Chơng III: ADN gen I ADN, gen tự nhân đôi Cấu tạo hoá học ADN - Thành phần nguyên tố hoá học: ADN đợc cấu tạo từ nguyên tố C, H, O, N P - ADN thuộc loại đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân gồm nhiều đơn phân liên kết với - Đơn phân nuclêôtit gåm lo¹i A, T, G, X - lo¹i đơn phân liên kết với theo chiều dọc tạo thành mạch phân tử AND - Phân tử AND có tính đặc thù tính đa dạng + Tính đặc thù: Phân tử ADN loài sinh vật đặc thù số lợng, thành phần trình tự xếp loại nuclêôtit (Tức AND loài sinh vật có số lợng, thành phần trình tự xếp nuclêotit riêng không loài giống loài nào) + Tính đa dạng: Thành phần, số lợng trình tự xếp khác loại nuclêôtit đà tạo nên vô số phân tử AND khác tạo nên tính đa dạng ADN - Tính đa dạng đặc thù ADN sở cho tính đa dạng đặc thù loài sinh vật Cấu trúc không gian (mô hình cấu trúc Oatson F Cric) - Phân tử ADN chuỗi xoắn kép, gồm mạch đơn song song, xoắn quanh trục theo chiều từ trái sang phải ngợc chiều kim đồng hồ tạo thành vòng xoắn - Mỗi vòng xoắn cao (dài) 34 angtơron gồm 10 cặp nuclêôtit, đờng kính vòng xoắn 20 angtơron - Các nuclêôtit mạch phân tử AND liên kết với liên kết hiđro tạo thành cặp A-T; G-X theo nguyên tắc bổ sung A mạch liên kết với T mạch liên kết Hiđrô G mạch liên kết với X mạch liên kết Hiđrô - Hệ nguyên tắc bỉ sung: + Do tÝnh chÊt bỉ sung cđa mạch nên biết trình tự đơn phân mạch suy trình tự đơn phân mạch +Tỉ lệ loại đơn phân ADN A = T; G = X A+ G = T + X hc A+ X = T+ G Chức ADN - ADN nơi lu trữ thông tin di truyền (thông tin cấu trúc prôtêin) - ADN truyền đạt thông tin di truyền qua hệ tế bào thể Khái niệm gen chức gen - Gen đoạn phân tử ADN có chức di truyền xác định - Bản chất hoá học gen ADN - Chức năng: gen cấu trúc mang thông tin quy định cấu trúc loại prôtêin Quá trình tổng hợp AND - ADN tự nhân đôi diễn nhân tế bào, NST kì trung gian - Quá trình tự nhân đôi: + Dới tác động enzim ADN - pôlimezaza2 mạch đơn ADN tách dần theo chiều dọc + Các nuclêôtit mạch ADN liên kết với nuclêôtit tự môi trờng nội bào theo NTBS ( A- T; G - X) + m¹ch míi cđa ADN dần đợc hình thành dựa mạch khuôn ADN mẹ + Kết quả: Từ AND mẹ nhân đôi lần tạo AND giống hệt giống với AND mẹ - Quá trình tự nhân đôi ADN diễn theo nguyên tắc: nguyên tắc bổ sung, nguyên tắc mạch khuôn nguyên tắc giữ lại nửa (nguyên tắc bán bảo toàn) II ARN trình tổng hợp ARN Cấu tạo chức ARN * Cấu tạo - ARN cấu tạo từ nguyên tố: C, H, O, N P - ARN thuộc đại phân tử đợc cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân nuclêôtit gồm loại nuclêôtit A, U, G, X - loại nuclêotit liên kết với tạo thành mạch ARN - ARN cấu tạo gồm mạch đơn - ARN có tính đa dạng tính đặc thù (giống AND) * Phân loại chức - ARN thông tin (mARN) truyền đạt thông tin quy định cấu trúc prôtêin - ARN vận chuyển (tARN) vận chuyển axit amin để tổng hợp prôtêin - ARN ribôxôm (rARN) thành phần cấu tạo nên ribôxôm Cả phân tử ARN tham gia vào trình tổng hợp prôtêin Quá trình tổng hợp ARN - Quá trình tổng hợp ARN diễn nhân tế bào, NST vào kì trung gian - Quá trình tổng hợp ARN + Dới tác động enzim ARN - Pôlimezaza đoạn gen tổng hợp ARN tháo xoắn, tách dần mạch đơn + Các nuclêotit tự môi trờng nội bào lần lợt liênkết với nu mạch khuôn gen theo nguyên tắc bổ sung A U; T – A; G – X; X – G + Khi tổng hợp xong ARN tách khỏi gen rời nhân tế bào chất - Quá trình tổng hợp ARN theo nguyên tắc: khuôn mẫu (mạch khuôn) mạch gen theo nguyên tắc bổ sung - Mối quan hệ gen ARN: trình tự nuclêôtit mạch khuôn gen quy định trình tự nuclêôtit ARN III Prôtêin Cấu trúc prôtêin - Thành phần nguyên tố hoá học: gồm nguyên tố C, H, O, N - Prôtêin thuộc loại đại phân tử đợc cấu tạo theo nguyên tắc đa phân bao gồm nhiều đơn phân liên kết với - Đơn phân axit amin gồm khoảng 20 loại axit amin khác - Vì prôtêin cấu tạo theo nguyên tắc đa phân với 20 loại aa khác đà tạo nên tính đa dạng đặc thù prôtêin + Tính đặc thù prôtêin số lợng, thành phần, trật tự xếp aa định (mỗi prôtêin có số lợng, thành phần, trật tự xếp aa riêng) Số lợng, thành phần xếp aa theo cách khác tạo phân tử prôtêin khác tạo nên tính đa dạng - Tính đa dạng đặc thù prôtêin thể cấu trúc không gian: + Cấu trúc bậc 1: trình tự xếp aa chuỗi aa + Cấu trúc bậc 2: chuỗi aa tạo vòng xoắn lò xo + CÊu tróc bËc 3: cÊu tróc bËc cuộn xếp theo kiểu đặc trng + Cấu trúc bậc 4: gồm hay nhiều chuỗi aa loại hay khác loại kết hợp với Chức prôtêin a Chức cấu trúc prôtêin: - Prôtêin thành phần quan trọng xây dựng nên bào quan màng sinh chất, hình thành nên đặc điểm giải phẫu, hình thái mô, quan, hệ quan, thể (tính trạng thể) VD: Histon cấu tạo nên NST Kêratin cấu tao nên lông, móng b Chức xúc tác trình trao đổi chất: - Bản chất enzim prôtêin, tham gia xúc tác cho phản ứng sinh hoá VD: enzim AND pôlimezaza xúc tác trình tổng hợp ADN c Chức điều hoà trình trao đổi chất: - Các hoocmon phần lớn prôtêin giúp điều hoà trình sinh lí thể VD: Insulin, tirôxin - Ngoài prôtêin thành phần cấu tạo nên kháng thể để bảo vệ thể, chức vận động (tạo nên loại cơ), chức cung cấp lợng (thiếu lợng, prôtêin phân huỷ giải phóng lợng), chức vận chuyển chất => Prôtêin đảm nhận nhiều chức năng, liên quan đến toàn hoạt động sống tế bào, biểu thành tính trạng thể Quá trình tổng hợp prôtêin - mARN dạng trung gian mối quan hệ gen prôtêin, mARN có vai trò truyền đạt thông tin cấu trúc prôtêin đợc tổng hợp từ nhân tế bào chất - Sự hình thành chuỗi aa: + mARN rời khỏi nhân tế bào chất kết hợp với ribôxôm để tổng hợp chuỗi aa + Các tARN đầu gắn với aa, đầu mang đối mà tiến vào ribôxôm khớp với mARN theo nguyên tắc bổ sung A U; G X, đặt aa vào vị trí + Khi ribôxôm dịch nấc mARN (mỗi nấc ứng với nuclêôtit) aa đ ợc lắp ghép vào chuỗi aa + Khi ribôxôm dịch chuyển hết chiều dài mARN chuỗi aa đợc tổng hợp xong - Nguyên tắc tổng hợp chuỗi aa: Dựa nguyên tắc khuôn mẫu mARN theo nguyên tắc bổ sung A U; G X đồng thời nuclêôtit ứng với aa Mối quan hệ gen tính trạng - Mối liên hệ: + Gen khuôn mẫu để tổng hợp mARN + mARN khuôn mẫu để tổng hợp chuỗi aa cấu tạo nên prôtêin + Prôtêin biểu thành tính trạng thể - Bản chất mối liên hệ gen tính trạng: + Trình tự nuclêôtit ADN (gen) quy định trình tự nuclêôtit mARN qua quy định trình tự aa cấu tạo prôtêin Prôtêin tham gia cấu tạo, hoạt động sinh lÝ cđa tÕ bµo vµ biĨu hiƯn thµnh tÝnh trạng Câu hỏi lí thuyết Câu 1: Vì nói pr có vai trò quan trọng tế bào thể? Câu 2: Trình bày chức AND? Để thực đợc chức AND cần có đặc điểm cấu tạo, cấu trúc tính chất nh nào? Câu 3: So sánh nguyên tắc tổng hợp AND với ARN? Câu 4: So sánh AND ARN cấu tạo chức năng? Câu 5: So sánh trình tổng hợp ARN với trình nhân đôi AND? Câu 6: So sánh ARN với pr cấu tạo chức năng? Câu 7: Nêu loại ARN chức chúng? Nêu điểm giống loại ARN cấu tạo, nguồn gốc chức năng? Câu 8: a HÃy viết tên phân tử gen cấu trúc phân tử mang (vận chuyển) đơn phân cấu tạo nên pr b So sánh phân tử cấu trúc chức năng? ... prôtêin, tham gia xúc tác cho phản ứng sinh hoá VD: enzim AND pôlimezaza xúc tác trình tổng hợp ADN c Chức điều hoà trình trao đổi chất: - Các hoocmon phần lớn prôtêin giúp điều hoà trình sinh... Prôtêin biểu thành tính trạng thể - Bản chất mối liên hệ gen tính trạng: + Trình tự nuclêôtit ADN (gen) quy định trình tự nuclêôtit mARN qua quy định trình tự aa cấu tạo prôtêin Prôtêin tham