hoaithu_1989_qn
New Member
Download miễn phí Bài giảng Lịch sử và phương pháp nghiên cứu nucleic acid
Do vai trò quan trọng của nucleic acid trong hoạt động sống
của cơthểsinh vật (tham gia vào các quá trình cơbản của sựsống
nhưsinh tổng hợp protein, sinh trưởng, sinh sản và di truyền), cho
nên việc nghiên cứu nucleic acid ngày càng được chú trọng. Từ
những năm 70 của thếkỷXX trởlại đây, nhất là trong 10 năm cuối
của thếkỷvà những năm đầu của thếkỷXXI này, hiểu biết về
nucleic acid ngày càng được mởrộng.
Nhờnhững thành tựu của sinh học phân tử, một lĩnh vực khoa
học mới đã hình thành và phát triển mạnh mẽ, đó là công nghệ
gen, một trọng tâm được đầu tưnghiên cứu hàng đầu của công
nghệsinh học
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
học (hóa học hữu cơ) người Đức Albrecht Kossel (1853 - 1927).Năm 1882, ông đã phân tích nucleic acid ra những phần nhỏ chứa
acid phosphoric, đường và base chứa nitơ (Kossel đã tách được
hai pyrimidine và đặt tên là cytosine và thymine, cũng như hai
purine với tên adenine và guanine). Do công trình này ông đã đạt
giải Nobel về y và sinh lý học vào năm 1910. Một pyrimidine khác
là uracil cũng đã được phát hiện sau này.
Trong những năm đầu của thế kỷ XX (1900 - 1932), nhà hóa
sinh học người Mỹ gốc Nga Phoebus Aaron Theodore Levene
(1869 - 1940) đã xác định được đơn vị cấu tạo của nucleic acid là
các nucleotide (hay mononucleotide) và phân biệt được hai loại
nucleic acid: deoxyribonucleic acid (DNA) và ribonucleic acid
(RNA).
Như vậy, cho đến năm 30 của thế kỷ XX này, người ta đã biết
được thành phần của các nucleic acid.
Levene đã đoán trước 4 nucleotide khác nhau liên quan đến
RNA là adenylic acid (chứa adenine), guanilic acid (chứa guanine),
cytidilic acid (chứa cytosine) và uridic acid (chứa uracil). Ông cũng
giả thiết 4 nucleotide tiếp theo liên quan đến DNA là deoxyadenilic
acid, deoxyguanilic acid, deoxythymidilic acid (chứa thymidine) và
deoxycytidilic acid (chứa cytosine).
Do các giả thiết này của Levene tỏ ra phù hợp với hiểu biết của
hóa học cho nên chúng sớm được các nhà hóa học chấp nhận.
Nhưng cho đến thời kỳ đầu những năm 1950, chúng vẫn chưa
được chứng minh rõ ràng khi nhà hóa sinh học người Anh
Alexander Robertus Todd (1907-1997) chưa tổng hợp được các
nucleotide phù hợp một cách chính xác với các công thức của
Levene. Todd đã xác nhận được rằng các chất này thực tế giống
9
các hợp chất đã thu nhận được từ nucleic acid. Với công trình này,
Todd đã được trao giải thưởng Nobel về hóa học năm 1957.
Trong những năm 1949 - 1953 nhà sinh học người Mỹ gốc Áo
Erwin Chargaff (1905 - 2002) khi phân tích DNA đã phát hiện sự
cân bằng của các base trong DNA: số nhóm purine bằng số nhóm
pyrimidine (purine/pyrimidine = 1), số nhóm adenine bằng số nhóm
thymine (adenine/thymine = 1), số nhóm guanine bằng số nhóm
cytosine (guanine/cytosine = 1). Về sau này người ta đã đặt quy tắc
mang tên ông về tổng lượng các loại nucleotide cấu tạo nên các
DNA.
Trong những năm đầu thập niên 1950, hai nhà vật lý học người
Anh, Maurice Hugh Frederick Wilkins (1916 - 2004) cùng với
Rosalind Franklin (1920 - 1958) bắt đầu tiến hành các nghiên cứu
đầu tiên về cấu trúc DNA. Wilkins là con trai của một bác sĩ người
New Zealand chuyên học vật lý và vào thời kỳ đầu cuộc Chiến
tranh Thế giới thứ hai, ông làm việc cho sự phát triển bm nguyên
tử. Nhưng sau cuộc Thế chiến này, ông dùng tất cả sức lực của
mình cho công việc nghiên cứu DNA và đã trở thành một trong
những nhà bác học tiên phong trong lĩnh vực này nên được coi là
nhà lý sinh học. Wilkins và Franklin đã áp dụng phương pháp nhiễu
xạ Rơnghen (X-ray diffraction) vào việc nghiên cứu cấu trúc tinh
thể của DNA (lấy từ tuyến ức bê, thymus). Với những bức ảnh
chụp cấu trúc tinh thể DNA có dạng chữ thập, hai tác giả này gợi ý
rằng DNA có thể gồm hai hay ba mạch đơn bện xoắn với nhau.
Năm 1953, từ các nghiên cứu của mình kết hợp với các kết
quả nghiên cứu trước đó của Chargaff và Wilkins, hai nhà khoa
học ở trường Đại học Tổng hợp Cambridge là Francis Harry
Compton Crick (England; 1916-2004) và James Dewey Watson
(USA; 1928-2003) đã xây dựng thành công mô hình chuỗi xoắn
kép của phân tử DNA. Với công trình này, Watson và Crick đã
được trao giải thưởng Nobel về y học và sinh lý học năm 1962. Từ
đó Crick đã xây dựng một chuỗi xoắn kép DNA bằng đồng trong
vườn nhà ông ở trung tâm Cambridge, sau đó đã viết: “Người ta
hỏi tui là khi nào thì sẽ mạ vàng”.
Cùng với việc nghiên cứu cấu trúc DNA, các nhà khoa học
cũng đã nỗ lực tìm hiểu vai trò và các chức năng sinh học của nó.
Vào năm 1944, nghĩa là sau 75 năm kể từ khi phát hiện DNA
trong nhân tế bào năm 1869, nhà vi khuẩn học người Mỹ Oswwald
Theodore Avery (1877 - 1955) đã chứng minh DNA là chất liệu di
10
truyền khi bổ sung DNA chiết xuất từ chủng độc (chủng không độc
của phế cầu khuẩn Diplococcus pneumoniae biến thành chủng độc
gây viêm phổi và làm chết chuột bắt nguồn từ thí nghiệm biến nạp của
F. Grifith năm 1928) vào môi trường nuôi cấy và kết hợp với việc xử lý
bằng DNase. Điều đó chứng tỏ DNA quyết định tính chất di truyền của
phế cầu khuẩn.
Năm 1952, Alfred Day Hershey (1908 - 1997) và Martha Chase
(1927 - 2003) cho biết, bằng đồng vị phóng xạ có thể theo dõi sự di
chuyển của protein và DNA của virus (cơ sở là DNA chứa
phosphor, protein chứa lưu huỳnh mà không chứa phosphor; vì vậy
DNA virus có thể được đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ phosphor,
còn protein virus được đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ lưu
huỳnh). Khi đánh dấu một số hạt virus ở phần protein và một số hạt
virus ở phần DNA rồi đưa vào môi trường nuôi cấy vi khuẩn chủ E.
coli thì thấy DNA virus nhanh chóng thâm nhập vào tế bào chủ, còn
phần protein thì không. Thí nghiệm cũng đã chứng minh tầm quan
trọng về mặt di truyền của DNA.
Năm 1955, nhà hóa sinh học Mỹ Fraenkel-Konrad (1910 - ) đã
chia virus ra làm hai phần và sau đó nối được hai phần đó lại, phần
protein không gây nhiễm (không chui vào tế bào vật chủ) còn phần
DNA thì gây nhiễm. Thí nghiệm của Krauss trên hồng cầu người
chứng minh sự liên quan giữa cấu trúc hóa học của protein với vai
trò di truyền của DNA (khi đưa DNA chiết xuất từ hồng cầu non của
người lành vào tủy xương bệnh nhân thiếu máu hình lưõi liềm (có
HbS không bình thường) thì thấy hemoglobin bình thường được
tổng hợp. Điều đó chứng tỏ DNA quyết định cấu trúc đặc hiệu của
protein.
Các thí nghiệm sau đó của các nhà khoa học đã chú trọng vào
việc tổng hợp DNA.
Năm 1956 Severo Ochoa (1905 - 1993) và Arthur Kornberg
(1918 - ) - hai nhà khoa học người Mỹ đã tổng hợp DNA in vitro
bằng cách trộn enzyme DNA polymerase I được chiết xuất từ E.
coli với các dNTP, DNA khuôn (DNA tự nhiên) và Mg++, DNA thu
được không khác DNA tự nhiên. Hai nhà khoa học này đã được
nhận giải thưởng Nobel về y học và sinh lý học vào năm 1959.
Năm năm sau khi công bố công trình cấu trúc xoắn kép của
DNA vào năm 1958, Matthew Stanley Meselson (1930 - ) và
Franklin William Stahl (1928 - ) đã chứng minh bằng thực nghiệm
đoán trên là hoàn toàn có cơ sở. Bằng cách nuôi vi khuẩn E.
11
coli ở môi trường chứa nitơ nặng 15N sau đó bằng 14N bình thường
rồi theo dõi qua các thế hệ, xem sự thay đổi tỷ trọng của DNA qua
máy ly tâm siêu tốc (siêu ly tâm); hai nhà khoa học đã xác định
được cơ chế tái sinh bán bảo tồn của DNA.
Về việc nghiên cứu RNA, cho đến cuối những năm 30 của thế
kỷ XX, các nhà khoa học vẫn nghĩ rằng DNA là đặc trưng của các
tế bào động vật, còn RNA chỉ có thể gặp được ở trong nấm men và
các tế bào thực vật. Nguồn quan trọng nhất của DNA lúc này là
tuyến ức (thymus), còn đối với RNA là nấm men.
Các nghiên cứu chính xác hơn sau này đã cho thấy cả hai loại
nucleic acid đều có mặt trong tất cả các tế bào động vật và thực
vật.
Năm 1939, các nhà nghiên cứu Torbjorn Oskar Caspers...