Kev Sib Koom Tes Genetic hauv Molecular Biology
Kev sib xyaw ua ke ntawm cov noob caj noob ces yog ib qho ntawm cov txheej txheem tseem ceeb tshaj plaws hauv kev tshawb fawb txog molecular biology, uas tso cai rau cov khoom siv noob caj noob ces kom dhau los ua kev sib pauv, kev hloov pauv, lossis kev sib xyaw ua ke. Cov txheej txheem no ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev tsim cov kev hloov pauv noob caj noob ces, tswj kev ruaj khov ntawm genome, thiab kho qhov puas tsuaj ntawm DNA. Hauv cov kab mob uas muaj sia nyob - los ntawm cov kab mob mus rau tib neeg - kev sib xyaw ua ke yog ib qho cuab yeej ntuj rau kev tswj hwm kev ciaj sia thiab kev hloov kho rau kev hloov pauv ib puag ncig. Hauv cov ntsiab lus ntawm kev tshawb fawb txog molecular niaj hnub no , kev nkag siab txog kev sib xyaw ua ke ntawm cov noob caj noob ces kuj yog lub hauv paus rau ntau yam thev naus laus zis xws li kev tsim kho noob caj noob ces, kev kos duab noob caj noob ces, thiab kev kho noob caj noob ces.
Nkag Siab Txog Kev Sib Koom Ua Ke ntawm Cov noob caj noob ces
Hais yooj yim xwb, kev sib koom ua ke ntawm cov noob caj noob ces yog cov txheej txheem ntawm kev sib pauv cov DNA ntawm ob lub DNA molecule lossis ob lub chromosomes. Qhov tshwm sim yog kev sib xyaw ua ke tshiab ntawm cov noob caj noob ces uas txawv ntawm qhov kev teeb tsa yav dhau los. Kev sib koom ua ke tuaj yeem tshwm sim ntuj tsim hauv cov hlwb (piv txwv li, thaum lub sijhawm tsim cov gamete hauv eukaryotes) lossis tuaj yeem tsim kho hauv chav kuaj (piv txwv li, siv cov txheej txheem recombinant DNA).
Cov txheej txheem no tseem ceeb heev vim tias DNA tsis yog ib qho qauv ruaj khov. Lub genome ntsib teeb meem tas li: kev rov ua dua tsis zoo, kev raug hluav taws xob, tshuaj lom neeg, thiab kev xaiv siab. Kev sib xyaw ua ke pab kov yeej cov teeb meem no los ntawm kev kho thiab rov kho cov ntaub ntawv caj ces.
Hom Kev Sib Hloov Kho Genetic
Hauv molecular biology , kev sib xyaw ua ke ntawm cov noob caj noob ces feem ntau muab faib ua ntau hom tseem ceeb:
1. Kev Sib Koom Ua Ib Ke
Kev sib xyaw ua ke ntawm ob lub DNA molecule uas muaj cov kab ke zoo sib xws lossis zoo sib xws. Qhov no yog ib qho tseem ceeb hauv meiosis hauv eukaryotes, ua rau muaj kev hloov pauv ntawm cov noob caj noob ces hauv cov xeeb ntxwv. Tsis tas li ntawd, kev sib xyaw ua ke ntawm cov noob caj noob ces kuj tseem ua lub luag haujlwm tseem ceeb. hauv kev kho DNA, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv kev kho ob txoj hlua tawg.
Piv txwv li uas paub zoo tshaj plaws yog "kev hla dhau" thaum lub sijhawm prophase I ntawm meiosis, thaum cov chromosomes zoo sib pauv ntu. Qhov kev sib pauv no ua rau muaj ntau haiv neeg sib txawv thiab pab kom kev sib cais chromosome mus li qub.
2. Kev Sib Koom Ua Ib Ke Tsis Sib Xws
Tsis zoo li cov kev sib xyaw ua ke zoo sib xws, cov kev sib xyaw ua ke uas tsis zoo sib xws tsis tas yuav muaj cov kab ke zoo sib xws. Cov txheej txheem no tuaj yeem ua rau muaj kev hloov pauv loj rau lub genome, xws li kev rho tawm, kev theej, kev tig rov qab, lossis kev hloov chaw. Hauv qee kis, cov kev sib xyaw ua ke uas tsis zoo sib xws tuaj yeem muaj cov txiaj ntsig tsis zoo, ua rau muaj kev hloov pauv lossis kev tsis zoo ntawm chromosomal.
Ib txoj kev sib txuas lus zoo sib xws yog Kev Sib Koom Tes Tsis Sib Haum (NHEJ), ib txoj kev rau cov hlwb kho cov DNA tawg ob txoj hlua sai sai los ntawm kev sib koom ua ke ntawm cov kawg ntawm DNA. Txawm hais tias ua tau zoo, NHEJ feem ntau muaj kev pheej hmoo ntau dua vim tias nws tuaj yeem ua rau muaj qhov yuam kev me me xws li poob lossis ntxiv ob peb lub nucleotides.
3. Kev sib koom ua ke ntawm qhov chaw tshwj xeeb
Qhov kev sib xyaw ua ke no tshwm sim ntawm cov chaw DNA tshwj xeeb uas cov enzymes tshwj xeeb lees paub. Lub tshuab no feem ntau pom muaj nyob rau hauv cov kab mob, plasmids, thiab cov kab mob bacteriaPiv txwv li, thaum ib tug phage (ib tug kab mob bacterial virus) ntxig nws lub genome rau hauv cov chromosome ntawm cov kab mob bacterial, cov enzymes uas koom nrog feem ntau hu ua recombinases, uas txiav thiab koom nrog DNA ntawm qhov kev txiav txim siab.
Kev sib xyaw ua ke ntawm qhov chaw tshwj xeeb muaj txiaj ntsig zoo hauv biotechnology vim nws tso cai rau kev tswj hwm DNA kom meej dua, piv txwv li hauv Cre-Lox system uas nrov hauv kev tshawb fawb txog noob caj noob ces.
Molecular Mechanism ntawm Recombination
Yuav kom nkag siab txog kev sib koom ua ke ntawm cov noob caj noob ces, nws yog ib qho tseem ceeb kom nkag siab txog nws cov txheej txheem ntawm theem molecular. Txawm hais tias cov ntsiab lus yuav txawv nyob ntawm hom kev sib koom ua ke, qee cov kauj ruam dav dav tuaj yeem piav qhia.
Hauv kev sib txuas ua ke homologous, cov txheej txheem feem ntau pib nrog kev tawg DNA ob txoj hlua. Lub cell ces dhau los ntawm "kev ua tiav qhov kawg" los tsim cov DNA kawg ib txoj hlua. Cov kawg no nrhiav cov kab ke zoo sib xws ntawm lwm cov chromosomes, ua rau muaj kev nkag mus rau cov hlua, uas tsim cov qauv zoo li "D-loops." Qhov no ces tsim ib qho Holliday junction, ib qho qauv DNA txuas uas tuaj yeem txiav thiab rov koom ua ke, tsim cov kev sib xyaw ua ke tshiab.
Cov protein tseem ceeb hauv cov txheej txheem no suav nrog RecA hauv cov kab mob thiab Rad51 hauv eukaryotes. Cov protein no pab txhawb kev sib phim ntawm cov kab ke sib xws thiab pab txhawb kev sib pauv ntawm cov DNA strands.
Lub caij no, hauv NHEJ, qhov kawg ntawm DNA tawg raug lees paub los ntawm cov protein khi kawg, tom qab ntawd sib dhos thiab rov koom ua ke. Lub tshuab no tsis xav tau tus qauv zoo sib xws, ua rau nws sai dua tab sis tsis raug.
Lub Luag Haujlwm ntawm Kev Rov Ua Dua Tshiab hauv Kev Txawv Txawv ntawm Genetic
Kev sib xyaw ua ke yog qhov tseem ceeb ntawm kev hloov pauv caj ces hauv cov pej xeem. Hauv eukaryotes, meiosis tsim cov gametes nrog ntau yam kev sib xyaw ua ke ntawm alleles. Kev hla dhau tsim cov chromosomes uas nqa cov noob sib xyaw los ntawm ob niam txiv. Qhov no yog qhov tseem ceeb rau kev hloov pauv vim tias kev hloov pauv caj ces muab "cov khoom siv raw" rau kev xaiv ntuj tsim los ua haujlwm.
Hauv cov kab mob meiosis, txawm hais tias lawv tsis dhau meiosis, kev sib xyaw ua ke tseem tshwm sim los ntawm cov txheej txheem hloov pauv noob caj noob ces xws li kev hloov pauv (coj DNA los ntawm ib puag ncig), kev hloov pauv (nqa los ntawm cov kab mob), thiab kev sib txuas (hloov cov plasmids ntawm cov cell). Cov txheej txheem no tso cai rau cov kab mob kom tau txais cov yam ntxwv tshiab sai sai, xws li kev tiv thaiv tshuaj tua kab mob.
Kev Sib Sau Ua Ke thiab Kev Kho DNA
Kev sib xyaw ua ke ntawm cov noob caj noob ces tsis yog tsuas yog tsim kev hloov pauv xwb tab sis kuj ua lub luag haujlwm hauv kev tswj hwm kev ncaj ncees ntawm cov noob caj noob ces. Kev tawg ntawm DNA ob txoj hlua yog ib qho ntawm cov kev puas tsuaj txaus ntshai tshaj plaws vim tias lawv tuaj yeem ua rau poob cov ntaub ntawv noob caj noob ces thiab kev tuag ntawm cov cell. Kev sib xyaw ua ke ntawm cov noob caj noob ces tuaj yeem kho cov kev tawg no kom raug los ntawm kev siv cov chromatids muam ua cov qauv. Yog li, kev sib xyaw ua ke yog lub hauv paus tseem ceeb "kev saib xyuas" rau kev ciaj sia ntawm cov kab mob.
Qhov yuam kev hauv kev sib koom ua ke tuaj yeem ua rau muaj ntau yam kab mob. Hauv tib neeg, kev cuam tshuam ntawm cov txheej txheem kho DNA los ntawm kev sib koom ua ke tuaj yeem ua rau muaj kev pheej hmoo ntawm mob qog noj ntshav vim muaj kev sib sau ua ke ntawm kev hloov pauv. Piv txwv li, kev hloov pauv hauv cov noob caj noob ces BRCA1 thiab BRCA2 yog txuam nrog kev kho DNA tsis zoo thiab muaj kev pheej hmoo ntawm mob qog noj ntshav mis thiab zes qe menyuam.
Kev sib xyaw ua ke hauv Biotechnology thiab Genetic Engineering
Lo lus "recombinant DNA" feem ntau siv hauv biotechnology, hais txog DNA ua ke los ntawm ob qhov chaw sib txawv. Cov txheej txheem no tso cai rau cov noob caj noob ces tshwj xeeb kom raug ntxig rau hauv plasmids, tom qab ntawd nkag mus rau hauv cov kab mob lossis lwm lub hlwb rau kev qhia tawm. Ua li no, tib neeg tuaj yeem tsim cov protein tseem ceeb xws li insulin, cov tshuaj hormones loj hlob, lossis tshuaj tiv thaiv kab mob.
Ntxiv rau qhov ntawd, kev sib xyaw ua ke kuj tseem siv rau hauv kev tsim cov kab mob transgenic, kev kos duab gene, thiab kev tsim cov qoob loo uas muaj cov yam ntxwv zoo dua (piv txwv li, tiv taus kab tsuag lossis tiv taus av qhuav). Hauv kev tshawb fawb, cov txheej txheem sib xyaw ua ke tshwj xeeb rau qhov chaw xws li Cre-Lox system tso cai rau cov kws tshawb fawb "kaw" lossis "qhib" cov noob tshwj xeeb ntawm cov nqaij thiab lub sijhawm tshwj xeeb, yog li tso cai rau kev kawm meej dua ntawm kev ua haujlwm ntawm gene.
Kev tsim cov thev naus laus zis CRISPR-Cas9 kuj tseem muaj kev sib xyaw ua ke. Tom qab DNA raug txiav los ntawm Cas9, cov hlwb tuaj yeem kho qhov tawg los ntawm NHEJ lossis kev kho homology-directed (HDR), uas siv cov ntsiab cai ntawm kev sib xyaw ua ke los ntxig cov kab ke xav tau.
Xaus
Kev sib xyaw ua ke ntawm cov noob caj noob ces hauv molecular biology yog ib qho txheej txheem tseem ceeb uas txuas cov kev hloov pauv ntawm cov noob caj noob ces, kev kho DNA, thiab kev ruaj khov ntawm genome. Kev sib xyaw ua ke ntawm cov noob caj noob ces pab tsim kom muaj ntau haiv neeg thaum kho qhov puas tsuaj ntawm DNA, thaum kev sib xyaw ua ke ntawm cov noob caj noob ces thiab cov noob caj noob ces tshwj xeeb ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev ua haujlwm ntawm genome thiab kev sib cuam tshuam ntawm cov kab mob xws li cov kab mob thiab cov kab mob. Hauv lub caij nyoog niaj hnub no, kev nkag siab txog kev sib xyaw ua ke tau ua rau muaj ntau yam kev siv biotechnological, txij li kev tsim tshuaj mus rau kev kho cov noob caj noob ces. Raws li kev tshawb fawb hauv daim teb no txuas ntxiv mus, kev sib xyaw ua ke ntawm cov noob caj noob ces yuav tseem yog lub ntsiab lus tseem ceeb hauv kev nkag siab txog lub neej ntawm theem molecular thiab tsim cov kev daws teeb meem rau kev noj qab haus huv thiab zaub mov yav tom ntej.
