ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Thị Mai
PHÂN TÍCH DI TRUYỀN GEN SỬA CHỮA BẮT CẶP SAI MSH2
TỪ BỆNH NHÂN UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Thị Mai
1.2.2. Sơ lược về bệnh ung thư đai trực tràng 6
1.2.3. Cơ sở phân tử của ung thư đại trực tràng di truyền 12
1.3. Hệ thống gen MMR và đột biến gen MSH2 với hội chứng
ung thƣ đại trực tràng 17
1.3.1. Hệ thống gen MMR 17
1.3.2. Gen MSH2 và đột biến gây ung thư đại trực tràng 21
1.4. Một số kỹ thuật di truyền sử dụng trong nghiên cứu ung thƣ
đại trực tràng 24
1.4.1. Kỹ thuật phân tích các trình tự lặp lại đơn giản SSR 25
1.4.2. Kỹ thuật đa hình chiều dài các đoạn cắt giới hạn RFLP 25
1.4.3. Kỹ thuật phân tích đa hình sợi đơn SSCP 26
1.4.4. Kỹ thuật phân tích sợi đôi dị hợp HET 27
1.4.5. Kỹ thuật điện di gel gradient biến tính DGGE 28
1.4.6. Các phương pháp giải trình tự ADN 28
1.5. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 29
1.5.1. Mục tiêu nghiên cứu 29
1.5.2. Nội dung nghiên cứu 29
Chƣơng 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30
2.1. Vật liệu, địa điểm, hoá chất và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu30
2.1.1. Vật liệu nghiên cứu 30
2.1.2. Địa điểm nghiên cứu 30
2.1.3. Hóa chất và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 30
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 31
2.2.1. Thu thập và bảo quản mẫu 31
2.2.2. Tách ADN tổng số 31
2.2.3. Xác định độ tinh sạch và hàm lượng ADN tổng số 31
2.2.4. Nhân bản các exon nhờ phản ứng PCR 32
2.2.5. Kỹ thuật SSCP trong phân tích đột biến gây ung thư đại trực
tràng 34
2.2.6. Giải trình tự ADN 37
Bảng 1: Thống kê các bệnh ung thư liên quan đến HNPCC
Bảng 2: Tiêu chuẩn Amsterdam I và Amsterdam II trong chẩn đoán lâm sàng
HNPCC
Bảng 3: Các gen MMR liên quan đến ung thư đại trực tràng
Bảng 4: Tỷ lệ các đột biến thường gặp trong hai gen MLH1 và MSH2
Bảng 5: Nguy cơ mắc một số bệnh ung thư ở người có đột biến gen liên quan
đến HNPCC so với các cá thể bình thường
Bảng 6: Trình tự các cặp mồi dùng để nhân bản 09 exon quan tâm
Bảng 7: Thành phần và chu trình nhiệt cho một phản ứng PCR
Bảng 8: Tỷ lệ các thành phần của PAGE 12% trong kỹ thuật SSCP
Bảng 9: Quy trình nhuộm bạc và thành phần các dung dịch nhuộm
Bảng 10: Kết quả tối ưu điều kiện nhiệt độ gắn mồi trong nhân bản các exon
nghiên cứu DANH MC CÁC HÌNH
Hình 1: Sơ đồ cấu tạo ruột kết và sự hình thành polyp bên trong
Hình 2: Cơ chế MMR ở E. Coli
Hình 3: Cơ chế MMR ở người
Hình 4: Sơ đồ cấu tạo NST số 2 và vị trí gen MSH2
Hình 5: Vị trí gen MSH2 trên NST số 2
Hình 6: Sơ đồ gen MSH2
Hình 7: Sơ đồ các phần của phân tử protein được mã hóa bởi gen MSH2
Hình 8: Tỷ lệ các dạng đột biến thường gặp trên gen MSH2
Hình 9: Kỹ thuật SSCP trong phân tích đột biến gen MSH2
Hình 10: Kết quả tách chiết ADN tổng số
Deoxiribonucleic Acid
Axit deoxiribonucleic
APS
Amonipersulphate
Amonipersulphate
ARN
Ribonucleic Acid
Axit ribonucleic
bp
Base paire
Cặp bazơ
CRC
Colorectal Cancer
Ung thư đại trực tràng
DGGE
Denaturing Gradient Gel
Electrophoresis
Điện di gel Gradient biến tính
dNTP
Deoxyribonucleotide
triphosphate
Deoxyribonucleotide triphosphate
FAP
Familial Adenomatous
Polyposis
Polyp tuyến theo dòng họ
HET
Heteroduplex Analysis
Phân tích sợi kép dị hợp
HNPCC
National Center for
Biotechnology Information
Trung tâm quốc gia về thông tin
công nghệ sinh học (Mỹ)
OD
260/280
Optical Density
Đo mật độ quang phổ ở bước sóng
260 và 280nm
PAGE
Polyacrylamide Gel
Electrophoresis
Điện di trên gel polyacrylamide
PCR
Polymerase Chain Reaction
Phản ứng chuỗi trùng hợp
SSCP
Single Strand Conformation
Polymorphisms
Kỹ thuật phân tích đa hình sợi đơn
SSR
Simple Sequence Repeats
Trình tự lặp lại đơn giản
RFLP
Restriction Fragment Length
Polymorphism
Đa hình độ dài các đoạn cắt giới
hạn
RT-PCR
Reverse Transcription-
tính lên tới 30 triệu người vào năm 2020 nếu như chúng ta không tìm ra liệu pháp
can thiệp và chữa trị kịp thời.
Riêng ở Việt Nam, mỗi năm có trên 150.000 người mắc ung thư. Trong đó,
khoảng 100.000 người chết vì căn bệnh quái ác này. Riêng số ca tử vong do ung thư
đại trực tràng ước tính khoảng 55.000 trường hợp. Đây được xem là những con số
đáng báo động và là thách thức lớn lao đối với Y học nước nhà.
Hiện nay, trên thế giới ung thư đại trực tràng chiếm khoảng 11,5% tổng số
các trường hợp ung thư và chiếm tới 15,2% tổng số trường hợp tử vong có nguyên
nhân từ ung thư. Loại ung thư này được nhận định là liên quan đến chế độ ăn uống
và lối sống, thường gặp ở các nước phát triển và có xu hướng tăng nhanh ở các
nước đang phát triển. Căn bệnh này thường xuất hiện ở những người có độ tuổi trên
50 và có xu hướng dần “trẻ hóa” trong hơn một thập niên trở lại đây. Đặc biệt,
những người có tiền sử viêm đại trực tràng hoặc trong gia đình, dòng họ có người bị
ung thư đại trực tràng thì nguy cơ mắc ung thư đại trực tràng xảy ra cao hơn. Nhiều
nghiên cứu chỉ ra rằng, một bộ phận ung thư đại trực tràng có xu hướng chung di
truyền theo dòng họ liên quan đến các gen gây đột biến (mutator gene) [4].
Luận văn Cao học Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hồng Vân
Học viên Khóa 2010 – 2012 Nguyễn Thị Mai
2
Trong ung thư đại trực tràng, hội chứng HNPCC – ung thư ruột kết không
polyp di truyền còn gọi là hội chứng Lynch chiếm khoảng 15%. Hội chứng này
cũng được xem là một bệnh di truyền tương đối phổ biến và gần đây được biết đến
như một căn bệnh riêng biệt [30]. Bên cạnh đó, HNPCC là hội chứng có khuynh
hướng ung thư không chỉ ở đại trực tràng mà còn liên quan đến các bệnh ung thư ở
các cơ quan khác nhau như dạ dày, ruột non, não, tụy, buồng trứng, cổ tử cung và
da.
HNPCC là hội chứng có tính chất di truyền, vì nó có liên quan mật thiết đến
sự sai hỏng một trong các gen thuộc hệ thống gen sửa chữa bắt cặp sai MMR. Hệ
thống này gồm 6 gen chính là MLH1, MSH2, MSH3, MSH6, PMS2, PMS6. Trong
đó, MLH1 và MSH2 được cho là hai gen có liên kết chặt đến sự hình thành
chỉ hình thành nên những tổ chức tế bào có khả năng sinh sản bất thường, khi tiếp
xúc với mạch máu hay mạch bạch huyết cũng không có khả năng di chuyển tới một
vị trí, một mô hay bất kì một cơ quan nào khác [4]. Ngược lại, nếu là khối u ác tính
sẽ có thể di chuyển (di căn) tới bất cứ vị trí nào và tiếp tục tăng sinh mạnh ngay tại
vị trí mà chúng chuyển tới. Các u di căn có khả năng gây ra những rối loạn cục bộ
chức năng của các mô, thậm chí cả các mô liên đới và có thể dẫn đến tử vong.
Các khối u thường phát sinh từ một tế bào ban đầu bị biến đổi di truyền nhất
định khiến chúng có khả năng tăng sinh mạnh, được gọi là quá trình phát sinh ung
thư hay sự phát sinh ung thư. Các khối u thường bắt nguồn từ những u nhỏ lành tính
sau đó chuyển sang trạng thái ác tính và di căn. Các khối u này có xu hướng tích lũy
các biến đổi di truyền và tạo nên các đặc tính mới. Sự tích lũy các gen ung thư ở các
tế bào khối u chính là nguồn gốc phát sinh ung thư [4].
Bệnh ung thư được dùng để chỉ một nhóm bệnh đa dạng nào đó ở người. Và
trong số đó, một vài bệnh chỉ đơn thuần gây nên những biến đổi nhỏ về sinh lí, còn
phần lớn là gây ra những rối loạn sinh lí nghiêm trọng. Các bệnh ung thư phổ biến ở
Luận văn Cao học Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hồng Vân
Học viên Khóa 2010 – 2012 Nguyễn Thị Mai
4
người trưởng thành là các bệnh như ung thư biểu mô (caxinôm), ung thư mô liên
kết (sacôm), ung thư bạch huyết và bạch cầu còn gọi là các khối u dạng lỏng [4].
Các bệnh ung thư đều phát sinh do sự biến đổi các gen tạo nên các alen đột
biến. Trong thực tế, sự phát sinh các bệnh ung thư lại liên quan đến nhiều nhân tố.
Nhờ những tiến bộ về khoa học kĩ thuật với các công cụ nghiên cứu và phân tích di
truyền hiện đại đã dần làm sáng tỏ cơ chế phát sinh ung thư. Đặc biệt, những nghiên
cứu trong khoảng 20 năm trở lại đây đã mang lại những kiến thức thiết thực và nhất
quán. Những nghiên cứu này đã hình thành nên các nguyên lý di truyền học ung
thư. Tuy nhiên, mãi tới đầu thế kỉ XIX ung thư mới thật sự được ghi nhận [4].
1.1.2. Gen ung thƣ (oncogene)
Gen ung thư là một dạng đột biến làm tăng nguy cơ ung thư hoặc làm thúc
đẩy quá trình phát sinh ung thư. Ngoài ra, gen ung thư cũng có thể được coi như các
kỉ XIX (năm 1895), ung thư đại trực tràng được phát hiện bởi Aldred Warthin. Theo
quan sát của ông trên một gia đình làm thợ may, có rất nhiều người bị chết bởi ung
thư đại trực tràng hoặc ung thư nội mạc tử cung [34]. Tuy nhiên, ông chỉ dừng lại ở
việc quan sát mà chưa đi sâu vào nghiên cứu những ghi chép của mình nên đặc tính
di truyền của hội chứng này chỉ được biết đến sau những công bố của bác sĩ Henry
Lynch.
Theo kết quả của ông cho biết, ở các thế hệ đầu, ung thư dạ dày chiếm ưu
thế. Càng về sau, ung thư đại tràng xuất hiện càng nhiều hơn. Sự thay đổi này phản
ánh những biến đổi của môi trường có liên quan đến từng giai đoạn phát triển của
bệnh ung thư cũng như loại ung thư, đồng thời khẳng định, sự biến đổi môi trường
là một trong những nhân tố quan trọng dẫn đến ung thư đại tràng [4].
Luận văn Cao học Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hồng Vân
Học viên Khóa 2010 – 2012 Nguyễn Thị Mai
6
Hội chứng Lynch được chia thành hội chứng Lynch I và hội chứng Lynch II
để phân biệt các gia đình chỉ có ung thư đại tràng với các gia đình có cả ung thư đại
tràng lẫn các loại ung thư khác. Ngày nay, người ta cho rằng, các gia đình có các
bệnh ung thư liên quan tới ung thư ruột kết đều được coi là HNPCC [17].
Đến năm 1993, một sai hỏng mới và hiếm gặp trong hệ thống gen MMR của
một bệnh nhân mắc ung thư ruột kết được phát hiện đã cung cấp một đầu mối quan
trọng trong quá trình nghiên cứu ung thư đại trực tràng di truyền. Nghiên cứu được
tiến hành trên những đột biến mất đoạn và đột biến khuếch đại gen nhằm chỉ ra các
gen ung thư và gen áp chế khối u mới. Kết quả, đã tìm thấy các biến đổi sôma về độ
dài các trình tự lặp lại được biết đến như các vi vệ tinh [19], [36]. Một nghiên cứu
khác cũng tìm thấy những biến đổi liên quan đến sự hình thành khối u ở đoạn đầu
ruột kết. Gần đây nhất, người ta đang nỗ lực lập bản đồ cho các vùng bị mất tính dị
hợp tử LOH và cũng đã phát hiện được các đột biến ở trình tự vi vệ tinh. Nhờ đó
người ta đã khám phá ra bản chất di truyền của ung thư đại trực tràng và khẳng
định, hội chứng này do một số gen xảy ra các đột biến khác nhau, được di truyền
qua các thế hệ và biểu hiện rõ rệt ở một số dòng họ. Ngoài ra, tính hỗn tạp của các
thương) trong gia đình có người mắc ung thư đại tràng hay đường ruột.
Ung thư đại trực tràng là hội chứng khá phổ biến và được phân chia thành 3
loại chính, gồm: hội chứng u tuyến polyp theo dòng họ (FAP) (Hình 1), hội chứng
HNPCC và các bệnh ung thư khác có liên quan đến hệ tiêu hóa. Trong đó, hội
chứng u tuyến polyp theo dòng họ đặc trưng bởi bệnh nhân mang hội chứng này
hình thành rất nhiều polyp trong ruột già từ khi còn khá trẻ. Các khối u có thể quan
sát được chiếm tỷ lệ rất nhỏ, số ít trong đó có khả năng hình thành u ác tính. Hội
chứng HNPCC đặc trưng bởi không xuất hiện các polyp mà thay vào đó là sự xuất
hiện u tuyến. Chính những u tuyến này có nguy cơ tiến triển thành ung thư cao hơn
nhiều [4].
80% người mắc ung thư ruột già dạng HNPCC có nguy cơ mắc ung thư đại
trực tràng. Tuổi trung bình của người mắc bệnh ung thư ruột già đơn phát là 61,
Luận văn Cao học Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hồng Vân
Học viên Khóa 2010 – 2012 Nguyễn Thị Mai
8
trong khi các bệnh nhân HNPCC đều phát triển ung thư ở độ tuổi trung bình là 42,
tức là sớm hơn 20 năm. Đối với phụ nữ, có khoảng 20 – 60% bệnh nhân HNPCC
có nguy cơ mắc ung thư nội mạc tử cung. Tuổi trung bình cho chẩn đoán ung thư
nội mạc tử cung là 46 – 62. Trong số những phụ nữ mắc HNPCC phát triển thành
ung thư ruột kết và ung thư nội mạc tử cung, khoảng 50% xuất hiện ung thư nội
mạc tử cung từ trước đó [17]. Có thể xem xét tỷ lệ mắc các bệnh ung thư khác có
liên quan đến HNPCC trong Bảng 1 dưới đây.
Bảng 1: Thống kê các bệnh ung thư liên quan đến HNPCC [17]
Ung thƣ liên quan đến
HNPCC
Tỷ lệ mắc
HNPCC
Nguy cơ mắc
bệnh
Tuổi phát
Căn cứ vào bảng số liệu trên có thể thấy, tỷ lệ người bị HNPCC dẫn tới mắc
ung thư đại trực tràng là rất cao (khoảng 80%). Khi đó, chẩn đoán các mẫu mô trực
tràng được phân lập để phân tích ADN là rất quan trọng và cần thiết. Nhờ tính phổ
biến và dễ tiếp cận, các khối u đại trực tràng là mô hình lí tưởng để nghiên cứu các
gen đóng góp vào quá trình phát sinh ung thư. Hơn nữa, độ tuổi mắc ung thư đại
trực tràng cũng sớm hơn so với các dạng ung thư khác và thường nằm trong độ tuổi
Luận văn Cao học Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hồng Vân
Học viên Khóa 2010 – 2012 Nguyễn Thị Mai
9
40 – 42. Trong một nhóm các bệnh nhân HNPCC cũng như các bệnh nhân ung thư
đại trực tràng không đủ tiêu chuẩn HNPCC thì các cá thể mang đột biến dòng mầm
ở một trong các gen MMR sẽ được xác định là mắc hội chứng Lynch. Để biết được
một bệnh nhân có phải mắc hội chứng HNPCC không, người ta đã thiết lập các tiêu
chuẩn để xác định các cá thể có nguy cơ cao với loại hội chứng này. Ngoài những
chỉ dẫn của Bethesda cải tiến là dựa vào thông tin lâm sàng, lịch sử gia đình hoặc
mô bệnh học hay các tiêu chuẩn Amsterdam I và II, người ta còn tiến hành các xét
nghiệm di truyền các đột biến MMR. Tuy nhiên, các xét nghiệm này thường rất
phức tạp, mất nhiều thời gian và chi phí tốn kém. Chính vì thế, người ta đã đưa ra
khuyến cáo rằng các bệnh nhân có nguy cơ cao với hội chứng Lynch nên thực hiện
phương pháp tiền sàng lọc với phân tích MSI và hóa mô miễn dịch IHC. Khi đó,
các cá thể có khối u sẽ thể hiện mức độ bất ổn vi vệ tinh cao hoặc mất sự biểu hiện
của các protein MMR bằng IHC sau đó tiến hành xét nghiệm đột biến dòng mầm.
Nếu tuân thủ đúng việc sử dụng hướng tiếp cận từng bước này thì hầu hết các
trường hợp mắc hội chứng Lynch đều được phát hiện và cho độ tin cậy rất cao [29].
1.2.2.1. Nguyên nhân ung thư đại trực tràng
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến ung thư đại trực tràng. Tuy nhiên, y học chưa
xác định rõ đâu là nguyên nhân chủ yếu. Người ta chỉ biết rằng, có một số nguyên
nhân khách quan khác ngoài yếu tố về tuổi tác hay yếu tố gia đình có tiền sử mắc
các bệnh về đại trực tràng liên quan đến HNPCC, đó là cách thức ăn uống cũng như
lối sống của chúng ta. Ăn quá nhiều chất béo, thịt, mỡ, thức ăn chứa nhiều
bón, đầy bụng hoặc tiêu chảy thì cần khẩn trương đi khám ngay. Khoảng 58% bệnh
nhân bị ung thư được phát hiện khi bệnh đã bước sang giai đoạn II và chuẩn bị sang
giai đoạn di căn. Trên 85% số bệnh nhân mắc ung thư đại trực tràng bị di căn và tử
vong do phát hiện bệnh chậm. Vì vậy, cần hết sức quan tâm đến những thay đổi của
hệ tiêu hóa, đặc biệt với những người trong gia đình có tiền sử về ung thư đại tràng
hay các bệnh ung thư liên quan thì việc thăm khám định kỳ là một việc làm rất cần
thiết.
Luận văn Cao học Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hồng Vân
Học viên Khóa 2010 – 2012 Nguyễn Thị Mai
11
1.2.2.3. Chẩn đoán lâm sàng bệnh ung thư đại trực tràng
Ung thư đại trực tràng dạng HNPCC thường hình thành ung thư từ khi còn
khá trẻ, trung bình vào độ tuổi 40, có những trường hợp sớm hơn. Với các bệnh
nhân mang đột biến dòng mầm ở hội chứng này không những có nguy cơ cao phát
sinh bệnh ung thư mà còn làm tăng nguy cơ mắc một số bệnh ung thư khác như ung
thư nội mạc tử cung, dạ dày, buồng trứng, ruột non, gan, mật, đường tiết niệu trên,
não và da.
Việc chẩn đoán ung thư đại trực tràng di truyền có thể dựa trên cơ sở các tiêu
chuẩn lâm sàng Amsterdam hoặc các xét nghiệm di truyền phân tử các đột biến
dòng mầm trong hệ thống gen nhận biết và sửa chữa bazơ bắt cặp sai. Năm 1990,
tập đoàn hợp tác quốc tế về HNPCC đã thành lập các tiêu chí nhằm chẩn đoán lâm
sàng cho các gia đình mắc ung thư ruột già (gọi là tiêu chuẩn Amsterdam I) [31].
Tuy nhiên, các tiêu chí này về sau bị coi là quá hạn chế cho chẩn đoán lâm sàng các
bệnh ung thư khác có liên quan đến HNPCC và được sửa đổi thành tiêu chuẩn
Amsterdam II [32] được thể hiện qua Bảng 2.
Bảng 2: Tiêu chuẩn Amsterdam I và II trong chẩn đoán lâm sàng HNPCC
Tiêu chuẩn Amsterdam I
Tiêu chuẩn Amsterdam II
- Có tối thiểu ba người trong phả hệ
mắc ung thư đại tràng.
vệ tinh. Khi những trình tự vi vệ tinh này bị biến đổi, chúng có thể liên quan đến
các khối u ở đoạn đầu đại trực tràng. Quan sát này đã cung cấp một sự kết nối giữa
các bất thường vi vệ tinh với sự hình thành ung thư đại trực tràng. Ngoài ra, trong
khi lập bản đồ di truyền, người ta cũng phát hiện ra các vùng bị mất tính dị hợp tử
LOH. Từ đó họ cũng đã phát hiện được các đột biến ở trình tự vi vệ tinh. Cùng với
nhiều nghiên cứu khác, sự bất ổn ở các trình tự vi vệ tinh được tìm thấy ở hầu hết
các bệnh nhân mắc ung thư đại trực tràng dạng HNPCC. Tuy nhiên, trong các khối
u phát hiện ở các bệnh nhân mắc HNPCC chỉ khoảng 15% chứa các bất ổn vi vệ
tinh. Mặc dù các bất ổn vi vệ tinh không có tác dụng lâm sàng, nhưng đó là dấu hiệu
cụ thể cho thấy hệ thống sửa chữa bắt cặp sai nhờ mạch ADN được methyl hóa bị
lỗi [4].
Luận văn Cao học Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hồng Vân
Học viên Khóa 2010 – 2012 Nguyễn Thị Mai
13
Vi vệ tinh là các trình tự ADN lặp lại phân bố rộng khắp hệ gen nên sự lặp
lại cao của các vi vệ tinh làm cho chúng thường bị đột biến do hiện tượng bắt cặp
nhầm bởi sự ngắt quãng sợi ADN (slippage) trong quá trình sao chép. Các đoạn lặp
1 nucleotide như A
n
hoặc G
n
và các đoạn lặp 2 nucleotide như (CA/GT)
n
thường bị
ảnh hưởng bởi sự ngắt quãng nhất. Chính sự ngắt quãng này gây nên sự bắt cặp sai
hoặc giảm bớt số lượng bazơ trong trình tự lặp lại. Phần lớn các bazơ bắt cặp sai
được sửa chữa bởi các cơ chế đọc sửa vốn có của phức hợp ADN-polymerazse sao
chép. Ở các tế bào bình thường, hầu hết các bazơ bắt cặp sai thoát khỏi quá trình
đọc sửa của phức hợp ADN-polymerase sao chép đều bị phân giải bởi MMR. Các
trình tự vi vệ tinh ở các tế bào sai hỏng về MMR dễ bị ảnh hưởng và có xu hướng
trình sao chép đồng thời cắt bỏ
các bazơ sai hỏng này và tiến
hành tổng hợp thay thế chúng. Ở
E. coli, giai đoạn đầu của MMR
liên quan đến 3 gen là mutS, mutL
và mutH mã hóa cho 3 protein
tương ứng là mutS, mutL và
mutH. Đầu tiên mutS ở dạng
dimer sẽ nhận biết và liên kết vào
bazơ bắt cặp sai. Sau đó hệ thống
sửa chữa nhận ra bazơ nào đúng,
bazơ nào sai tương ứng với mạch
nào làm khuôn và mạch nào được
tổng hợp mới để tiến hành sửa
chữa những sai hỏng đó [3].
Ở E. coli, hai mạch này được phân biệt bởi sự methyl hóa nucleotide A (gắn
gốc CH
3
) ở trình tự [GA
m
TC] (Hình 2). Trong quá trình sao chép, cả hai nucleotide
A trên cả hai mạch của phân tử ADN khuôn đều được sao chép. Nhưng khi sự sao
chép vừa kết thúc thì chỉ có nucleotide A trên mạch khuôn được methyl hóa còn
nucleotide A trên mạch được tổng hợp mới chưa được methyl hóa [4].
Lúc này mutS đã liên kết với bazơ bắt cặp sai sẽ tạo phức với mutL và mutH
ở dạng dimer để mang trình tự [GA
m
TC] chưa được methyl hóa ở vị trí bắt cặp sai.
Copyright: Tài liệu đại học ©