Tổng hợp lý thuyết Sinh học 12: Tái bản DNA, mã di truyền và công nghệ DNA tái tổ hợp

Tại điểm khởi đầu sao chép (Ori), quá trình tái bản DNA diễn ra theo hai hướng ngược nhau và tạo thành một đơn vị tái bản.

RNA polymerase tổng hợp đoạn mồi RNA ngắn để cung cấp đầu 3′-OH cho DNA polymerase kéo dài mạch mới.

DNA polymerase chỉ có thể gắn nucleotide vào đầu 3′ của chuỗi đang được kéo dài, do đó mạch DNA mới luôn được tổng hợp theo chiều 5′ → 3′.

Ở mỗi chạc sao chép, cả hai mạch DNA mới đều được tổng hợp liên tục theo cùng một hướng.

Các đoạn Okazaki được nối với nhau bởi enzyme ligase sau khi đoạn mồi RNA đã được loại bỏ và thay thế bằng DNA.

Theo nguyên tắc bán bảo toàn, mỗi phân tử DNA con sau tái bản có một mạch DNA cũ và một mạch DNA mới.

Ở sinh vật nhân sơ, mỗi phân tử DNA thường có nhiều điểm khởi đầu sao chép, trong khi sinh vật nhân thực thường chỉ có một điểm.

Mã di truyền là bộ các bộ ba nucleotide trên mRNA quy định các amino acid trong protein.

Các bộ ba trên mRNA được đọc theo từng bộ ba riêng biệt, bắt đầu từ bộ ba khởi đầu và các bộ ba không chồng gối lên nhau.

Tính thoái hóa của mã di truyền có nghĩa là một amino acid chỉ có thể được mã hóa bởi đúng một bộ ba duy nhất.

Tính đặc hiệu của mã di truyền thể hiện ở việc một bộ ba chỉ quy định cho một amino acid.

Có tổng cộng 64 bộ ba trong mã di truyền, trong đó 61 bộ ba mã hóa amino acid và 3 bộ ba có chức năng kết thúc dịch mã.

AUG là bộ ba khởi đầu và cũng mã hóa cho amino acid methionine.

UAA, UAG và UGA đều là những bộ ba kết thúc quá trình dịch mã.

Vì mã di truyền được xét trên mRNA nên các bộ ba có thể chứa U thay cho T.

Công nghệ DNA tái tổ hợp tạo ra phân tử DNA từ hai nguồn khác nhau rồi chuyển phân tử đó vào tế bào nhận.

Vector trong công nghệ DNA tái tổ hợp chỉ cần mang gene chuyển, không cần có khả năng tái bản hay hỗ trợ biểu hiện gene.

Enzyme cắt giới hạn được sử dụng để cắt gene chuyển và vector tại các vị trí phù hợp trước khi chúng được ghép nối.

Sau khi được chuyển vào tế bào nhận, DNA tái tổ hợp có thể được nhân lên và gene chuyển có thể biểu hiện tạo sản phẩm.

Vi khuẩn mang gene insulin người có thể được sử dụng để sản xuất insulin người trong ứng dụng công nghệ DNA tái tổ hợp.