Đang tải... (xem toàn văn)
- Ñoái vôùi moãi laàn sao maõ : laø thôøi gian ñeå maïch goác cuûa gen tieáp nhaän vaø lieân keát caùc riboânu töï do thaønh caùc phaân töû ARN.. + Khi bieát thôøi gian ñeå tieáp nhaä[r]
(1)CÁC CƠNG THỨC TÍNH TỐN PHẦN I CẤU TRÚC ADN I Tính số nuclêơtit ADN gen
1 Đối với mạch gen :
- Trong ADN , mạch bổ sung , nên số nu chiều dài mạch
A1 + T1 + G1 + X1 = T2 + A2 + X2 + G2 = N2
- Trong mạch , A T G X , không liên kết bổ sung nên không thiết phải Sự bổ sung có mạch : A mạch bổ sung với T mạch , G mạch bổ sung với X mạch Vì , số nu loại mạch số nu loại bổ sung mạch
A1 = T2 ; T1 = A2 ; G1 = X2 ; X1 = G2
2 Đối với mạch :
- Số nu loại ADN số nu loại mạch :
A =T = A1 + A2 = T1 + T2 = A1 + T1 = A2 + T2
G =X = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2 Chú ý :khi tính tỉ lệ %
%A = % T = %A1+%A22 =¿ %T1+%T2
2 = …
%G = % X = %G1+%G22 =¿ %X1+%X2
2 =…….
Ghi nhớ : Tổng loại nu khác nhóm bổ sung ln ln nửa số nu ADN 50% số nu ADN : Ngược lại biết :
+ Tổng loại nu = N / 50% loại nu phải khác nhóm bổ sung + Tổng loại nu khác N/ khác 50% loại nu phải nhóm bổ sung
Tổng số nu ADN (N)
Tổng số nu ADN tổng số loại nu A + T + G+ X Nhưng theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) A= T , G=X Vì , tổng số nu ADN tính :
N = 2A + 2G = 2T + 2X hay N = 2( A+ G)
Do A + G = N2 %A + %G = 50%
4 Tính số chu kì xoắn ( C )
Một chu kì xoắn gồm 10 cặp nu = 20 nu biết tổng số nu ( N) ADN :
N = C x 20 => C = 20N 5 Tính khối lượng phân tử ADN (M ) :
Một nu có khối lượng trung bình 300 đvc biết tổng số nu suy M = N x 300 đvc
(2)L = N2 3,4A0 Đơn vị thường dùng :
microâmet = 10 angstron ( A0 )
microâmet = 103 nanoâmet ( nm)
mm = 103 microâmet = 106 nm = 107 A0
II Tính số liên kết Hiđrô liên kết Hóa Trị Đ – P 1 Số liên kết Hiđrô ( H )
+ A mạch nối với T mạch liên kết hiđrô + G mạch nối với X mạch liên kết hiđrô Vậy số liên kết hiđrô gen :
H = 2A + G H = 2T + 3X 2 Số liên kết hoá trị ( HT )
a) Số liên kết hoá trị nối nu mạch gen : N2 -
Trong mạch đơn gen , nu nối với lk hoá trị , nu nối lk hoá trị … N2
nu nối N2 -
b) Số liên kết hoá trị nối nu mạch gen : 2( N2 - )
Do số liên kết hoá trị nối nu mạch ADN : 2( N2 - )
c) Số liên kết hoá trị đường – photphát gen ( HTĐ-P)
Ngoài liên kết hố trị nối nu gen nu có lk hố trị gắn thành phần H3PO4 vào thành phần đường Do số liên kết hoá trị Đ – P ADN :
HTÑ-P = 2( N2 - ) + N = (N – 1)
PHẦN II CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐÔI CỦADN I TÍNH SỐ NUCLÊƠTIT TỰ DO CẦN DÙNG
1.Qua lần tự nhân đôi ( tự , tái sinh , tái )
+ Khi ADN tự nhân đơi hồn tồn mạch liên kết nu tự theo NTBS : AADN nối với TTự
ngược lại ; GADN nối với X Tự ngược lại Vì vây số nu tự loại cần dùng số nu mà loại
bổ sung
Atd =Ttd = A = T ; Gtd = Xtd = G = X + Số nu tự cần dùng số nu ADN
Ntd = N
(3)+ Tính số ADN con
- ADN mẹ qua đợt tự nhân đôi tạo = 21 ADN
- ADN mẹ qua đợt tự nhân đôi tạo = 22 ADN
- ADN mẹ qua3 đợt tự nhân đôi tạo = 23 ADN
- ADN mẹ qua x đợt tự nhân đơi tạo 2x ADN
Vậy : Tổng số ADN = 2x
- Dù đợt tự nhân đôi , số ADN tạo từ ADN ban đầu , có ADN mà ADN có chứa mạch cũ ADN mẹ Vì số ADN cịn lại có mạch cấu thành hồn tồn từ nu mơi trường nội bào
Số ADN có mạch = 2x – + Tính số nu tự cần dùng :
- Số nu tự cần dùng ADN trải qua x đợt tự nhân đôi tổng số nu sau coup ADN trừ số nu ban đầu ADN mẹ
Tổng số nu sau trong caùc ADN : N.2x
Số nu ban đầu ADN mẹ :N
Vì tổng số nu tự cần dùng cho ADN qua x đợt tự nhân đôi :
∑N td = N 2x – N = N( 2X -1) - Số nu tự loại cần dùng là:
∑A td = ∑T td = A( 2X -1)
∑G td = ∑X td = G( 2X -1)
+ Nếu tính số nu tự ADN mà có mạch hồn tịan :
∑N td hoàn toàn = N( 2X - 2)
∑A td hoàn toàn mới = ∑T td = A( 2X -2)
∑G td hoàn toàn = ∑X td = G( 2X 2)
II TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIĐRƠ ; HỐ TRỊ Đ- P ĐƯỢC HÌNH THÀNH HOẶC BỊ PHÁ VỠ
1 Qua đợt tự nhân đơi
a. Tính số liên kết hiđrôbị phá vỡ số liên kết hiđrơ hình thành
Khi ADN tự nhân đơi hồn tồn :
- mạch ADN tách , liên kết hiđrô mạch bị phá vỡ nên số liên kết hiđrô bị phá vỡ số liên kết hiđrô ADN
H bị đứt = H ADN
- Mỗi mạch ADN nối nu tự theo NTBS liên kết hiđrô nên số liên kết hiđrơ hình thành tổng số liên kết hiđrô ADN
H hình thành = HADN
b Số liên kết hố trị hình thành :
Trong q trình tự nhân đơi ADN , liên kết hoá trị Đ –P nối nu mạch ADN không bị phá vỡ Nhưng nu tự đến bổ sung dược nối với liên kết hố trị để hình thành mạch
Vì số liên kết hố trị hình thành số liên kết hố trị nối nu với mạch ADN
HT hình thành = ( N2 - ) = N- 2 2 Qua nhiều đợt tự nhân đôi ( x đợt )
(4)-Tổng số liên kết hidrô bị phá vỡ :
∑❑ H bị phá vỡ = H (2x – 1) - Tổng số liên kết hidrơ hình thành :
∑❑ H hình thaønh = H 2x
b. Tổng số liên kết hố trị hình thành :
Liên kết hố trị hình thành liên kết hoá trị nối nu tự lại thành chuỗi mạch polinuclêơtit
- Số liên kết hố trị nối nu mạch đơn : N2 - 1
- Trong tổng số mạch đơn ADN cịn có mạch cũ ADN mẹ giữ lại
- Do số mạch ADN 2.2x - , vây tổng số liên kết hố trị hình thành
là :
- ∑❑ HT hình thành = ( N
2 - 1) (2.2x – 2) = (N-2) (2x – 1) III TÍNH THỜI GIAN SAO MÃ
Có thể quan niệm liên kết nu tự vào mạch ADN đồng thời , mạch tiếp nhân đóng góp dược nu mạch liên kết bay nhiêu nu
Tốc độ tự sao : Số nu dược tiếp nhận liến kết giây
1 Tính thời gian tự nhân đôi (tự sao )
Thời gian để mạch ADN tiếp nhận kiên kết nu tự
- Khi biết thời gian để tiếp nhận l iên kết nu dt , thời gian tự dược tính :
TG tự = dt N2
- Khi biết tốc độ tự (mỗi giây liên kết nu )thì thời gian tự nhân đôi ADN :
TG tự = N : tốc độ tự PHẦN III CẤU TRÚC ARN
I.TÍNH SỐ RIBÔNUCLÊÔTIT CUÛA ARN :
- ARN thường gồm loại ribônu : A ,U , G , X tổng hợp từ mạch ADN theo NTBS Vì vâỵ số ribônu ARN số nu mạch ADN
rN = rA + rU + rG + rX = N2
- Trong ARN A U G X không liên kết bổ sung nên không thiết phải Sự bổ sung có A, U , G, X ARN với T, A , X , G mạch gốc ADN Vì số ribônu loại ARN số nu bổ sung mạch gốc ADN
rA = T goác ; rU = A goác rG = X goác ; rX = Ggoác
* Chú ý : Ngược lại , số lượng tỉ lệ % loại nu ADN tính sau : + Số lượng :
A = T = rA + rU G = X = rR + rX
+ Tỉ lệ % :
(5)%G = % X = % rG+% rX2 II TÍNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ ARN (MARN)
Một ribơnu có khối lượng trung bình 300 đvc , nên:
MARN = rN 300ñvc = N2 300 đvc
III TÍNH CHIỀU DÀI VÀ SỐ LIÊN KẾT HOÁ TRỊ Đ – P CỦA ARN 1 Tính chiều dài :
- ARN gồm có mạch rN ribơnu với độ dài nu 3,4 A0 Vì chiều dài ARN chiều dài
ADN tổng hợp nên ARN
- Vì LADN = LARN = rN 3,4A0 = N2 3,4 A0
2 Tính số liên kết hoá trị Đ –P:
+ Trong chuỗi mạch ARN : ribơnu nối liên kết hố trị , ribônu nối liên kết hố trị …Do số liên kết hố trị nối ribônu mạch ARN rN –
+ Trong ribơnu có liên kết hố trị gắn thành phần axit H3PO4 vào thành phần đường Do số liên
kết hóa trị loại có rN ribơnu rN
Vậy số liên kết hoá trị Đ –P ARN :
HT ARN = rN – + rN = rN -1
PHẦN IV CƠ CHẾ TỔNG HỢP ARN I TÍNH SỐ RIBÔNUCLÊOTIT TỰ DO CẦN DÙNG
1 Qua lần mã :
Khi tổng hợp ARN , mạch gốc ADN làm khuôn mẫu liên ribônu tự theo NTBS :
AADN noái U ARN ; TADN noái A ARN
GADN noái X ARN ; XADN noái G ARN
Vì :
+ Số ribônu tự loại cần dùng số nu loại mà bổ sung mạch gốc ADN
rAtd = Tgoác ; rUtd = Agoác
rGtd = Xgoác ; rXtd = Ggoác
+ Số ribônu tự loại cần dùng số nu mạch ADN
rNtd = N2 Qua nhiều lần mã ( k laàn )
Mỗi lần mã tạo nên phân tử ARN nên số phân tử ARN sinh từ gen số lần mã gen
Số phân tử ARN = Số lần mã = K
+ Số ribônu tự cần dùng số ribônu cấu thành phân tử ARN Vì qua K lần mã tạo thành phân tử ARN tổng số ribônu tự cần dùng là:
∑❑ rNtd = K rN
+ Suy luận tương tự , số ribônu tự loại cần dùng :
∑❑ rAtd = K rA = K Tgoác ; ∑❑ rUtd = K rU = K Agoác
∑❑ rGtd = K rG = K Xgoác ; ∑❑ rXtd = K rX = K Ggoác
(6)+ Muốn xác định mạch khuôn mẫu số lần mã chia số ribơnu cho số nu loại bổ sung mạch mạch ADN => Số lần mã phải ước số số ribbơnu số nu loại bổ sung mạch khuôn mẫu
+ Trong trường hợp vào loại ribônu tự cần dùng mà chưa đủ xác định mạch gốc , cần có số ribơnu tự loại khác số lần mã phải ước số chung só ribơnu tự loại cần dùng với số nu loại bổ sung mạch gốc
II TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIĐRƠ VÀ LIÊN KẾT HOÁ TRỊ Đ – P : 1 Qua lần mã :
a Số liên kết hidro : H đứt = H ADN
H hình thành = H ADN
=> H đứt = H hình thành = H ADN b Số liên kết hố trị :
HT hình thành = rN – 2 Qua nhiều lần mã ( K laàn ) :
a Tổng số liên kết hidrô bị phá vỡ
∑❑ H phá vỡ = K H b Tổng số liên kết hố trị hình thành :
∑❑ HT hình thành = K ( rN – 1) III TÍNH THỜI GIAN SAO MÃ :
* Tốc độ mã : Số ribônu tiếp nhận liên kết giây
*Thời gian mã :
- Đối với lần mã : thời gian để mạch gốc gen tiếp nhận liên kết ribônu tự thành phân tử ARN
+ Khi biết thời gian để tiếp nhận ribơnu dt thời gian mã :
TG maõ = dt rN
+ Khi biết tốc độ mã ( giây liên kết ribônu ) thời gian mã :
TG mã = r N : tốc độ mã
- Đối với nhiều lần mã ( K lần ) :
+ Nếu thời gian chuyển tiếp lần mã mà không đáng kể thi thời gian mã nhiều lần :
TG mã nhiều lần = K TG mã laàn
+ Nếu TG chuyển tiếp lần mã liên tiếp đáng kể t thời gian mã nhiều lần :
TG maõ nhiều lần = K TG mã lần + (K-1) t
PHẦN IV CẤU TRÚC PRÔTÊIN
I TÍNH SỐ BỘ BA MẬT MÃ - SOÁ AXIT AMIN
+ Cứ nu mạch gốc gen hợp thành ba mã gốc , ribônu mạch ARN thông tin ( mARN) hợp thành ba mã Vì số ribơnu mARN với số nu mạch gốc , nên số ba mã gốc gen số ba mã mARN
(7)+ Trong mạch gốc gen số mã mARN có ba mã kết thúc khơng mã hố a amin Các ba cịn lại co mã hố a.amin
Số ba có mã hố a amin (a.amin chuỗi polipeptit)= 2 3N - = rN3 -
+ Ngồi mã kết thúc khơng mã hóa a amin , mã mở đầu có mã hóa a amin , a amin bị cắt bỏ không tham gia vào cấu trúc prôtêin
Số a amin phân tử prơtêin (a.amin prơ hồn chỉnh )= 2 3N - = rN3 - II TÍNH SỐ LIÊN KẾT PEPTIT
- Số liên kết peptit hình thành = số phân tử H2O tạo
- Hai a amin nối liên kết péptit , a amin có liên kết peptit …… chuỗi polipeptit có m a amin số liên kết peptit :
Số liên kết peptit = m -1
III TÍNH SỐ CÁCH MÃ HÓA CỦA ARN VÀ SỐ CÁCH SẮP ĐẶT A AMIN TRONG CHUỖI POLIPEPTIT
Các loại a amin ba mã hố: Có 20 loại a amin thường gặp phân tử prôtêin sau :
1) Glixeârin : Gly 2) Alanin : Ala 3) Valin : Val ) Lôxin : Leu
5) Izolôxin : Ile ) Xerin : Ser ) Treonin : Thr ) Xistein : Cys
9) Metionin : Met 10) A aspartic : Asp 11)Asparagin : Asn 12) A glutamic : Glu
13) Glutamin :Gln 14) Arginin : Arg 15) Lizin : Lys 16) Phenilalanin :Phe
17) Tirozin: Tyr 18) Histidin : His 19) Triptofan : Trp 20) Prôlin : pro
Bảng ba mật mã
U X A G
U
U U U
U U X phe U U A
U U G Leu
U X U U X X U X A Ser U X G
U A U Tyr
U A X U A A ** U A G **
U G U
U G X Cys
U G A ** U G G Trp
U X A G
X
X U U
X U X Leu
X U A X U G
X X U
X X X Pro X X A
X X G
X A U His
X A X X A A
X A G Gln
X G U X G X
X G A Arg X G G
U X A G
A
A U A A U X He A U A
A U G * Met
A X U
A X X Thr A X A
A X G
A A U Asn A A X
A A A
A A G Lys
A G U
A G X Ser A G A
A G G Arg U X A
G
G
G U U
G U X Val G U A
G U G * Val
G X U G X X
G X A Ala G X G
G A U
G A X Asp G A A
G A G Glu
G G U G G X
G G A Gli G G G
(8)Kí hiệu : * mã mở đầu ; ** mã kết thúc
PHẦN V CƠ CHẾ TỔNG HỢP PRƠTÊIN I TÍNH SỐ AXIT AMIN TỰ DO CẦN DÙNG :
Trong tình giải mã , tổng hợp prôtein, ba mARN có mã hố a amin ARN mang a amin đến giải mã
1 ) Giải mã tạo thành phân tử prôtein:
Khi ribôxôm chuyển dịch từ đầu đến đầu mARN để hình thành chuỗi polipeptit số a
amin tự cần dùng ARN vận chuyển mang đến để giải mã mở đầu mã , mã cuối không giải Vì số a amin tự cần dùngh cho lần tổng hợp chuỗi polipeptit :
Số a amin tự cần dùng : Số aatd = 2 3N - = rN3 -
Khi rời khỏi ribôxôm , chuỗi polipeptit khơng cịn a amin tương ứng với mã mở đầu Do ,
số a amin tự cần dùng để cấu thành phân tử prôtêin ( tham gia vào cấu trúc prôtêin để thực chức sinh học ) :
Số a amin tự cần dùng để cấu thành prơtêin hồn chỉnh : Số aap = 2 3N - = rN3 -
2 ) Giải mã tạo thành nhiều phân tử prôtêin :
Trong trình giải mã , tổng hợp prôtêin , lượt chuyển dịch ribôxôm mARN tạo
thành chuỗi polipeptit
- Có n riboxomchuyển dịch qua mARN khơng trở lại có n lượt trượt ribơxơm Do số phân tử prơtêin ( gồm chuỗi polipeptit ) = số lượt trượt ribôxôm
- Một gen mã nhiều lần, tạo nhiều phân tử mARN loại Mỗi mARN có n lượt ribơxơm trượt qua q trình giả mã K phân tử mARN tạo số phân tử prôtêin :
∑❑ số P = tổng số lượt trượt RB = K n
Tổng số axit amin tự thu hay huy động vừa để tham gia vào cấu trúc phần từ protein
vừa để tham gia mã mở đầu Vì :
-Tổng số axit amin tự dùng cho trình giải mã số axit amin tham gia vào cấu trúc phần tử protein số axit amin thjam gia vào việc giải mã mở đầu (được dùng lần mở mà )
(9)- Tổng số a amin tham gia cấu trúc prôtêin để thực chức sinh học ( không kể a amin mở đầu ) :
∑❑ aaP = Soá P ( rN
3 - ) II TÍNH SỐ PHÂN TỬ NƯỚC VÀ SỐ LIÊN KẾT PEPTIT
Trong trình giải mãkhi chuỗi polipeptit hình thành axit amin nối liên kết peptit đồng thời giải phóng phân tử nước, axit amin nối liên kết paptit, đồng thời giải phóng phân tử nước… Vì :
Số phân tử nứơc giải phóng q trình giải mãtạo chuỗi polipeptit
Số phân tử H2O giải phóng = rN3 - 2
Tổng số phân tử nước giải phóng trình tổng hợp nhiều phân tử protein (mỗi phân tử
protein chuỗi polipeptit )
∑❑ H2O giải phóng = số phân tử prơtêin rN3 - 2
Khi chuỗi polipeptit rời khỏi riboxom tham gia chức sinh học axit amin mở đầu tách
mối liên kết peptit với axit amin khơng cịn số liên kết peptit thực tạo lập rN3 -3 = số aaP -1 tổng số liên kết peptit thực hình thành phân tử protein :
∑❑ peptit = Tổng số phân tử protein ( rN
3 - ) = Soá P(soá aaP - )
III TÍNH SỐ ARN VẬN CHUYỂN ( tARN)
Trong trình tổng hợp protein, tARN nang axit amin đến giải mã Mỗi lượt giải nã, tARN cung cấp axit amin phần tử ARN giải mã lượt cung cấp bay nhiêu axit amin
Sự giải mã tARN khơng giống : có loại giải mã lần, có loại lần, lần - Nếu có x phân tử giải mã lần số aado chúng cung cấp 3x
y phân tử giải mã lần … y z phân tư’ giải mã lần … z
-Vậy tổng số axit amin cần dùng phân tử tARN vận chuyển loại cung cấp phương trình
3x + 2y + z = ∑❑ aa tự cần dùng
IV SỰ DỊCH CHUYỂN CỦA RIBOXOM TRÊN ARN THÔNG TIN 1.Vận tốc trượt riboxom mARN
- Là độ dài mARN mà riboxom chuyển dịch tron giây
- Có thể tính vận tốc trượt cách cia chiều dài mARN cho thời gian riboxom trượt từ đầu đến đầu (trượt hết Marn )
v = tl (A0/s ) * Tốc độ giải mã RB :
(10)- Có thể tính cách chia số ba mARN cho thời gian RB trượt hết mARN
Tốc độ giải mã = số mARN : t
2 Thời gian tổng hợp phân tử protein (phân tử protein gồm chuỗi polipeptit )
- Khi riboxom trượt qua mã kết thúc, rời khỏi mARN tổng hợp phân tử protein
riboxom xem hồn tất Vì thời gian hình thành phân tử protein thời gian riboxom trượt hết chiều dài mARN ( từ đầu nọđến đầu )
t = tl
3 Thời gian riboxom trượt qua hết mARN ( kể từ lúc ribôxôm bắt đầu trượt ) Gọi t : khoảng thời gian ribôxôm sau trượt chậm ribôxôm trước
- Đối với RB : t - Đối với RB : t + t
- Đối với RB : t + 2t
- Tương tự RB lại
VI TÍNH SỐ A AMIN TỰ DO CẦN DÙNG ĐỐI VỚI CÁC RIBƠXƠM CỊN TIẾP XÚC VỚI mARN
Tổng số a amin tự cần dùng riboxom có tiếp xúc với mARN tổng dãy polipepti mà riboxom giải mã :
∑❑ aatd = a1 + a2 + ……+ ax
Trong : x = số ribôxôm ; a1 , a2 … = số a amin chuỗi polipeptit RB1 , RB2 …
* Nếu riboxom cách số a amin chuỗi polipeptit riboxom số : số a amin riboxom họp thành dãy cấp số cộng :
- Số hạng đầu a1 = số a amin RB1
- Công sai d = số a amin RB sau số a amin trước
- Số hạng dãy x = số riboxom có tiếp xúc mARN ( trượt mARN ) Tổng số a amin tự cần dùng tổng dãy cấp số cộng đó:
Sx = x2 2a1 + (x – ) d
PHẦN I CẤU TRÚC ADN I Tính số nuclêôtit ADN gen
1 Đối với mạch gen :
- Trong ADN , mạch bổ sung , nên số nu chiều dài mạch
A1 + T1 + G1 + X1 = T2 + A2 + X2 + G2 = N2
- Trong mạch , A T G X , không liên kết bổ sung nên không thiết phải Sự bổ sung có mạch : A mạch bổ sung với T mạch , G mạch bổ sung với X mạch Vì , số nu loại mạch số nu loại bổ sung mạch
A1 = T2 ; T1 = A2 ; G1 = X2 ; X1 = G2
2 Đối với mạch :
(11)A =T = A1 + A2 = T1 + T2 = A1 + T1 = A2 + T2
G =X = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2 Chú ý :khi tính tỉ lệ %
%A = % T = %A1+%A22 =¿ %T1+%T2
2 = …
%G = % X = %G1+%G22 =¿ %X1+%X2
2 =…….
Ghi nhớ : Tổng loại nu khác nhóm bổ sung luôn nửa số nu ADN 50% số nu ADN : Ngược lại biết :
+ Tổng loại nu = N / 50% loại nu phải khác nhóm bổ sung + Tổng loại nu khác N/ khác 50% loại nu phải nhóm bổ sung
Tổng số nu ADN (N)
Tổng số nu ADN tổng số loại nu A + T + G+ X Nhưng theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) A= T , G=X Vì , tổng số nu ADN tính :
N = 2A + 2G = 2T + 2X hay N = 2( A+ G)
Do A + G = N2 %A + %G = 50%
4 Tính số chu kì xoắn ( C )
Một chu kì xoắn gồm 10 cặp nu = 20 nu biết tổng số nu ( N) ADN :
N = C x 20 => C = 20N 5 Tính khối lượng phân tử ADN (M ) :
Một nu có khối lượng trung bình 300 đvc biết tổng số nu suy M = N x 300 đvc
6 Tính chiều dài phân tử ADN ( L ) :Phân tử ADN chuỗi gồm mạch đơn chạy song song xoắn đặn quanh trục chiều dài ADN chiều dài mạch chiều dài trục Mỗi mạch có N2 nuclêơtit, độ dài nu 3,4 A0
L = N2 3,4A0 Đơn vị thường dùng :
microâmet = 10 angstron ( A0 )
microâmet = 103 nanoâmet ( nm)
mm = 103 microâmet = 106 nm = 107 A0
II Tính số liên kết Hiđrô liên kết Hóa Trị Đ – P 3 Số liên kết Hiđrô ( H )
+ A mạch nối với T mạch liên kết hiđrô + G mạch nối với X mạch liên kết hiđrô Vậy số liên kết hiđrô gen :
H = 2A + G H = 2T + 3X 4 Số liên kết hoá trị ( HT )
(12)Trong mạch đơn gen , nu nối với lk hoá trị , nu nối lk hoá trị … N2
nu nối N2 -
b) Số liên kết hoá trị nối nu mạch gen : 2( N2 - )
Do số liên kết hoá trị nối nu mạch ADN : 2( N2 - )
c) Số liên kết hoá trị đường – photphát gen ( HTĐ-P)
Ngoài liên kết hoá trị nối nu gen nu có lk hố trị gắn thành phần H3PO4 vào thành phần đường Do số liên kết hố trị Đ – P ADN :
HTÑ-P = 2( N2 - ) + N = (N – 1)
PHẦN II CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐÔI CỦADN I TÍNH SỐ NUCLÊƠTIT TỰ DO CẦN DÙNG
1.Qua lần tự nhân đôi ( tự , tái sinh , tái )
+ Khi ADN tự nhân đơi hồn tồn mạch liên kết nu tự theo NTBS : AADN nối với TTự
ngược lại ; GADN nối với X Tự ngược lại Vì vây số nu tự loại cần dùng số nu mà loại
bổ sung
Atd =Ttd = A = T ; Gtd = Xtd = G = X + Số nu tự cần dùng số nu ADN
Ntd = N
2 Qua nhiều đợt tự nhân đơi ( x đợt )
+ Tính số ADN con
- ADN mẹ qua đợt tự nhân đôi tạo = 21 ADN
- ADN mẹ qua đợt tự nhân đôi tạo = 22 ADN
- ADN mẹ qua3 đợt tự nhân đôi tạo = 23 ADN
- ADN mẹ qua x đợt tự nhân đôi tạo 2x ADN
Vậy : Tổng số ADN = 2x
- Dù đợt tự nhân đôi , số ADN tạo từ ADN ban đầu , có ADN mà ADN có chứa mạch cũ ADN mẹ Vì số ADN cịn lại có mạch cấu thành hoàn toàn từ nu môi trường nội bào
Số ADN có mạch = 2x – + Tính số nu tự cần dùng :
- Số nu tự cần dùng ADN trải qua x đợt tự nhân đôi tổng số nu sau coup ADN trừ số nu ban đầu ADN mẹ
(13) Số nu ban đầu ADN mẹ :N
Vì tổng số nu tự cần dùng cho ADN qua x đợt tự nhân đôi :
∑N td = N 2x – N = N( 2X -1) - Số nu tự loại cần dùng là:
∑A td = ∑T td = A( 2X -1)
∑G td = ∑X td = G( 2X -1)
+ Nếu tính số nu tự ADN mà có mạch hồn tịan :
∑N td hoàn toàn = N( 2X - 2)
∑A td hoàn toàn mới = ∑T td = A( 2X -2)
∑G td hoàn toàn = ∑X td = G( 2X 2)
II TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIĐRƠ ; HỐ TRỊ Đ- P ĐƯỢC HÌNH THÀNH HOẶC BỊ PHÁ VỠ
2 Qua đợt tự nhân đôi
a. Tính số liên kết hiđrơbị phá vỡ số liên kết hiđrơ hình thành
Khi ADN tự nhân đơi hồn tồn :
- mạch ADN tách , liên kết hiđrô mạch bị phá vỡ nên số liên kết hiđrô bị phá vỡ số liên kết hiđrô ADN
H bị đứt = H ADN
- Mỗi mạch ADN nối nu tự theo NTBS liên kết hiđrơ nên số liên kết hiđrơ hình thành tổng số liên kết hiđrô ADN
H hình thành = HADN
b Số liên kết hố trị hình thành :
Trong q trình tự nhân đơi ADN , liên kết hoá trị Đ –P nối nu mạch ADN không bị phá vỡ Nhưng nu tự đến bổ sung dược nối với liên kết hố trị để hình thành mạch
Vì số liên kết hố trị hình thành số liên kết hoá trị nối nu với mạch ADN
HT hình thành = ( N2 - ) = N- 2 2 Qua nhiều đợt tự nhân đôi ( x đợt )
a Tính tổng số liên kết hidrơ bị phá vỡ tổng số liên kết hidrơ hình thành :
-Tổng số liên kết hidrô bị phá vỡ :
∑❑ H bị phá vỡ = H (2x – 1) - Tổng số liên kết hidrơ hình thành :
∑❑ H hình thành = H 2x
b. Tổng số liên kết hố trị hình thành :
Liên kết hố trị hình thành liên kết hố trị nối nu tự lại thành chuỗi mạch polinuclêơtit
- Số liên kết hố trị nối nu mạch đơn : N2 - 1
- Trong tổng số mạch đơn ADN cịn có mạch cũ ADN mẹ giữ lại
- Do số mạch ADN 2.2x - , vây tổng số liên kết hố trị hình thành
là :
- ∑❑ HT hình thành = ( N
(14)Có thể quan niệm liên kết nu tự vào mạch ADN đồng thời , mạch tiếp nhân đóng góp dược nu mạch liên kết bay nhiêu nu
Tốc độ tự sao : Số nu dược tiếp nhận liến kết giây
2 Tính thời gian tự nhân đôi (tự sao )
Thời gian để mạch ADN tiếp nhận kiên kết nu tự
- Khi biết thời gian để tiếp nhận l iên kết nu dt , thời gian tự dược tính :
TG tự = dt N2
- Khi biết tốc độ tự (mỗi giây liên kết nu )thì thời gian tự nhân đôi ADN :
TG tự = N : tốc độ tự PHẦN III CẤU TRÚC ARN
I.TÍNH SỐ RIBÔNUCLÊÔTIT CỦA ARN :
- ARN thường gồm loại ribônu : A ,U , G , X tổng hợp từ mạch ADN theo NTBS Vì vâỵ số ribơnu ARN số nu mạch ADN
rN = rA + rU + rG + rX = N2
- Trong ARN A U G X không liên kết bổ sung nên không thiết phải Sự bổ sung có A, U , G, X ARN với T, A , X , G mạch gốc ADN Vì số ribônu loại ARN số nu bổ sung mạch gốc ADN
rA = T goác ; rU = A goác rG = X goác ; rX = Ggoác
* Chú ý : Ngược lại , số lượng tỉ lệ % loại nu ADN tính sau : + Số lượng :
A = T = rA + rU G = X = rR + rX
+ Tỉ lệ % :
% A = %T = % rA+% rU2 %G = % X = % rG+% rX2 II TÍNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ ARN (MARN)
Một ribơnu có khối lượng trung bình 300 đvc , nên:
MARN = rN 300ñvc = N2 300 đvc
III TÍNH CHIỀU DÀI VÀ SỐ LIÊN KẾT HOÁ TRỊ Đ – P CỦA ARN 1 Tính chiều dài :
- ARN gồm có mạch rN ribơnu với độ dài nu 3,4 A0 Vì chiều dài ARN chiều dài
ADN tổng hợp nên ARN
- Vì LADN = LARN = rN 3,4A0 = N2 3,4 A0
2 Tính số liên kết hố trị Đ –P:
(15)+ Trong ribônu có liên kết hố trị gắn thành phần axit H3PO4 vào thành phần đường Do số liên
kết hóa trị loại có rN ribơnu rN
Vậy số liên kết hoá trị Đ –P ARN :
HT ARN = rN – + rN = rN -1
PHẦN IV CƠ CHẾ TỔNG HỢP ARN I TÍNH SỐ RIBƠNUCLÊOTIT TỰ DO CẦN DÙNG
1 Qua laàn maõ :
Khi tổng hợp ARN , mạch gốc ADN làm khuôn mẫu liên ribônu tự theo NTBS :
AADN noái U ARN ; TADN noái A ARN
GADN noái X ARN ; XADN noái G ARN
Vì :
+ Số ribơnu tự loại cần dùng số nu loại mà bổ sung mạch gốc ADN
rAtd = Tgoác ; rUtd = Agoác
rGtd = Xgoác ; rXtd = Ggoác
+ Số ribônu tự loại cần dùng số nu mạch ADN
rNtd = N2 Qua nhiều lần mã ( k lần )
Mỗi lần mã tạo nên phân tử ARN nên số phân tử ARN sinh từ gen số lần mã gen
Số phân tử ARN = Số lần mã = K
+ Số ribônu tự cần dùng số ribônu cấu thành phân tử ARN Vì qua K lần mã tạo thành phân tử ARN tổng số ribơnu tự cần dùng là:
∑❑ rNtd = K rN
+ Suy luận tương tự , số ribônu tự loại cần dùng :
∑❑ rAtd = K rA = K Tgoác ; ∑❑ rUtd = K rU = K Agoác
∑❑ rGtd = K rG = K Xgoác ; ∑❑ rXtd = K rX = K Ggoác
* Chú ý : Khi biết số ribônu tự cần dùng loại :
+ Muốn xác định mạch khuôn mẫu số lần mã chia số ribơnu cho số nu loại bổ sung mạch mạch ADN => Số lần mã phải ước số số ribbơnu số nu loại bổ sung mạch khuôn mẫu
+ Trong trường hợp vào loại ribônu tự cần dùng mà chưa đủ xác định mạch gốc , cần có số ribơnu tự loại khác số lần mã phải ước số chung só ribơnu tự loại cần dùng với số nu loại bổ sung mạch gốc
II TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIĐRƠ VÀ LIÊN KẾT HOÁ TRỊ Đ – P : 1 Qua lần mã :
a Số liên kết hidro : H đứt = H ADN
H hình thành = H ADN
=> H đứt = H hình thành = H ADN b Số liên kết hoá trị :
(16)2 Qua nhiều lần mã ( K lần ) : a Tổng số liên kết hidrô bị phá vỡ
∑❑ H phá vỡ = K H b Tổng số liên kết hố trị hình thành :
∑❑ HT hình thành = K ( rN – 1) III TÍNH THỜI GIAN SAO MÃ :
* Tốc độ mã : Số ribônu tiếp nhận liên kết giây
*Thời gian mã :
- Đối với lần mã : thời gian để mạch gốc gen tiếp nhận liên kết ribônu tự thành phân tử ARN
+ Khi biết thời gian để tiếp nhận ribônu dt thời gian mã :
TG maõ = dt rN
+ Khi biết tốc độ mã ( giây liên kết ribơnu ) thời gian mã :
TG mã = r N : tốc độ mã
- Đối với nhiều lần mã ( K lần ) :
+ Nếu thời gian chuyển tiếp lần mã mà không đáng kể thi thời gian mã nhiều lần :
TG mã nhiều lần = K TG mã lần
+ Nếu TG chuyển tiếp lần mã liên tiếp đáng kể t thời gian mã nhiều lần :
TG mã nhiều lần = K TG mã lần + (K-1) t
PHẦN IV CẤU TRÚC PRÔTÊIN
I TÍNH SỐ BỘ BA MẬT MÃ - SỐ AXIT AMIN
+ Cứ nu mạch gốc gen hợp thành ba mã gốc , ribônu mạch ARN thông tin ( mARN) hợp thành ba mã Vì số ribônu mARN với số nu mạch gốc , nên số ba mã gốc gen số ba mã mARN
Soá ba mật mã = 2 3N = rN3
+ Trong mạch gốc gen số mã mARN có ba mã kết thúc khơng mã hố a amin Các ba cịn lại co mã hố a.amin
Số ba có mã hố a amin (a.amin chuỗi polipeptit)= 2 3N - = rN3 -
+ Ngoài mã kết thúc khơng mã hóa a amin , mã mở đầu có mã hóa a amin , a amin bị cắt bỏ không tham gia vào cấu trúc prôtêin
Số a amin phân tử prơtêin (a.amin prơ hồn chỉnh )= 2 3N - = rN3 - II TÍNH SỐ LIÊN KẾT PEPTIT
- Số liên kết peptit hình thành = số phân tử H2O tạo
- Hai a amin nối liên kết péptit , a amin có liên kết peptit …… chuỗi polipeptit có m a amin số liên kết peptit :
Số liên kết peptit = m -1
(17)Các loại a amin ba mã hố: Có 20 loại a amin thường gặp phân tử prơtêin sau :
1) Glixêrin : Gly 2) Alanin : Ala 3) Valin : Val ) Lôxin : Leu
5) Izolôxin : Ile ) Xerin : Ser ) Treonin : Thr ) Xistein : Cys
9) Metionin : Met 10) A aspartic : Asp 11)Asparagin : Asn 12) A glutamic : Glu
13) Glutamin :Gln 14) Arginin : Arg 15) Lizin : Lys 16) Phenilalanin :Phe
17) Tirozin: Tyr 18) Histidin : His 19) Triptofan : Trp 20) Proâlin : pro
Bảng ba mật mã
U X A G
U
U U U
U U X phe U U A
U U G Leu
U X U U X X U X A Ser U X G
U A U Tyr
U A X U A A ** U A G **
U G U
U G X Cys
U G A ** U G G Trp
U X A G
X
X U U
X U X Leu
X U A X U G
X X U
X X X Pro X X A
X X G
X A U His
X A X X A A
X A G Gln
X G U X G X
X G A Arg X G G
U X A G
A
A U A A U X He A U A
A U G * Met
A X U
A X X Thr A X A
A X G
A A U Asn A A X
A A A
A A G Lys
A G U
A G X Ser A G A
A G G Arg U X A
G
G
G U U
G U X Val G U A
G U G * Val
G X U G X X
G X A Ala G X G
G A U
G A X Asp G A A
G A G Glu
G G U G G X
G G A Gli G G G
U X A G Kí hiệu : * mã mở đầu ; ** mã kết thúc
PHẦN V CƠ CHẾ TỔNG HỢP PRƠTÊIN I TÍNH SỐ AXIT AMIN TỰ DO CẦN DÙNG :
Trong tình giải mã , tổng hợp prôtein, ba mARN có mã hố a amin ARN mang a amin đến giải mã
1 ) Giải mã tạo thành phân tử prôtein:
Khi ribôxôm chuyển dịch từ đầu đến đầu mARN để hình thành chuỗi polipeptit số a
(18)mã cuối không giải Vì số a amin tự cần dùngh cho lần tổng hợp chuỗi polipeptit :
Số a amin tự cần dùng : Số aatd = 2 3N - = rN3 -
Khi rời khỏi ribôxôm , chuỗi polipeptit khơng cịn a amin tương ứng với mã mở đầu Do ,
số a amin tự cần dùng để cấu thành phân tử prôtêin ( tham gia vào cấu trúc prôtêin để thực chức sinh học ) :
Số a amin tự cần dùng để cấu thành prơtêin hồn chỉnh : Số aap =
N
2 - = rN
3 - 2 ) Giải mã tạo thành nhiều phân tử prơtêin :
Trong q trình giải mã , tổng hợp prôtêin , lượt chuyển dịch ribơxơm mARN tạo
thành chuỗi polipeptit
- Có n riboxomchuyển dịch qua mARN khơng trở lại có n lượt trượt ribơxơm Do số phân tử prơtêin ( gồm chuỗi polipeptit ) = số lượt trượt ribôxôm
- Một gen mã nhiều lần, tạo nhiều phân tử mARN loại Mỗi mARN có n lượt ribơxơm trượt qua q trình giả mã K phân tử mARN tạo số phân tử prôtêin :
∑❑ số P = tổng số lượt trượt RB = K n
Tổng số axit amin tự thu hay huy động vừa để tham gia vào cấu trúc phần từ protein
vừa để tham gia mã mở đầu Vì :
-Tổng số axit amin tự dùng cho trình giải mã số axit amin tham gia vào cấu trúc phần tử protein số axit amin thjam gia vào việc giải mã mở đầu (được dùng lần mở mà )
∑❑ aatd = Soá P ( rN
3 - 1) = Kn ( rN
3 - 1)
- Tổng số a amin tham gia cấu trúc prôtêin để thực chức sinh học ( không kể a amin mở đầu ) :
∑❑ aaP = Soá P ( rN
3 - ) II TÍNH SỐ PHÂN TỬ NƯỚC VÀ SỐ LIÊN KẾT PEPTIT
Trong trình giải mãkhi chuỗi polipeptit hình thành axit amin nối liên kết peptit đồng thời giải phóng phân tử nước, axit amin nối liên kết paptit, đồng thời giải phóng phân tử nước… Vì :
Số phân tử nứơc giải phóng q trình giải mãtạo chuỗi polipeptit
(19) Tổng số phân tử nước giải phóng q trình tổng hợp nhiều phân tử protein (mỗi phân tử
protein laø chuỗi polipeptit )
∑❑ H2O giải phóng = số phân tử prôtêin rN - 2
Khi chuỗi polipeptit rời khỏi riboxom tham gia chức sinh học axit amin mở đầu tách
mối liên kết peptit với axit amin khơng cịn số liên kết peptit thực tạo lập rN3 -3 = số aaP -1 tổng số liên kết peptit thực hình thành phân tử protein :
∑❑ peptit = Tổng số phân tử protein ( rN
3 - ) = Số P(số aaP - )
III TÍNH SỐ ARN VẬN CHUYỂN ( tARN)
Trong q trình tổng hợp protein, tARN nang axit amin đến giải mã Mỗi lượt giải nã, tARN cung cấp axit amin phần tử ARN giải mã lượt cung cấp bay nhiêu axit amin
Sự giải mã tARN khơng giống : có loại giải mã lần, có loại lần, lần - Nếu có x phân tử giải mã lần số aado chúng cung cấp 3x
y phân tử giải mã lần … y z phân tư’ giải mã lần … z
-Vậy tổng số axit amin cần dùng phân tử tARN vận chuyển loại cung cấp phương trình
3x + 2y + z = ∑❑ aa tự cần dùng
IV SỰ DỊCH CHUYỂN CỦA RIBOXOM TRÊN ARN THÔNG TIN 1.Vận tốc trượt riboxom mARN
- Là độ dài mARN mà riboxom chuyển dịch tron giây
- Có thể tính vận tốc trượt cách cia chiều dài mARN cho thời gian riboxom trượt từ đầu đến đầu (trượt hết Marn )
v = tl (A0/s ) * Tốc độ giải mã RB :
- Là số axit amin chuỗi polipeptit kéo dài giây (số ba giải giây ) = Số ba mà RB trượt giây
- Có thể tính cách chia số ba mARN cho thời gian RB trượt hết mARN
Tốc độ giải mã = số mARN : t
2 Thời gian tổng hợp phân tử protein (phân tử protein gồm chuỗi polipeptit )
- Khi riboxom trượt qua mã kết thúc, rời khỏi mARN tổng hợp phân tử protein
riboxom xem hồn tất Vì thời gian hình thành phân tử protein thời gian riboxom trượt hết chiều dài mARN ( từ đầu nọđến đầu )
t = tl
3 Thời gian riboxom trượt qua hết mARN ( kể từ lúc ribôxôm bắt đầu trượt ) Gọi t : khoảng thời gian ribôxôm sau trượt chậm ribôxôm trước
(20)- Đối với RB : t + 2t
- Tương tự RB lại
VI TÍNH SỐ A AMIN TỰ DO CẦN DÙNG ĐỐI VỚI CÁC RIBƠXƠM CỊN TIẾP XÚC VỚI mARN
Tổng số a amin tự cần dùng riboxom có tiếp xúc với mARN tổng dãy polipepti mà riboxom giải mã :
∑❑ aatd = a1 + a2 + ……+ ax
Trong : x = số ribôxôm ; a1 , a2 … = số a amin chuỗi polipeptit RB1 , RB2 …
* Nếu riboxom cách số a amin chuỗi polipeptit riboxom số : số a amin riboxom họp thành dãy cấp số cộng :
- Số hạng đầu a1 = số a amin RB1
- Công sai d = số a amin RB sau số a amin trước
- Số hạng dãy x = số riboxom có tiếp xúc mARN ( trượt mARN ) Tổng số a amin tự cần dùng tổng dãy cấp số cộng đó: