งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

1 Molecular Genetics 1. Reviews of DNA, RNA, Proteins, and Gene manipulation 2. Replication and Recombination 3. Transcription and Regulation 4. Translation.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "1 Molecular Genetics 1. Reviews of DNA, RNA, Proteins, and Gene manipulation 2. Replication and Recombination 3. Transcription and Regulation 4. Translation."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 1 Molecular Genetics 1. Reviews of DNA, RNA, Proteins, and Gene manipulation 2. Replication and Recombination 3. Transcription and Regulation 4. Translation and Regulation 5. Gene mutation and Repair 6. Developmental Genetics

2 2 Central Dogma of Molecular Genetics

3 3 Transfer of Genetic Information จาก Nucleic acid (DNA) ไป ยัง Nucleic acid (RNA) และ จาก Nucleic acid (RNA) ไป ยัง Protein (product of gene)

4 4 The Flow of Genetic Information

5 5 Central Dogma of Molecular Genetics Flow ของ genetic information โดย 3 fundamental processes ของ 1. Replication 2. Transcription 3. Translation

6 6 Central Dogma of Molecular Genetics Electron micrograph showing the central dogma of genetic information

7 7 Replic ation

8 8

9 9 Synthesis ให้ daughter duplex DNA โดย DNA molecules จะเหมือน parental duplex DNA ทุก ประการ Replication theory 3 possible modes 1. Semiconservative replication : กึ่งอนุรักษ์ 2. Conservative replication : อนุรักษ์ 3. Dispersive replication : อนุรักษ์และกระจาย

10 10 Three possible modes of replication

11 11 Mechanism of DNA Replication DNA replication มี 2 processes ใน เวลา เดียวกัน คือ 1. Semi conservative replication 2. Discontinuous replication

12 12 1. Semiconservative replication DNA replicate โดยใช้ 2 สายเดิม เป็น สายแม่แบ (Template) enzyme ใส่ nucleotides เป็น complementary เข้า จับคู่กับ nucleotides บน สายแม่แบบ ได้สายลูก 2 สาย

13 13 Semiconservative replication DNA 2 สาย ลูก เป็น duplex ซึ่ง ในแต่ละ daughter duplex มี DNA สาย ใหม่ 1 สาย ( แดง ) และ DNA สายเก่า 1 สาย ( ดำ )

14 14 2. Discontinuous replication process ขณะที่ replicate ให้ได้ 2 DNA duplex โดย สายหนึ่ง replicate ได้ สายยาว อย่าง ต่อเนื่อง และ อีกสาย หนึ่ง replicate เป็น ช่วง สั้นๆ แล้วมีการต่อเป็นสาย ต่อเนื่องภายหลัง

15 15 Template 2 สาย ให้ replication ต่างกัน 1) Template ให้ Continuous replication เรียกว่า Leading strand 2) Template ให้ Discontinuous replication เรียกว่า Lagging strand Discontinuous replication

16 16 Direction of replication 1. การยาวของสาย DNA จาก 5’ 3’ เพราะ enzyme DNA polymerase จะนำ nucleotides ต่อเข้าที่ 3’ end ของ สายที่มีอยู่ แล้ว (existing chain หรือ primer) ทำให้ สาย DNA สายใหม่ ยาว จาก 5’ 3’ เสมอ บริเวณที่ DNA แม่แบบ 2 สายแยก ออกจากกันจะเป็นรูปซ้อม เรียกว่า Replication folk

17 17 2. การเจริญของสายลูก ได้ 2 ทาง โดยดูจาก Replication ที่ออกจาก origin site (ori) 21. Unidirectional replication เจริญออกปลายเดียว ปลายหนึ่งอยู่กับที่ เป็น stationary fork และ อีกปลายหนึ่งเจริญเคลื่อนที่ เป็น moving fork 2.2 Bidirectional replication เจริญออกสองปลายทั้ง 2 ปลาย เป็น moving forks

18 18 Unidirectional replication (b) Bidirectional replication (c)

19 19 Replication ไม่เริ่มที่ปลายสาย DNA แต่เริ่มที่ ตำแหน่งเริ่มต้นที่ เรียกว่า Origin of replication หรือ ori site circular DNA มี ori site เดียว linear DNA มีได้หลาย ori sites และ แต่ละช่วงของ replication คือ 1 หน่วย replication เรียกว่า Replicon

20 20 Mechanism และ Factors ใน replication 1. Topoisomerase / DNA gyrase ทำหน้าที่คลายเกลียว double helix DNA ในสภาพ Supercoil molecule ทำให้ลดแรง ตึง (strain) ให้ เป็น reduced DNA coiling หรือ relaxed หรือ negatively supercoiled (under) หรือ positively supercoiled (over)

21 21 Topoisomerase ทำให้ Relaxed DNA ( รูปกลาง ) หมุนขวามากเกินไป ( รูป ซ้าย ) หรือ หมุนซ้าย เกินไป ( รูปขวา ) Topoisomerase ตัด DNA 1 สาย และ สายนี้คลาย เกียวออก ทำให้ release stress บนสาย DNA

22 22 2. Helicase ทำหน้าที่ แยก 2 parental DNA Strands ณ replication fork enzyme นี้ใช้พลังงาน ATP ใน เซลล์จำนวนมาก ATP > ADP + Pi + Energy ATPase helicase work อื่นๆ ได้ การแยก 1 base pair ต้อง ใช้ 2 ATP

23 23 3. Single - Strand - Binding Protein (SSB) SSB ทำหน้าที่จับ และเคลีอบ single - stranded DNA บริเวณ replication fork ที่ถูก Helicase แยก ออก เพื่อป้องกันไม่ให้ DNA จับกันเป็น helix คืน

24 24 4. Priming of DNA ณ จุด ori site มี nucleotides จำนวนหนึ่ง เรียกว่า Primer ซึ่ง เป็น RNA สร้างขึ้น ที่ 3’ ของสาย แม่แบบก่อน โดย enzyme Primase nucleotides อื่นจึงเข้าถูก นำมาต่อที่ primer เมื่อ DNA synthesis ผ่านไป primer หลุดออกเหลือไว้แต่ DNA เส้นใหม่

25 25 5. DNA polymerase DNA polymerase I, II และ III ทำ หน้าที่ 1) ใส่ nucleotides เข้าที่ 3’ ของ primer หรือ existing chain 2) check complementary bases: เป็น Exonuclease ตัด base ที่ผิด ออก และไส่ nucleotides ที่ถูกต้อง เรียกว่า Proofreading 3) repair DNA เมื่อมี damage

26 26 Three activities of DNA Polymer ase a. Polymeras e b. Endonucle ase c. Exonuclea se

27 27 6. Okazaki fragment บนสาย Lagging template สร้าง DNA จาก 5’ --> 3’ ปกติ แต่ได้เป็นท่อนสั้นๆ โดยสร้าง Primer ก่อน แล้วสร้างท่อน DNA ซึ่ง เรียกว่า Okazaki fragment แล้ว Okazaki fragment จะถูก เชื่อมกันโดย enzyme DNA Ligase เมื่อ primer สลายไป Ligase จะ นำ nucleotides เติมช่องว่างให้ เต็ม ได้เป็นสาย DNA ต่อเนื่อง ปกติ

28 28 Primi ng and gap fillin g befor e and after Okaz aki frag ment

29 29 7. Telomerase บน lagging strand เริ่ม replicate ที่ 3’ end ( ซึ่งก็คือ telomere ของ chromosome) ด้วย primer เมื่อ ผ่านไปแล้ว primer สลายออก ทำให้ DNA ที่ปลายนี้ของสายลูก ยาวไม่เท่าสายแม่แบบ จึงต้องเติม nucleotide คู่สมใส่ให้ได้สายลูกที่ สมบูรณ์โดย enzyme telomerase

30 30 Telomerase ทำ หน้าที่ใส่ GC - rich Sequence สั้น ๆ เข้าที่ 3’ end ของ DNA strand ใหม่ ( ใน สิ่งมีชีวิตพวก eukaryote) ไม่เช่นนั้นปลาย ของ chromosome จะขาด Telomere หรือ สั้นกว่าปกติ ทำให้เป็นโรคทาง พันธุกรรม

31 31 Diagra m สรุป DNA replicati on

32 32 Fidelity of replication ความซื่อตรงของการ สังเคราะห์ 1. Complex mechanism มี DNA polymerase ทำหน้าที่ เป็น 3’ ---> 5’ Exonuclease ทำการ proofreading โดย remove mismatched nucleotides ออก แล้วนำ nucleotides ที่ถูกต้องใส่ เข้าไปแทน 2. Primer เป็น RNA ซึ่งเป็นการ guarantee ว่าการเริ่มต้น DNA replication ไม่มีความผิดพลาด

33 33 Modes of replication of circular DNA ใน Prokaryotes :bacteria, mitochondria และ chloroplast 1. Theta model 2. D-loop form ใน bacteriophage 3. Rolling circle model หรือ Sigma mode

34 34 Theta form D form Rolling circle Modes of replication of circular DNA

35 35 Recombinatio n

36 36 Recombinat ion The joining of genes, sets of genes, or parts of genes into new combinations, either biologically or through laboratory manipulation

37 37 Mechanism ของ recombination กระบวนการ breakage - and - reunion ทำให้ progeny chromosome ของ organisms มี genes ผสม ที่แตกต่างกัน มากกว่าที่พบใน parents หรือ ได้ Nonparental chromosome ซึ่ง ทำให้ survive ได้ดีกว่าใน ธรรมชาติ

38 38 Recombination เป็น หลักการของ 1. Crossing over 2. Independent assortment

39 39 Types of Recombination 1. Bimolecular recombination ระหว่างต่าง DNA โมเลกุล 1.1 Reciprocal recombination 1.2 Nonreciprocal recombination 1.3 Double crossover

40 40 2. Intramolecular recombination ใน DNA โมเลกุลเดียวกัน 2.1 Directional repeat recombination 2.2 Inverted repeat recombination

41 41 3. Site-specific recombination ระหว่าง DNA sequence ที่เหมือนกัน หรือ DNA regions เดียวกันของแต่ละ Strand เช่น insertion ของ phage DNA เข้า host DNA ซึ่งเป็น E. coli

42 42 4. Illegitimate recombination ระหว่าง DNA sequences ต่างกัน หรือ เหมือนกันเล็กน้อย แต่ไม่มี site - specific เช่น transposable elements หรือ Transposon ซึ่งคือ genes ที่สามารถ เคลื่อนย้ายที่จาก chromosome หนึ่ง ไปยังอีก chromosome หนึ่งได้

43 43 5. Homologous recombination หรือ generalized recombination ระหว่าง homologous pieces ของ DNA เป็น common form ของ recombination ที่เกิดขึ้น ใน meiosis Mechanism เสนอ โดย Robin Holiday, 1964

44 44 Model for Homologous Recombination Holiday’s Model หลักใหญ่ 4 essential steps : 1. Pairing ของ 2 homologous DNA duplexes 2. Breaking 2 homologous DNA strands

45 45 3. Re-forming phosphodiester bonds เพื่อ join 2 homologous strands หรือ same strand ใน intramolecular recombination 4. Breaking & joining อีก 2 homologous DNA strands ที่เหลือ

46 46 Basic mechanism โดย ละเอียด 8 steps นับ จากภายหลัง pairing ของ homologous DNA duplexes แล้ว 1. Nicking ตัด strands ที่จะทำ recombination 2. Crossover การไขว้ของ necked strands 3. Sealing nicks การต่อกันของ strand เดิมภาย หลังไขว้แล้ว

47 47 4. Branch migration เป็น การ slide down ของ duplexes ที่จุด crossover และ เป็น optional 5. Bend โมเลกุลตัวเข้าหา กันเป็นงอศอก 6. Rotation หมุน 180 o ได้ diamond shape ชั่วคราวที่ center ของ ครึ่งบนและครึ่งล่าง

48 48 step 4 -6 ได้ Chi structure หรือ Half Chiasma 7. Nicking ของ 2 duplex 7.1 Nicking same strands 7.2 Nicking opposite strands 8. Sealing nicks ต่อกันครั้ง สุดท้าย

49 49 Mechani sm of Homolog ous recombi nation

50 50 Nicks ได้ 2 แบบ 1) Nick ที่ same strands ได้ Heteroduplex DNA ในแต่ละ duplex ---> No true recombination 2) Nick ที่ opposite strands ได้ Recombinant molecules / duplex ---> True recombination ของ 2 hybrid DNA strands ซึ่งจะถูกแยกภาย หลังในการแบ่งเชลล์

51 51 Factors ที่เกี่ยวข้อง Step 1 ---> 3 โดย Rec A protein ให้ SS DNA invade DS DNA Step 4 ---> 8 โดย Rec BCD protein มี subunit Rec B, Rec C และ Rec D หรือ รวมเรียกว่า Exonuclease V

52 52 ผลของ recombination ทำให้ได้ Hybrid DNA ที่ เป็น Heterozygous DNA หรือ Heteroduplex DNA ซึ่งจะถูกแยกออกจากกันใน การแบ่งเซลล์

53 53 กรณี recombination ผิดพลาด ถ้าเกิด mismatch ของ base pair เช่น CA ---> CG หรือ AC ---> AT repair แล้วหรือไม่ repair ทำให้เกิด Gene conversion ---> เปลี่ยน ratio ของ progeny และ เกิด mutation.


ดาวน์โหลด ppt 1 Molecular Genetics 1. Reviews of DNA, RNA, Proteins, and Gene manipulation 2. Replication and Recombination 3. Transcription and Regulation 4. Translation.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google