắt cạp chuẩn nằm trong cái phân tử DNA Như vậy thì khởi đầu cho một cái quá trình sao chép của DNA Thì đòi hỏi rằng phải có một cái điểm nhận diện Trên một cái chuỗi trình tử DNA đó Phải có một cái nơi đặc biệt mà những cái protein nhận diện ban đầu Sẽ bám lên trên cái vị trí đó Thông thường người ta thấy những vị trí khởi đầu này có những nucleotide là loại A và loại T rất nhiều, gọi là dầu AT. Ví dụ các bạn có thể xem qua trình tự khởi đầu sao chép của DNA tế bào vi khuẩn E.coli trong giáo trình. Khi mà các protein nhận biết vị trí vùng mở đầu xong rồi, thì trong cái protein đó sẽ có dòng enzyme là helicase bám vào và cắt.
Cắt cái liên kết hydro đầu tiên với những cái nucleotide loại A và loại T. Sau đó mỗi nucleotide nó sẽ đi về một cái phía. Nghĩa là một helicase.
À không, xin lỗi, một helicase đi về mỗi phía. Một helicase đi về bên tay phải để cắt liên kết hydro dần về bên phải. Một helicase đi vào cái phía tay trái để mà cắt cái nucleotide ở phía bên tay trái.
Thế thì khi liên kết hydro càng lúc càng mở rộng thì các bạn sẽ thấy nó có hình dạng giống như đây là một bóng sao chép hay là một đơn vị sao chép. Và kiểu sao chép đi về hai phía này ta gọi là sự sao chép 2 chiều. Kiểu này là kiểu 2 chiều.
Và hầu như tế bào vi khuẩn cũng như là tế bào eukaryote thì tất cả đều là sự sao chép diễn ra theo 2 chiều. Khi mà Helicast tiến hành cắt liên kết Hydro đầu tiên ra và trượt về phía bên trái hoặc bên phải của mỗi cái bóng sao chép như thế này thì các bạn sẽ thấy là dần dần các cái liên kết Hydro nó bị cắt đứt và cái mạch đơn nó sẽ lộ ra. Và lúc đó thì đòi hỏi là cái mạch đơn không được sống trở lại bởi lẽ là nó sẽ được tổng hợp những cái nucleotide tự do bám vào bên đó cho nên là mạch đơn phải được cố định.
Và thì... Cái vai trò để cố định giữ mạch đơn này, người ta thấy là các loại protein nhỏ tên là SSB có khả năng bám lên trên mạch đơn và giữ cố định trạng thái của nó. Điểm thứ 2 nữa là khi Helicase nó tháo cái cắt liên kết hydro tách rồi 2 mạch thì nó trượt đi như vậy thì DNA có cái bản chất là phân tử xoắn cho nên là càng đi về sâu thì cái xoắn nó trở nên càng chặt. Và đòi hỏi phân tử DNA chúng ta phải được giải cái xoắn ra, giúp cho quá trình nhân đồ diễn ra có thể đi tiếp, đi tiếp được, thuận lợi hơn.
Thì cái enzyme để thực hiện quá trình giải những cái xoắn cuộn chặt ở phía đầu của helica đó chính là topoisomerase. Cái dòng enzyme này nó sẽ xúc tác, cắt các liên kết hydro tạm thời, giải cái xoắn ra và sau đó là helica sẽ tiến vào. phía sau để mà có thể là cắt liên kết hydro được Thế thì vai trò của cái helicase là cắt liên kết hydro và tháo xoắn v.v.
Thế nhưng mà vai trò để tổng hợp các nucleotide vào và kết lại thành ra một cái mạch DNA mới thì phải do những cái enzyme khác Thế thì cái dòng enzyme để thực hiện quá trình mà kết gắn tạo một cái mạch polynucleotide theo cái bài 1 các bạn đã học đó là dòng DNA polymerase Thì DNA polymerase có một cái điểm là khi nó muốn hoạt động thì nó bắt buộc phải đi tìm một cái vị trí có 3,OH đầu tiên để gắn. Thì trên một cái không gian chỉ có cái mạch khuôn DNA như thế này thôi thì không thể nào các bạn tìm ra được là cái đầu 3,OH. Thì cái điều này sẽ được giải quyết bởi một cái đoạn mồi nhỏ là một trình tự oligonucleotide. Đó là một đoạn ngắn của các nucleotide mà thôi một vài nucleotide, khoảng 10 cái nucleotide gắn lại với nhau. Và cái đoạn này, bản chất của nó là phân tử RNA.
Được thực hiện, được tổng hợp bởi enzyme primase. Nó là enzyme tạo ra đoạn mồi. Tương ứng cái đoạn màu đỏ nhỏ xíu như thế này. Và khi đã có đoạn mồi, tồn tại đoạn mồi là một đoạn 5,3, thì DNA polymerase sẽ xúc tác. gắn vào cái đầu 3, OH của primer của đoạn mồi đó và kéo dài cái mồi đó ra thành cái mạch nucleotide mới.
Thì cái bước đó ta gọi là cái bước kéo dài gắn các nucleotide tự do. Thì cái hình ở đây các bạn lưu ý chứ, cấu trúc của một nucleotide tự do như cô đã phân tích ở bài trước gồm có 3 nhóm phosphate. Như thế thì khi nó gắn vào trong Cái đầu 3 phẩy của mồi ở đây thì vị trí 3 phẩy OH sẽ gắn với lại 5 phẩy phốt phát và đòi hỏi 2 nhóm phốt phát sẽ được loại bỏ đi. Và sự loại bỏ này cũng chẳng qua là để cung cấp năng lượng cho cái phản ứng diễn ra. Thế thì lúc này DNA polymerase gắn một nucleotide tự do vào tạo ra một liên kết phosphodiester.
Sau đó đầu 3,OH lại tiếp tục xúc tác, gắn thêm, gắn thêm. Và cái chiều của nó, em sẽ thấy kéo dài mồi từ đầu 5, và đi dài dần cho đến đầu 3,3, liên tục kéo dài ra như vậy. Thì cái chiều của một phản ứng, hay gọi là cái chiều xúc tác hoạt động của DNA polymerase đó là 5,3. Hoạt tính này ta gọi là hoạt tính polymer hóa 5,3 của enzyme DNA polymerase. Dòng enzyme DNA polymerase của tế bào vi khuẩn, dù như ở E.coli thì người ta gọi là DNA polymerase 3 lá mã, còn ở trong tế bào của nấm men đại diện của sinh vật Eukaryote thì DNA polymerase này có tên là Epsilon, Sigma hoặc là Gamma.
Thì tên khác nhau đó là thể hiện cho các bạn, dù như là cái mạch nó. xuất tác do mạch nhanh, mạch chậm nó khác nhau hoặc là gamma là DNA polymerase nó chỉ diễn ra trong hoạt động trong ti thể mà thôi và trở lại với cái cách thức gắn của DNA polymerase gắn cái nucleotide tự do kéo dài cái mồi thì như vậy thì đoạn mồi này sẽ được kéo dài đầu 3 phẩy và nếu trường hợp từ một cái vị trí 3 phẩy của mồi với bạn quan sát cái mạch khuôn ở phía dưới DNA thì cái mồi đầu 3 phẩy của nó được kéo dài đi theo chiều tháo xoắn của helicast thì lúc này mạch này sẽ được liên tục tổng hợp kéo dài ra thêm và đây ta gọi là mạch nhanh còn ở cái mạch khuôn đối diện phía trên các bạn thấy mồi đưa ra đầu 3 phẩy thì cái chiều kéo dài nó sẽ ngược lại với lại cái sự tháo xoắn của helicast Đây là cái sự khác nhau. Tại sao có sự khác nhau?
Bởi vì là do hai cái mạch khuôn này trong phương tử DNA là hai mạch đối ngược. Nhưng polymerase chỉ hoạt động theo đúng một chiều, đó là 5,3 mà thôi. Cho nên enzyme này không thể nào nó lấy cái đầu 5, mà nó kéo dài ra được. Vậy thì cái chiều nó phải đi ngược hướng lại so với lại cái hướng tháo xoắn. Thì cái đoạn đi ngược như thế này, Nó chậm hơn so với lại cái đoạn mạch nhanh.
Cho nên người ta gọi đây là cái đoạn mạch legging. Đây gọi là mạch chậm. Và trong cái nghiên cứu thì...
Khi một cái vùng nhận diện được mở ra và sau đó mồi xuất hiện đi ngược chiều lại thế này, thì cái khoảng cách giữa cái đầu 5 phẩy với lại helica càng lúc nó sẽ càng dài. Bởi lẽ helica sẽ đi vào bên trong mở xoắn thêm. Nhưng mà cái vị trí 5 phẩy này thì không có được kéo dài, không có được tổng hợp các nucleotide tự do mới. Cho nên đây là một cái vùng SSB.
Protein sẽ gắn vào và người ta thấy cái đoạn này nó có thể là lên đến hàng ngàn nucleotide ở vi khuẩn hoặc là ở eukaryote thì nó cũng phải khoảng là 200 cái nucleotide. Sau đó mới có một cái mồi mới xuất hiện và từ mồi mới sẽ đưa ra đầu 3 phẩy và đoạn nucleotide được hình thành mới. Tổng hợp bởi DNA polymerase sẽ tiến dần dần dần dần đến khi... nó đụng vào mồi phía trước của nó.
Vậy thì cái đoạn được tổng hợp từ một mồi này cho đến đụng vào một mồi kia, cái đoạn này là đoạn mạch chậm. Đó là một cái đoạn ngắn với cái kích thước khoảng vài trăm nucleotide. Và Ogazaki là người đã khám phá ra cái đặc điểm này trong cái quá trình sao chép, nghiên cứu về sao chép DNA và người ta đặt tên cho cái đoạn mạch chậm đó tên là đoạn Ogazaki. Thế thì khi cái DNA polymerase nó hoạt động thì chúng ta đã biết rồi DNA polymerase lấy cái nucleotide đó và nó có thể gắn vào trong cái mồi và theo nguyên tắc là bắt cặp bổ sung.
Đó, thế thì nucleotide của mạch khuôn, ví dụ như là G thì nó sẽ lấy cái nucleotide đúng, tự do, đó chính là loại C gắn vào. Tuy nhiên... Cái enzyme này có đôi khi nó lại có thể là vì nó nhận diện nhầm một cái nucleotide khác, cũng là đồng phân của C, đó chính là T, nó lấy T, nó gắn vào trong đó.
Tuy nhiên là cái sự bắt cặp nhầm này, nó không thể nào, nó cũng không có diễn tiếp ra nữa, bởi lẽ là cái DNA polymerase nó cũng có một cái khả năng là phát hiện ngay lập tức cái sự bắt cặp nhầm này, và lập tức là cắt. Làm sao? Lấy một cái nucleotide mới sẽ được gắn vào. Thì lúc này là C sẽ được gắn vào trong đó thay cho T. Và chiều của hoạt động trở lại đó là 5,3, polymerase.
Thì hai cái hoạt tính polymerase hoặc là các nucleotide exonuclease sẽ tồn tại cùng ở trong cái cấu trúc của DNA polymerase. Nghĩa là... Cấu trúc phân tử của DNA polymerase sẽ gồm có 2 phần hoạt tính khác nhau.
Một bên là hoạt tính trùng hợp mạch, một bên là hoạt tính cắt bỏ mạch. Các bạn có thể đọc thêm cách thức mà một enzyme khi nào hoạt động, nó đưa DNA hoạt động ở vùng polymer hóa hay là khi nào nó nhận diện. Và nó bẻ cái phân tử DNA, đưa cái đầu 3,DNA đi vào trong cái vùng exonuclease để mà có thể cắt bỏ được các cái nu bắt cặp nhầm.
Thì hoạt tính này người ta gọi chung đó là sự độc sửa của DNA polymerase. Và cũng nhờ cái hoạt tính độc sửa của DNA polymerase này thì các bạn sẽ thấy là rõ ràng là những cái bắt cặp nhầm nó sẽ được sửa chữa ngay lập tức. Hay còn gọi là cái sự đột biến nó diễn ra trong quá trình sao chép sẽ làm giảm.
Cái tầng số xuống thì đối với lại những cái nghiên cứu thì trong cái tế bào E.coli, tế bào vi khuẩn E.coli thì người ta thấy là nếu như bình thường bỏ trong một cái ống nghiệm có enzyme thực hiện thì cái tầng số đột biến bắt cặp nhằm này nó rất là cao. Cái tầng số đó là 1 người lũy thừa 4. Nhưng mà thực tế thì cái tầng số trong tế bào mà xuất hiện đột biến bắt cặp nhằm thì nó rất là thấp, 1 người lũy thừa 7. Nghĩa là vì cái khoảng cách nó rất là nhiều, cái tần số nó được giảm rất là nhiều, thì nhờ cái hoạt tính đọc sửa này, trong khi tổng hợp một cái đoạn mạch thấy có bắt cặp sai và lập tức sửa ngay, mà nó làm giảm đi cái tần số đột biến, những cái bắt cặp nhầm, sai sót mà không đáng để mà diễn ra. Trong hoạt động của DNA polymerase, các bạn sẽ thấy đối với mồi, DNA polymerase sẽ kéo dài mồi ra, gọi là đoạn Ugazaki, và đụng ngay vào trong đoạn mồi phía trước. Thì hoạt động này diễn ra tiếp theo là như thế nào?
Bất kể khi vùng hoạt động ở vùng chỗ này, vùng bấm sao chép mở ra ở đây, đang hoạt động, đụng vào mồi phía trước thì lập tức là sẽ đi vào sự kết thúc mặc dù là phía trước của Helica DNA vẫn còn tiếp dài, vẫn còn dài, vẫn còn xoắn và vẫn còn phải tiếp tục được phân ly các liên kết hydro và vẫn còn phải tiếp tục tổng hợp mồi và tạo ra một cái mạch mới. Nhưng mà ở cái vùng bóng sao chép phía trước đó Đã dẫn đến cái hiện tượng là DNA polymerase đụng vào mồi rồi. Thì lập tức mồi phải được loại bỏ. Mặc dù cái bước này ta được liệt nó vào cái bước kết thúc. Nhưng mà sự kết thúc này không phải là chấm dứt từ đầu này cho đến đầu kia của phân tử DNA.
Mà nó chỉ là trên từng cái đoạn mà thôi. Thế thì cái hoạt động kết thúc này là hiện tượng loại bỏ mồi RNA mà đã được tổng hợp ban đầu. Mồi này có khoảng 10 nu cho nên là lúc này sẽ có một cái enzyme tên là DNA polymerase 1 la mã.
Ở E.coli thì nó có cái dạng là con số la mã như thế này. Thì DNA polymerase 1 la mã sẽ dùng hoạt tính là cắt bỏ nucleotide. Thì sự cắt này nó lại khác so với lại sự cắt trong cái bước đọc sữa.
Đọc sữa là 3,5 nucleotide. exonuclease thì cái hoạt tính loại bỏ mồi nó là ngược lại 5,3 exonuclease bởi lẽ nó sẽ cắt cái nu từ đầu 5 dần dần dần về đầu 3 và đồng thời với sự cắt bỏ thì DNA polymerase 1 nó cũng sẽ bắt cặp những cái nucleotide tự do mới thay thế vào bên những cái chỗ trống đó và xúc tác đi theo chiều 5,3 polymer hóa Hoạt động thay thế mồi ngắn này diễn ra cho đến tận cùng đầy đủ đảm bảo chiều dài của đoạn mồi rồi thì vẫn chưa có nghĩa là phân tử DNA của chúng ta đã trọn vẹn. Bởi lẽ là vị trí cuối cùng ở đây, nucleotide thay thế ở mồi cuối cùng chỗ này là 3,OH vẫn không thể nào gắn vào với nhóm 5,phosphate của đầu đoạn Ogazaki phía trước này được.
Bởi lẽ là chỗ này là gì? Chúng ta không thể tạo ra một cái liên kết Phospho-D-Este. Thì cái việc là trám gắn cái hai nhóm chức này lại với nhau chỉ diễn ra khi có cái hoạt tính của DNA ligase.
Đây là cái enzyme dùng để gắn kết nối nhóm 3,OH và nhóm 5,Photophase giữa một cái đoạn Ogazaki. Một và một cái đoạn Ogazaki. Hai đứng phía trước. Như vậy thì sau cái hoạt động của ligase này thì cái chỗ đứt đã được dính lại. Và cái toàn bộ mạch mới của chúng ta nó mới thông suốt.
Các Ogazaki sẽ nối lại được với nhau. Thế thì đến cái bước kết thúc diễn ra. Sau khi đến cái kết thúc diễn ra thì các bạn sẽ thấy là cái phân tử DNA của chúng ta gọi như là đã được hình thành mới. Trong phân tử DNA thì có cái mạch mới, có thể là nó kéo với mạch nhanh, có cái mạch chậm, những cái đoạn mạch chậm nó xen kẽ với nhau.
Và những cái nucleotide thì chúng bắt cặp một cách là theo nguyên tắc bổ sung ATGVC. Thế thì sau khi cái bước kết thúc này rồi thì các bạn có nghĩ là đã chấm dứt hay chưa? Thì cũng chưa đâu.
Bởi vậy là các bạn cũng giống như khi các bạn làm một bài bài kiểm tra. Các bạn làm xong đến cuối cùng, các bạn giải quyết hết vấn đề rồi, thì các bạn cũng phải ngồi các bạn xem lại bài. Thì đây DNA polymerase nó cũng như vậy đó.
Sau khi mà chấm dứt tổng hợp DNA rồi, thì các cái hệ enzyme, DNA polymerase và các dòng enzyme khác, nó cũng sẽ ra xoát lại một lần nữa trên cái phân tử DNA con mới tổng hợp đó. Có những chỗ nào là bắt cặp nhầm. Những cái bắt cặp mà... Hồi nãy chưa được đọc và sửa lập tức Thì nó sẽ sửa chữa lại Thì ta gọi đây là cái phương pháp Sửa chữa bắt cặp sai Mismatch Các bạn có thể xem thêm cái phần sửa chữa bắt cặp sai này Ở trong bài đồ biến gen Phía sau Và ý nghĩa của hoạt động sao chép DNA này thì các bạn thấy có vấn đề là phân tử DNA là phân tử mạch kép. Khi nó tiến hành sao chép thì bắt buộc là phải tách rời 2 mạch đơn và sau đó các bạn thấy toàn bộ quy trình diễn ra là dựa trên 1 mạch đơn làm khuôn và DNA polymerase xúc tác gắn nucleotide mới tạo thành 1 mạch con mới.
Và phân tử DNA xoắn lại có một DNA, một mạch DNA là cũ và một mạch DNA là mới. Thì cái cách thức này đã được chứng minh bởi hai nhà khoa học là Messerson với lại Starr năm 1958. Thì hai ông đã chứng minh trên cái hoạt động sao chép E. coli với các cái đánh dấu phóng xạ.
Đã chứng minh được là vì cách thức sao chép DNA phải diễn ra theo kiểu là bán bảo tồn, tức là giữ lại một nửa và tổng hợp mới là một nửa. Thì điều này nó sẽ khác ngược với lại cái quan điểm về quy tắc sao chép bảo tồn. Hai mạch là một phân tử DNA con, hai mạch cũ và một phân tử DNA con có hai mạch mới hoàn toàn.
Thì cái điều này là nó sai. Như thế nào? Nhờ có công trình nghiên cứu của Masonson và Starr thì điều mà chúng ta học đến đó là DNA sao chép theo cơ chế bán bảo tồn đã được công bố ra và chúng ta đã được chấp nhận. Một vấn đề trong sao chép DNA là các bạn có để ý thấy là hình dạng DNA của tế bào prokaryote với DNA trong tế bào prokaryote khác nhau. Một bên là tế bào prokaryote thì là DNA dạng vòng, cho nên là cái sản phẩm của nó thì cũng phải có cái sự sao chép khác và kết thúc thì nó cũng sẽ là có cái đặc điểm khác so với lại sao chép DNA của prokaryote.
Thế thì điểm khác và điểm giống nhau thì các bạn có thể phân biệt được hay không? Đầu tiên là cái quy trình, quy trình nó phải giống nhau, cũng phải có sự khởi động, cũng phải có một cái điểm nhận diện. Sau đó là sao chép, đi về hai hướng, hướng bên trái của một helicase đi về bên trái, một helicase đi về bên phải. Thì đó là sự giống nhau.
Tuy nhiên sự khác nhau ở đây các bạn sẽ lưu ý là điểm ở đầu trong tế bào prokaryote chỉ duy nhất có một điểm thôi. Còn tế bào eukaryote thì rất rất rất nhiều điểm khởi đầu. Ở tế bào nấm men thì chúng ta thấy là đã có khoảng 500 điểm ở đầu rồi.
Thì trong những tế bào... Có các DNA dài hơn nữa thì cũng không biết là có bao nhiêu và người ta không ai xác định được cái này cả. Thế thì khi cái DNA sao chép xong thì ở tế bào prokaryote, một cái điểm ở đầu xuất phát, thì sau đó DNA sẽ được tổng hợp lan dần lan dần và nó chấm dứt ở cái đầu đối diện, một cái điểm đối diện với cái điểm ban đầu đó.
Đây là cái điểm kết thúc và hai cái phân tử DNA con nó tách ra. Thế thì... cũng tạo ra là hai DNA con mạch vòng giống hệt như nhau, kích thước chiều dài cũng giống hệt như nhau. Tuy nhiên là tế bào eukaryote thì không phải như vậy. Khi mà cái DNA của nhiễm sát thể tế bào eukaryote nó sao chép, nhiều cái đơn vị sao chép thực hiện cùng một lúc như thế này, tại nhiều cái vị trí mở đầu.
Và sau đó thì nó cũng sao chép, rồi nó đụng nhau, nó kết nhau, và phân tử DNA con được tổng hợp. Đây là phân tử DNA con mạch thẳng, kéo dài ra. Nhưng mà về cái cấu trúc thì có thể là cái phân tử DNA con này có hiện tượng là nó không được nguyên vẹn so với DNA mẹ ban đầu. Cái sự không nguyên vẹn đó là như thế nào? Thì các bạn sẽ thấy là đối với lại phân tử DNA con thì cái mạch của mẹ màu xanh, còn mạch con thì màu đỏ.
Ở mỗi DNA con mạch màu đỏ đầu 5 phẩy luôn luôn có hiện tượng mất đi một cái đoạn trình tự phía 2 đầu. Và cái đầu đó thì người ta gọi là DNA ở đầu mút nhiễm sắc thể đó. Thì gọi là DNA telomeric DNA.
Như vậy thì cái trình tự telomeric DNA này nó sẽ ngắn dần ở 5 phẩy. Thì tại sao có hiện tượng mất đoạn như thế? Làm sao mất trình tự như vậy?
Các bạn có thể tự tìm hiểu thêm. Và cái đoạn DNA này có khả năng là... Phục hồi hay không? Hay là nó phải chịu một số phận là nó mất vĩnh viễn?
Và khi nào thì tế bạo có khả năng là, có khả năng phục hồi lại cái đoạn trình tự bị mất ở hai đầu thilomen như thế này? Thì đây là cái công trình nghiên cứu của ba nhà khoa học. Và cả ba vị khoa học này, ba nhà khoa học này đã được đồng chia sẻ giải Nobel về Physiology, với Medicine. năm 2009 thì phát hiện của các nhà khoa học này là tìm hiểu về cái telomere của chromosome tức là telomere của nhiễm sắc thể cái DNA ở vùng telomere và cái hoạt động khôi phục lại trình tự DNA telomere bị mất bởi enzyme telomerase thì nhắc đến đây thì các bạn sẽ thấy là có cái xuất hiện một cái dòng enzyme mới tên là telomerase thì Các nhà khoa học đã biết được một cái điều, đã tìm ra được một cái điều rằng khi nào tế bào mà cái gen mã hóa ra protein telomerase hoạt động, nghĩa là tế bào có sự xuất hiện của enzyme telomerase, thì nó sẽ phục hồi lại cái trình tự DNA telomerase đã bị mất đó.
Thì cái cơ chế hoạt động này nó dựa vào cái cấu trúc của DNA telomerase, cái enzyme này. Cái enzyme đây, đây là một cái enzyme có hoạt tính là xúc tác, nghĩa là cái phần protein của nó đóng vai trò là một enzyme để mà xúc tác, hoạt động và dựa trên một cái mạch khuôn, một cái sợi RNA nằm ở bên trong của nó. Thì cái sợi RNA này sẽ được vận hành làm khuôn và dưới cái vai trò của một cái enzyme xúc tác phiên mã ngược, nó lấy cái DNA làm khuôn sẽ tổng hợp.
thành một chuỗi DNA và đó chính là trình tự của chuỗi DNA nằm ở đầu 3 phẩy của phân tử DNA con. Rất là lưu ý đây là đầu 3 phẩy của DNA con, chứ cũng chưa phải là cái đầu 5 phẩy bị mất. Bởi lẽ là cái đoạn DNA đầu 3 phẩy, đầu 3 phẩy này vẫn còn phải được kéo dài ra thêm nữa.
Dài cho đến khi nào mà đủ cho một cái đoạn. Cũng tương tự giống như là Ogazaki vậy đó. Và nó có một cái mồi sẽ bắt cạp vào trong cái đoạn mạch khuôn DNA mới kéo dài.
Và từ mồi này, DNA polymerase hoạt động với cái vai trò là gì? Tổng hợp đi ngược lại từ mồi 3 phẩy kéo dài đụng ngay vào trong đầu 5 phẩy bị mất. Thì lúc này cái trình tự DNA telomere của chúng ta.
mới được khôi phục hoàn toàn. Thì trong cái hoạt động mà bảo toàn cái sự nguyên vẹn trình tự DNA của nhiễm sắc thể, DNA của hai đầu thê lô mê nhiễm sắc thể thì không phải là chỉ có vai trò của một enzyme thê lô mê rê không mà còn phải có là enzyme DNA polymerase nữa. Nhưng mà cái chính đầu tiên đó chính là hoạt động của thê lô mê rê. Khi tế bào có thê lô mê rê thì tế bào mới có khả năng hoạt động được.
Phục hồi lại được cái trình tự bị mất Của hai đầu mút thê lô me Thì cô cũng đưa ra cho các bạn Một cái câu hỏi như thế này Trong cơ thể ta thì có nhiều dạng tế bào Nhưng mà phân chia ra Thì nó có cái nhóm chính đó là Tế bào sinh dưỡng và tế bào gốc Vậy thì cái tế bào sinh dưỡng Hay gọi là tế bào soma Mỗi lần nó sao chép như thế này Thì cái chuyện gì diễn ra Nó có vấn đề gì có liên quan đến Cái chuyện là mất trình tự thê lô me hay không Và nếu như sau nhiều lần phân bào thì nó như thế nào? Thì các bạn nhìn lên cái hình đầu tiên các bạn sẽ thấy là gì? Đây là cấu trúc của DNA telomere.
Bởi lẽ các bạn thấy cái 6 cái nucleotide TTAGGG nó lặp lại rất nhiều lần. Thì đó rõ ràng đó chính là cấu trúc của DNA telomere. Và lần phân chia thứ nhất nó có cái độ dài như thế.
Qua lần phân chia thứ 2 tiếp tục có sự ngắn đi. của DNA telomere lần thứ 3, lần thứ 4, trình tự DNA telomere sẽ càng lúc càng ngắn dần. Và nếu như ngắn đến một cái mức độ là không còn khả năng để mà quấn lại thành cấu trúc của D-loop, T-loop, D-loop và không có kết bám của các protein bảo vệ telomere, thì lúc này là sao?
Cái nhiễm sắc thể chúng ta sẽ dễ dàng bị phân hủy và... tế bào sẽ bị thúc đẩy vào cái hiện tượng là Nó bị chết đi. Nó thấy thì những cái tế bào soma, tại sao là nó liên tục có cái chuyện là mất đi trình tự sau mỗi lần sao chép?
Bởi vì hoạt động của enzyme telomerase là không có. Cái gene của telomerase, nó không có hoạt động. Nó không được điều hòa cho biểu hiện thành ra enzyme telomerase.
Và coi như là các bạn sẽ không có cái hoạt tính telomerase được phát hiện ở trong tế bào. Chính như vậy là những tế bào soma, những tế bào sinh dưỡng thì sau vài chục lần, có thể là sáu chục, bảy chục lần gì đó, thì sẽ dần dần là thúc đẩy vào trong cái con đường là chết. Và chết một cách lập trình như thế thì người ta gọi là chết apoptosis. Ở cái bài sau, các bạn học về bài apoptosis, các bạn sẽ được nghe tới cái vấn đề này tiếp theo. Và cũng câu hỏi đó, cô đưa vào trong cái đối tượng là tế bào mầm.
tế bào gầm mầm hay tế bào gốc tế bào gốc có giống tế bào soma hay không nó có bị phân hủy có bị mất đi trình tự các cái DNA telomere hay không sau nhiều lần phân bào thì câu trả lời các bạn sẽ thấy hoàn toàn là đối ngược với tế bào soma ở cái tế bào mầm những cái enzyme những cái enzyme telomeres nó luôn luôn được quy định, được tổng hợp ra Và từ đó nó hỗ trợ cho việc khôi phục trình tự DNA đã bị mất ở hai đầu khi mà DNA đó sao chép. Như vậy thì đối với những dòng tế bào nào có sở hữu telomerase đầy đủ và có hoạt động tốt, thì coi như là tế bào đó sẽ không chết. Và người ta gọi đây là con đường tế bào được bất tử. Những tế bào mầm, những tế bào gốc thì nó sẽ không bao giờ chết cả. Vậy thì cô đã giới thiệu cho các bạn những nét chính về quá trình sao chép của phân tử DNA, những đối tượng, những enzyme có tham gia vào trong quá trình sao chép đó, những hoạt tính của nó, và đồng thời có những ví dụ cho các bạn về những chuyện mất trình tự và khôi phục trình tự DNA ở hai đầu mốt nhiễm sắc thể.
Thì cô cũng có đưa cho các bạn 3 câu hỏi sau đây để các bạn chuẩn bị. Thứ nhất, các bạn cho biết lại là DNA polymerase tại sao nó có khả năng nó độc sữa. Thứ hai nữa là một tế bào sinh dưỡng sau nhiều lần phân bào thì nó sẽ bị chết do suyên tượng ngắn dần telomere. Thì cái đột biến gen có thể chuyển hóa tế bào soma trở thành dòng tế bào ung thư. Thì...
tại sao dòng tế bào ung thư ác tính lại khó bị tiêu diệt. Và câu hỏi số 3 đặt cho các bạn là telomerase nó quan trọng như thế nào trong liệu pháp chống lão hóa và ung thư. Thì đây chính là cái ý nghĩa mà chúng ta cần phải nắm đến.
Telomerase, chúng ta đã biết là vì tế bào có hoạt động telomerase là tế bào sẽ bất tử. Thì nó sẽ liên quan đến cái sự bất tử này như thế nào trong cái chuyện là lão hóa, chống lão hóa. Cái thứ 2 nữa là Dòng tế bào ung thư, ở câu hỏi số 2, dòng tế bào ung thư ác tính thì rất khó bị tiêu diệt.
Đây là một dòng tế bào ban đầu nó là tế bào bình thường nhưng mà sau đó nó biến chuyển thành tế bào ung thư thì nó sẽ trở thành bất tử. Vậy thì sự bất tử của nó một lần nữa sẽ liên quan đến enzyme telomerase. Cho nên là các bạn sẽ tìm những ý có liên quan telomerase trong hiện tượng. sự giải thích cho câu số 3 và các bạn sẽ hiểu được là tầm quan trọng của telomeras trong 2 liệu pháp đối với bệnh lão hóa và bệnh ung thư để các bạn dễ tìm hiểu hơn thì cô cũng sẽ có những mục lột cho các bạn và bài của chúng ta cũng có những ý chính và các bạn cần phải nắm cô Có một cái cô động xúc tích về các cái nội dung của bài học như sau. Thứ nhất là các bạn biết được về hiện tượng sao chép của DNA.
Và các bạn phải hiểu được là khi cái hiện tượng sao chép này diễn ra thì cái nguyên tắc bán bỏ tồn là một nguyên tắc chính. Và thứ hai nữa là nguyên tắc liên kết bổ sung, bắt cặp bổ sung giữa các cái nucleotide trên mạch mới và nucleotide trên mạch cũ. Cái thứ hai nữa đó là cái tiến trình của sự sao chép thì có 3 cái giai đoạn khởi đầu kéo dài và kết thúc.
Thì trong mỗi cái giai đoạn đó, cái quy trình các bạn chỉ cần nắm lại đó là sự nhận biết đầu tiên tại cái vị trí ban đầu, vị trí ori. Sau đó thứ hai là cắt liên kết hydro để tạo thành ra chặt ba sao chép. Và từ những cái chặt ba sao chép này thì các cái mạch con DNA sẽ được trùng hợp kéo dài.
Thì sau khi kéo dài này thì cái mạch của chúng ta cần phải được kết gắn và nhờ cái hệ enzyme DNA ligase sẽ nối lại những cái đoạn mạch với nhau. Trong cái hoạt động sao chép của các enzyme thì cái enzyme chính của cái bài của chúng ta đó là DNA polymerase. Thì đối với vi khuẩn đó là DNA polymerase 3 la mã, còn đối với là tế bào. Sinh vật nhân thật eukaryote thì các bạn thấy là đó là DNA polymerase sigma và epsilon.
Như vậy thì những cái dòng enzyme này ngoài cái hoạt tính polymer hóa, nó còn có thêm một cái hoạt tính gọi là exonuclease, là hoạt tính cắt bỏ các nu theo chiều 3,5, gọi là hoạt tính độc sữa. Thì cái vai trò của hoạt tính độc sữa nó giúp cho giảm đi những cái tỷ lệ. bắt cặp sai những hiện tượng đột biến có thể diễn ra trong phân tử DNA trong quá trình sao chép.
Và điểm thứ tư, điểm cuối cùng, đó là các bạn để ý đến cái vai trò của enzyme telomeres trong quá trình sao chép DNA. Chuyện sao chép của DNA ở tận cùng nhiễm sắc thể, nó có đặc điểm khác so với những cái đoạn ở giữa. Và khi cái hoạt động sao chép này... cần phải có hiện diện của cái dòng enzyme tên là telomerase và những tế bào, ví dụ như tế bào gốc là nơi có hiện tượng tổng hợp cái trình tự bị mất DNA ở những cái đoạn telomer là do tế bào gốc có cái enzyme telomerase và nó đảm bảo cho cái cấu trúc nhiễm sắc thể được duy trì nguyên vẹn sâu rất rất nhiều lần sau chép Vậy thì bài học của chúng ta đã kết thúc Và cô cũng mong muốn rằng các bạn có thể là theo dõi, đọc thêm những cái tài liệu tham khảo khác bằng tiếng Anh. Các bạn có thể là tìm những cái tài liệu này trên thư viện hoặc là các bạn có thể tìm truy cập vào những cái trang web để có thể là đọc thêm.
Đây là những cái tài liệu sẽ hỗ trợ cho các bạn giải đáp những cái câu hỏi, những cái thắc mắc trong bài tập của chúng ta. Và đến đây là thời gian chúng ta kết thúc bài. Cô rất cảm ơn sự tham gia. Và lắng nghe của các bạn Và hẹn gặp lại các bạn Ở những cái bài tiếp theo Xin cảm ơn các bạn Xin chào