Cơ chế tổng hợp ADN tự nhân đôi, tái sinh, tự sao - Qu¸ tr×nh tæng hîp ADN diÔn ra trong nh©n tÕ bµo t¹i NST ë k× trung gian cña qu¸ tr×nh ph©n bµo khi NST ë tr¹ng th¸i sîi m¶nh duçi xo¾[r]
(1)Chuyên đề 3: adn & gen Adn I Cấu trúc, chức năng, tính đặc tr ng và chế tổng hợp ADN CÊu tróc ADN a CÊu t¹o ho¸ häc: - ADN là loại axit nuclêic, đợc cấu tạo từ các nguyên tố hoá học chủ yếu là C, H, O, N vµ P - ADN thuộc loại đại phân tử (có kích thớc và khối lợng lớn), kích thớc có thể dài tới hàng trăm mircômét và khối lợng đạt tới hàng triệu đvC - ADN đợc cấu tạo theo nguyên tắc đa phân (mỗi phân tử ADN gồm nhiều đơn phân) §¬n ph©n lµ Nuclª«tÝt, mçi nuclª«tit cã khèi lîng trung b×nh lµ 300 ®vC vµ kÝch thíc trung b×nh lµ 3,4 Ao, - C¸c lo¹i nuclª«tÝt liªn kÕt víi theo chiÒu däc b»ng liªn kÕt ho¸ trÞ h×nh thành nên chuỗi pôlinuclêôtít, chuỗi pôlinuclêôtít có a đơn phân thì có a - liên kÕt hãa trÞ - Bèn lo¹i Nuclª«tÝt s¾p xÕp víi thµnh phÇn, sè lîng vµ tr×nh tù s¾p xÕp kh¸c tạo cho ADN có tính đa dạng và tính đặc thù Tính đa dạng và đặc thù ADN là sở cho tính đa dạng và đặc thù các loài sinh vật b CÊu tróc kh«ng gian: Mô hình cấu trúc không gian ADN đợc Oatxơn và Críc công bố vào năm 1953 có đặc trng sau: - ADN lµ mét chuçi xo¾n kÐp gåm hai m¹ch polinuclª«tÝt quÊn quanh mét trôc tëng tîng theo chiÒu tõ tr¸i sang ph¶i (xo¾n ph¶i) nh mét c¸i thang d©y xo¾n - C¸c nuclª«tÝt trªn hai m¹ch liªn kÕt víi theo nguyªn t¾c bæ sung: A cã kÝch thíc lín liªn kÕt víi T cã kÝch thíc nhá b»ng liªn kÕt hi®r«, G cã kÝch thíc lín liªn kÕt víi X cã kÝch thíc nhá b»ng liªn kÕt hi®r« - Ph©n tö ADN xo¾n nh vËy t¹o nªn c¸c vßng xo¾n (chu kú xo¾n), mçi vßng xoắn gồm 10 cặp nuclêôtít, có đờng kính 20Ao và chiều dài là 34Ao - Dùa vµo nguyªn t¾c bæ sung, nÕu biÕt tr×nh tù s¾p xÕp cña mét m¹ch th× cã thÓ suy tr×nh tù s¾p xÕp cña m¹ch cßn l¹i vµ ph©n tö ADN lu«n cã : A = T, G = X , tØ sè hµm lîng A+T lu«n lµ mét h»ng sè kh¸c tïy loµi G+ X Chøc n¨ng cña ADN - ADN lu gi÷ vµ b¶o qu¶n th«ng tin di truyÒn: + Thông tin di truyền đợc mã hoá ADN dới dạng các ba nuclêôtít nhau, trình tự này qui định trình tự các axitamin phân tử prôtêin đợc tổng hîp + Mỗi đoạn ADN mang thông tin qui định cấu trúc loại prôtêin gọi là gen cÊu tróc, mçi gen cÊu tróc cã tõ 600 – 1500 cÆp nuclª«tÝt - ADN có chức truyền đạt thông tin di truyền: + ADN có khả tự nhân đôi và phân li Sự tự nhân đôi và phân li ADN kết hợp tự nhân đôi và phân li NST phân bào là chế giúp cho truyền đạt thông tin di truyền từ tế bào này sang tế bào khác, từ hệ thể này sang hệ c¬ thÓ kh¸c + ADN có khả mã tổng hợp ARN qua đó điều khiển giiải mã tổng hợp prôtêin Prôtêin đợc tổng hợp tơng tác với môi trờng thể thành tính trạng (2) - ADN có khả biến đổi quá trình truyền đạt thông tin di truyền làm phong phó c¸c gen lµm cho sinh vËt thªm ®a d¹ng vµ phong phó, cã lîi cho tiÕn hãa cña sinh vËt vµ khoa häc chän gièng Tính đặc trng ADN - §Æc trng bëi sè lîng, thµnh phÇn, tr×nh tù s¾p xÕp c¸c nuclª«tÝt, v× vËy tõ loại nuclêôtít tạo nên nhiều phân tử ADN đặc trng cho loài - Đặc trng tỉ lệ A+T và hàm lợng ADN nhân (đặc trng cho loài) G+ X - §Æc trng bëi sè lîng, thµnh phÇn, tr×nh tù s¾p xÕp c¸c gen nhãm gen liªn kÕt Cơ chế tổng hợp ADN (tự nhân đôi, tái sinh, tự sao) - Qu¸ tr×nh tæng hîp ADN diÔn nh©n tÕ bµo t¹i NST ë k× trung gian cña qu¸ tr×nh ph©n bµo NST ë tr¹ng th¸i sîi m¶nh duçi xo¾n - Đầu tiên, dới tác dụng enzym tháo xoắn, hai mach đơn ADN tháo xoắn và tách dần ra, đồng thời các nuclêôtít môi trờng nội bào tiến vào liên kết với các nuclêôtít trên hai mạch đơn ADN theo nguyên tắc bổ sung( A liên kÕt víi T b»ng liªn kÕt hi®rr« vµ ngîc l¹i, G liªn kÕt víi X b»ng liªn kÕt hi®r« vµ ngîc l¹i) - KÕt qu¶ tõ ph©n tö ADN ban ®Çu t¹o ph©n tö ADN míi gièng vµ gièng ADN mÑ, - Trong ADN có mạch đơn là ADN ban đầu, mạch còn lại là c¸c nuclª«tÝt m«i trêng néi bµo liªn kÕt t¹o thµnh - ADN đợc tổng hợp theo nguyên tắc: + NTBS: A liªn kÕt víi T b»ng liªn kÕt hi®rr« vµ ngîc l¹i, G liªn kÕt víi X b»ng liªn kÕt hi®r« vµ ngîc l¹i + Nguyªn t¾c b¸n b¶o toµn: mçi ADN cã mét m¹ch lµ cña ADN mÑ + Nguyên tắc khuân mẫu: hai mạch đơn ADN đợc dùng làm khuân để tổng hîp * ý nghĩa quá trình tự nhân đôi: - Sự nhân đôi ADN là sở cho nhân đôi NST - Sự nhân đôi ADN và NST kết hợp với chế phân li chúng nguyªn ph©n, gi¶m ph©n vµ c¬ chÕ t¸i tæ hîp cña chóng thô tinh t¹o sù æn định ADN và NST qua các hệ tế bào và thể II Ph¬ng ph¸p gi¶I bµi tËp C¸c c«ng thøc tÝnh D¹ng 1: TÝnh sè lîng , % tõng lo¹i Nu cña mçi m¹ch vµ cña gen Theo NTBS: A1 = T2, T1 = A2 , G1 = X2, X1 = G2 A1 + T + G + X = N Suy A+ G=T+X = N vµ %A + %G = 50%N % A gen = % T gen = %A1+%A2 = %T1+%T2 2 % G gen = % X gen = %G1+%G2 = %X1+%X2 2 D¹ng 2: TÝnh chiÒu dµi sè vßng xo¾n vµ khèi lîng cña ADN (3) - TÝnh chiÒu dµi cña gen Lgen = Lm¹ch = N 3,4 Ao ( Ao = 10-4 Micr«met) - TÝnh sè vßng xo¾n C= N = L 20 34 - TÝnh khèi lîng: M = N 300 ®vC D¹ng 3: TÝnh sè liªn kÕt ho¸ häc gen - Tính số liên kết hoá trị đờng và axit tổng số nuclêôtit trừ nh©n víi 2( N + N - 1) = 2(N – 1) 2 - Sè LK hi®r« : H = 2A + 3G Dạng 4: Tính số Nu môi trờng cung cấp cho quá trình tự nhân đôi Tæng sè nu m«i trêng cung cÊp = (2x – 1) N đó x là số lần nhân đôi N lµ sè Nu cña gen - Sè lîng tõng lo¹i Nu m«i trêng cung cÊp Amt = Tmt = (2x – 1).Agen Gmt = Xmt = (2x – 1).Ggen TØ lÖ % tõng lo¹i Nu m«i trêng cung cÊp lu«n b»ng tØ lÖ % tõng lo¹i Nu gen Dạng 5: Tính số Liên kết Hyđrô bị phá vỡ và số LK hoá trị bị phá vỡ và đợc hình thành quá trình tự nhân đôi gen - Tæng sè LK hy®r« bÞ ph¸ = (2x – 1) H - Tổng số LK hyđrô đợc hình thành = 2x H - Tổng số LK hoá trị đợc hình thành = (2x – 1) (N – 2) Bµi tËp vËn dông * Bµi 1: Trªn mach thø nhÊt cña gen cã 10% A vµ 35 % G, trªn m¹ch thø hai cã 25%A vµ 450 G - TÝnh tØ lÖ % vµ sè lîng tõng lo¹i Nuclª«tit ttrªn mçi m¹ch vµ c¶ gen * Bµi 2: Mét gen cã chu kú so¾n lµ 90 vßng vµ cã A = 20% M¹ch cña gen cã A= 20 vµ T = 30% M¹ch cña gen cã G = 10% vµ X = 40% a TÝnh chiÒu dµi vµ khèi lîng cña gen b TÝnh sè lîng tõng lo¹i Nu trªn mçi m¹ch vµ cña c¶ gen * Bµi 3: Mét gen cã khèi lîng lµ 9.105 ®vC vµ cã G – A = 10% TÝnh chiÒu dµi gen vµ sè lîng tØ lÖ % cña tõng lo¹i Nu cña gen * Bài 4: Một gen dài 0,408 Micômet Mạch có A = 40%, gấp đôi số A nằm trên m¹ch TÝnh sè liªn kÕt ho¸ trÞn vµ sè liªn kÕt hy®r« cña gen? * Bài 5: Một gen tái sinh số đợt đã sử dụng môi trờng 21000 nu, đó loại A chiếm 4200 Biết tổng số mạch đơn các gen tạo gấp lần số mạch đơn gen mÑ ban ®Çu a TÝnh sè lÇn t¸i sinh b TÝnh tØ lÖ % vµ sè lîng tõng lo¹i nu cña gen * Bài 6: Gen nhân đôi lần đã lấy môi trờng nội bào 36000 nu đó có 10800 G tÝnh sè lîng vµ tØ lÖ % tõng lo¹i nu cña gen * Bài 7: Một gên nhân đôi liên tiếp lần đã lấy môi trờng nội bào 16800 Nu Gen cã tØ lÖ A: G = : a Tính số LK hiđrrô bị phá vỡ và đợc hình thành b Tính số LK hoa strị đợc hình thành (4) * Bài 8: Một gen có chiều dài 0,51 Mỉcômet tự nhân đôi số lần Thòi gian tách và liên kết các Nu môi trờng chu ki xoắn là 0,05 giây Biết tốc độ lắp ghép Tính tốc đọ nhân đôi và thời gian nhân đôi gen (5) ARn I CÊu tróc, chøc n¨ng vµ c¬ chÕ tæng hîp ARN CÊu tróc ARN - ARN là loại axit nuclêic, đợc cấu tạo từ các nguyên tố hoá học chủ yếu là: C, H, O, N vµ P - ARN thuộc loại đại phân tử có kích thớc và khối lợng lớn nhng nhỏ nhiều so víi ADN - ARN đợc cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân Đơn phân là nuclª«tÝt, mçi nuclª«tÝt cã khèi lîng trung b×nh lµ 300 ®vC vµ kÝch thíc trung b×nh lµ 3,4 Ao - C¸c lo¹i nuclª«tÝt liªn kÕt víi theo chiÒu däc b»ng liªn kÕt ho¸ trÞ h×nh thµnh nªn chuçi p«linuclª«tÝt - Bèn lo¹i nuclª«tÝt s¾p xÕp víi thµnh phÇn, sè lîng vµ tr×nh tù s¾p xÕp kh¸c tạo cho ARN có tính đa dạng và tính đặc trng - Ph©n lo¹i: Cã lo¹i ARN : + ARN th«ng tin (mARN): chiÕm kho¶ng - 10% lîng ARN tÕ bµo, cã cấu tạo mạch thẳng không cuộn xoắn, có khoảng 600 - 1500 đơn phân, có chức là thông tin di truyền cấu trúc phân tử Prôtêin đợc tổng hợp từ ADN tíi rib«x«m tÕ bµo chÊt + ARN vËn chuyÓn (tARN): ChiÕm kho¶ng 10 - 20% , còng cã cÊu tróc mét mạch nhng cuộn lại theo kiểu đặc trng Trong mạch, số đoạn các cặp bazơ nitơ liªn kÕt víi theo nguyªn t¾c bæ sung A - U vµ G - X , mét sè ®o¹n t¹o thµnh thuú tròn, các thuỳ tròn mang ba đối mã, đầu tự ARN mang axitamin, có chức vận chuyển axitamin dến ribôxôm để tổng hợp prôtêin + ARN rib«x«m (rARN): chiÕm kho¶ng 70 - 80 %, còng cã cÊu tróc mét m¹ch , cã chøc n¨ng tham gia cÊu t¹o cña rib«x«m C¬ chÕ tæng hîp ARN (C¬ chÕ m· hoÆc phiªn m·) - Qu¸ tr×nh tæng hîp ARN diÔn nh©n tÕ bµo t¹i c¸c NST ë k× trung gian cña qu¸ tr×nh ph©n bµo NST ë tr¹ng th¸i sîi m¶nh duçi xo¾n - Dới tác dụng enzim hai mạch đơn ADN tháo xoắn và tách dần đồng thời các nuclêôtít môi trờng nội bào vào liên kết với các nuclêôtít trên mạch đơn làm khuân ADN theo nguyên tắc bổ sung (A mạch gốc liên kết với U, G m¹ch gèc liªn kÕt víi X, T m¹ch gèc liªn kÕt víi A, X m¹ch gèc liªn kÕt víi G) Kết tạo phân tử ARN, sau đó hai mạch đơn ADN kết hợp trở lại với + NÕu ph©n tö ARN t¹o thµnh lµ mARN th× ®i khái nh©n vµo tÕ bµo chÊt tíi rib«x«m chuÈn bÞ cho qu¸ tr×nh tæng hîp pr«tªin + Nếu phân tử ARN tạo thành là tARN và ribôxôm thì đợc hoàn thiện mặt cÊu t¹o tríc khái nh©n * ý nghÜa: + Qu¸ tr×nh tæng hîp ARN chÝnh lµ c¬ chÕ m· cña gen, truyÒn th«ng tin di truyÒn tõ nh©n tÕ bµo chÊt, thùc hiÖn qu¸ tr×nh tæng hîp pr«tªin + Sự tổng hợp ARN đảm bảo cho gen cấu trúc mã chính xác đảm bảo quá tr×nh dÞch m· ë tÕ bµo chÊt, cung cÊp c¸c pr«tªin cÇn thiÕt cho tÕ bµo iI Ph¬ng ph¸p gi¶I bµi tËp C¸c c«ng thøc tÝnh D¹ng 1: TÝnh sè lîng , % tõng lo¹i Nu cña ARN (6) Theo NTBS: Agèc = UARN, Tgèc = AARN , Ggèc = XARN, Xgèc = GARN rA + rT + rG + rX = rN = N Suy Agen = Tgen = rA + rU vµ Ggen = Xgen = rG + rX % A gen = % T gen = %A1+%A2 = %T1+%T2 = % rU+% rA 2 % G gen = % X gen = %G1+%G2 = %X1+%X2 = % rG=% rX 2 D¹ng 2: TÝnh chiÒu dµi sè vßng xo¾n vµ khèi lîng cña ADN - TÝnh chiÒu dµi cña gen Lgen = L1 m¹ch = LARN = N 3,4 Ao ( Ao = 10-4 Micr«met) - TÝnh khèi lîng: MARN = rN 300 ®vC = N 300 ®vC D¹ng 3: TÝnh sè liªn kÕt ho¸ trÞ ph©n tö ARN - Tính số liên kết hoá trị đờng và axit tổng số nuclêôtit mạch gen trõ ®i Tæng sè LKHT = N – D¹ng 4: TÝnh sè ri b« Nu m«i trêng cung cÊp vµ sè lÇn m· cña gen - Tæng sè rib«nu m«i trêng cung cÊp = k rN = k N đó k là số lần mã N lµ sè Nu cña gen - Sè lîng tõng lo¹i Nu m«i trêng cung cÊp rA mt = k rA = k Tgèc rUmt = k rU = k Agèc rG mt = k rG = k Xgèc rX mt = k rX = k Ggèc - Sè lÇn m· cña gen : k = (rN m«i trêng) : (rN cña ARN) D¹ng 5: TÝnh sè Liªn kÕt Hy®r« cña gen vµ sè LK ho¸ trÞ cña ARN qu¸ tr×nh m· cña gen - Tæng sè LK hy®r« bÞ ph¸ = k H - Tổng số LK hyđrô đợc hình thành = H - Tổng số LK hoá trị đợc hình thành = k.(rN – 1) Bµi tËp vËn dông * Bµi tËp 1: Mét gen cã chiÒu dµi 0,51 micrc«met, trªn m¹ch cña gen cã A = 150, T = 450, m¹ch cã G = 600 TÝnh sè lîng vµ tØ lÖ % cña tõng lo¹i rib« nu cña ph©n tö mARN đợc tổng hợp mạch làm gốc * Bµi tËp 2: Ph©n tö ARN cã U = 18%, G= 34%, m¹ch gèc cña gen cã T = 20% a TÝnh thØ lÖ % cña tõng lo¹i nuclª«tit cña gen tæng hîp ph©n tö ARN b Nếu gen đó dài 0,408 micrômet thì số lợng loại nu gen và số lợng loại rib«nu cña ARN lµ bao nhiªu * Bµi tËp 3: ph©n tö mARN th«ng tin cã A = 2U = 3G = 4X vµ cã khèi lîng 27.104 ®vC a TÝnh chiÒu dµi gen b tÝnh sè lîng tõng lo¹i rib«nu cña ARN c TÝnh sè liªn kÕt ho¸ trÞ mARN (7) d Khi gen nhân đôi lần thì số lợng loại nu môi trờng cung cấp là bao nhiêu? * Bài tập 4: Hai gen có chiều dài 4080Ao Gen thø nÊht cã 3120 LK hi®r«, m¹ch cã A = 120 vµ G = 480 TÝnh sè l îng rib«Nu m«i trêng cung cÊp cho gen m· lÇn Gen cã A – G = 20% Trªn m¹ch gèc cã A = 300, G = 210 Trong qu¸ tr×nh mã gen, môi trờng đã cung cấp 1800U a TÝnh sè lîng tõng lo¹i rib«nu cña ARN b Xác định số lần mã c Tính số lợng loại ribônu môi trờng cung cấp để phục vụ cho qua strình mã cña gen * Bµi tËp 5: Gen m· mét sè lÇn vµ ®a xlÊy cña m«i trêng 9048 rib«nu Trong qua strình đó có 21664 LK hiđrô bị phá vỡ Trong phân tử ARN đợc tổng hợp có 2261 LK ho¸ trÞ A, TÝnh sè lÇn m· b TÝnh sè lîng tõng lo¹i nu cña gen c Trong các phân tử ARN đợc tổng hợp có bao nhiêu LK hoá trị đợc hình thành (8) pr«tªin i Cấu trúc, chức năng, tính đặc trng và đa dạng pr«tªin - c¬ chÕ tæng hîp pr«tªin CÊu tróc Pr«tªin a CÊu t¹o ho¸ häc: - Lµ hîp chÊt h÷u c¬ gåm nguyªn tè c¬ b¶n C, H, O, N ngoµi cßn cã thªm S vµ P - Thuộc loại đại phân tử có kích thớc dài tới 0,1 micrômét, khối lợng có thể đạt tíi 1,5 triÖu ®vC - Đợc cấu tạo theo nguyen tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân Đơn phân là axitamin, cã h¬n 20 lo¹i axitamin Mçi lo¹i axitamin cã khèi lîng trung b×nh lµ 110 ®vC, kÝch thíc trung b×nh lµ Ao vµ cã thµnh phÇn: + Mét nhãm amin (- NH2) + Mét nhãm cacb«xil (- COOH) + Mét gèc c¸cbon (- R) - C¸c axitamin liªn kÕt víi b»ng liªn kÕt peptit lµ liªn kÕt gi÷a nhãm amin cña axitamin nµy víi nhãm cacb«xil cña axitamin kÕ tiÕp vµ gi¶i phãng m«i trêng mét ph©n tö níc - Từ 20 loại axitamin đã tạo nên khoảng 10 14 – 1015 loại prôtêin đặc trng cho mçi loµi, c¸c ph©n tö pr«tªin ph©n biÖt víi bëi sè lîng, thµnh phÇn, tr×nh tù s¾p xÕp c¸c axitamin b CÊu tróc kh«ng gian: Pr«tªin cã bËc cÊu tróc c¬ b¶n: - CÊu tróc bËc 1: lµ tr×nh tù s¾p xÕp c¸c axitamin chuçi p«lipeptit - Cấu trúc bậc 2: là chuỗi axitamin tạo các vòng xoắn lò xo đặn - CÊu tróc bËc 3: lµ h×nh d¹ng kh«ng gian chiÒu cña pr«tªin cÊu tróc bËc cuộn xếp theo kiêu đặc trng cho loại prôtêin - CÊu tróc bËc 4: lµ cÊu tróc cña mét sè lo¹i pr«tªin gåm hai hay nhiÒu chuçi axitamin cïng lo¹i hay kh¸c lo¹i liªn kÕt víi Chøc n¨ng cña pr«tªin - Lµ thµnh phÇn cÊu t¹o chñ yÕu chÊt nguyªn sinh hîp phÇn quan träng x©y dựng nên các bào quan và màng sinh chất từ đó hình thành nên các đặc điểm giải phẫu , h×nh th¸i cña c¸c m«, c¬ quan, hÖ c¬ quan vµ c¬ thÓ - Lµ chÊt xóc t¸c c¸c ph¶n øng sinh ho¸: B¶n chÊt cña enzim lµ c¸c pr«tªin, mçi loại enzim tham gia vào phản ứng xác định - Có chức điều hoà các quá trình trao đổi chất tế bào và thể; Bản chÊt c¸c hoocmon lµ c¸c pr«tªin - H×nh thµnh kh¸ng thÓ cã chøc n¨ng b¶o vÖ c¬ thÓ chèng l¹i vi khuÈn x©m nhËp g©y bÖnh - Tham gia vào chức vận động tế bào và thể - Phân giải prôtêin tạo lợng cung cấp cho hoạt động sống tế bào và thÓ Tính đặc trng và đa dạng Prôtêin - Prôtêin đặc trng số lợng, thành phần, trình tụe xếp các axitamin chuỗi pôlipeptit, từ 20 loại axitamin đã tạo nên khoảng 10 14 – 1015 loại prôtêin đặc trng và da dạng cho loài sinh vật - §Æc trng bëi sè lîng thµnh phÇn tr×nh tù ph©n bè c¸c chuçi p«lipeptit mçi ph©n tö pr«tªin (9) - Đặc trng các kiểu cấu trúc không gian các loại prôttêin để thực chøc n¨ng sinh häc C¬ chÕ tæng hîp pr«tªin Gåm hai giai ®o¹n: * Giai ®o¹n I: Tæng hîp ARN (sao m·) - Qu¸ tr×nh tæng hîp ARN diÔn nh©n tÕ bµo t¹i NST ë k× trung gian cña qu¸ tr×nh ph©n bµo NST ë tr¹ng th¸i sîi m¶nh duçi xo¾n - Dới tác dụng enzim ARN - pôlimeraza, hai mạch đơn ADN tháo xoắn và tách dần đồng thời các nuclêôtít môi trờng nội bào vào liên kết với các nuclêôtít trên mạch đơn làm khuân ADN theo nguyên tắc bổ sung( A m¹ch gèc liªn kÕt víi U, G m¹ch gèc liªn kÕt víi X, T m¹ch gèc liªn kÕt víi A, X mạch gốc liên kết với G) Kết tạo phân tử ARN, còn hai mạch đơn ADN kÕt hîp trë l¹i víi + NÕu ph©n tö ARN t¹o thµnh lµ lo¹i th«ng tin th× ®i kái nh©n vµo tÕ bµo chÊt tíi rib«x«m chuÈn bÞ cho qu¸ tr×nh tæng hîp pr«tªin + Nếu phân tử ARN tạo thành là loại vận chuyển và ribôxôm thì đợc hoàn thiện vÒ mÆt cÊu t¹o tríc khái nh©n * Giai ®o¹n 2: Tæng hîp pr«tªin (gi¶i m·) - Bíc 1: Ho¹t ho¸ axitamin + Các axitamin đợc hoạt hoá nguồn lợng ATP (Ađênôzintriphôtphat) axitamin đợc gắn vào tARN tạo thành phức hợp aa - tARN - Bíc 2: Tæng hîp pr«tªin + Đầu tiên, mARN tiếp xúc với RBX vị trí mã mở đầu, tiếp đó tARN mang aa mở đầu vào khớp ba đối mã với ba mã mở đầu mARN theo nguyên tắc bổ sung Sau khớp mã, â mở đầu đợc gắn vào RBX + RBX tiÕp tôc chuyÓn dÞch sang bé ba thø nhÊt cña mARN, tARN më ®Çu rêi khỏi RBX, phức hệ aa1 - tARN vào khớp ba đối mã với ba mã thứ và đặt aa1 vào đúng vị trí, enzim xúc tác tạo liên kết peptit aa mở đầu và aa1 + RBX tiÕp tôc chuyÓn dÞch sang bé ba thø hai cña mARN, tARN thø nhÊt rêi khỏi RBX, phức hệ aa2 - tARN vào khớp ba đối mã với ba mã thứ hai và đặt aa1 vào đúng vị trí, enzim xúc tác tạo liên kết peptit aa1 và aa2 + Quá trình diễn liên tục tren suốt chiều dài phân tử mARN RBX gÆp bé ba m· kÕt thóc T¹i m· cuèi cïng cña mARN, RBX chuyÓn dÞch vµ khái mARN, chuỗi pôlipeptit đợc giải phóng - Bíc 3: Hoµn thiÖn cÊu tróc pr«tªin hoµn chØnh + Dới tác dụng enzim đặc hiệu aa mở đầu bị tách khỏi chuỗi pôlipeptit vừa đợc hình thành, sau đó chuỗi pôlipeptit tiếp tục hình thành cấu trúc bậc cao Ii Mèi quan hÖ gi÷a gen vµ tÝnh tr¹ng - Mối liên hệ: Thông tin cấu trúc phân tử prôtêin đợc xác định dãy nuclêôtit mạch ADN Sau đó mạch này đợc dùng làm khuân để tổng hợp mARN diễn nhân tế bào, mạch mARN đợc dùng làm khuân để tổng hợp chuçi aa diÔn tÕ bµo chÊt - Bản chất: Trình tự các nuclêôtit mạch khuân ADN qui định trình tự xếp các nuclêôtít trên phân tử mARN, sau đó trình tự này qui định trình tự các axitamin chuçi p«lipeptit cña pr«tªin Pr«tªin tham gia trùc tiÕp vµo cÊu tróc vµ hoạt động sinh lý tế bào , từ đó biểu thành tính trạng thể Nh thông qua prôtêin, gen qui định tính trạng thể Gen (§o¹n ADN) - > mARN - > Pr«tªin - > tÝnh tr¹ng III Ph¬ng ph¸p gi¶I bµi tËp (10) C¸c c«ng thøc tÝnh TÝnh sè bé ba mËt m· = N rN = 2.3 N rN −1= − 2.3 Sè bé ba m· ho¸ = Sè kiÓu bé ba = (sè lo¹i nu m¹ch gèc)3 = (Sè ribiiNu cña mARN)3 Số phân tử prôtêin đợc tông rhợp = n k (n là số RBX; k là số phân tử mARN) Sè aa m«i trêng cung cÊp = ( N −1) x=( rN −1)x (x lµ sè ph©n tö pr«tªin) 3 SèLk peptit h×nh thµnh = sè ph©n tö níc gi¶i phãng = ( N − 2) x=( rN −2)x 3 N rN − 2) x=( −2)x Sè aa c¸c ph©n tö Protªin hoµn chØnh = ( 3 N rN −3) x=( − 3) x Sè LK peptit c¸c ph©n tö Protªin hoµn chØnh = ( 3 Bµi tËp vËn dông * Bài tậo 1: gen dài 0,408 micrômet Trên mạch gốc có T = 35% Phân tử mARN đợc tổng hợp từ gen đó có U = 20% và G = 15%, phân tử mARN RBX trợt qua không lặp lại Tính số lợng loại ribônu trên các ba đói mã các phân tử tARN đã sử dụng cho quá trình giải mã, biết mã là UAG * Bài tập 2: Gen có chều dài 5100AO, nhân đôi đợt, gen tạo mã lÇn, trªn mçi b¶n m· cho RBX trît khoong lÆp l¹i a Tính số phân tử Prôtein gen điều khiển tổng hợp đợc b TÝnh sè aa m«i trêng cung cÊp cho qu¸ tr×nh gi¶i m· vµ sè aa tÊt c¶ c¸c ph©n tö Pr«tªin hoµn chØnh * Bài tập 3: Các phân tử mARN đợc mã từ cùng gen RBX trợt qua lần để tổng hợp Prôtêin và đã giải phóng môi trờng 16716 phân tử nớc Gen tổng hîp nªn c¸c ph©n tö mANR cã 3120 LK hi®r« vµ cã 20% A a TÝnh sè lÇn m· cña gen b Mỗi phân tử Prôtêin đợc tổng hợp có bao nhiêu liên kết peptit C©u hái lý thuyÕt Tr×nh bµy cÊu t¹o ho¸ häc vµ cÊu tróc kh«ng gian cña ADN ? ADN có chức gì? Cơ chế nào đảm bảo cho ADN thực đợc các chức đó? Nguyªn t¾c bæ sung lµ g×? ý nghi÷a cña nã? Nguyªn t¾c bæ sung thÓ hiÖn nh thÕ nµo c¸c cÊu tróc vµ c¬ chÕ di truyÒn? Tính đặc trng và ổn định ADN đợc thể nh nào và chế nào trì đợc tính ổn định và đặc trng ADN ? Vì ADN đợc coi là sở vật chất tợng di truyền cấp độ phân tử Gen là gì? Bản chất gen? Vì với loại nuclêôtit lại tạo đợc nhiều loại gen kh¸c nhau? Tr×nh bµy c¬ chÕ tæng hîp ADN vµ ý nghÜa cña nã? tr×nh bµy cÊu t¹o cña ARN §Æc ®iÓm vµ chøc n¨ng cña tõng lo¹i ARN 10.So s¸nh ADN vµ ARN vÒ cÊu t¹o vµ chøc n¨ng? 11 Trình bày chế tổng hợp ARN? ARN đợc tổng hợp theo nguyên tắc nào? ý nghÜa cña qu¸ tr×nh nµy? 12.So sánh quá trình tự nhân đôi và quá trình tổng hợp ARN? 13.Tr×nh bµy cÊu tróc vµ chøc n¨ng cña Pr«tªin? 14.So s¸nh ADN víi Pr«tªin vÒ cÊu t¹o vµ chøc n¨ng? 15.So s¸nh ARN víi Pr«tªin vÒ cÊu t¹o vµ chøc n¨ng? 16.Tr×nh bµy qu¸ tr×nh tæng hîp pr«tªin? 17.So s¸nh qu¸ tr×nh tù vµ qu¸ tr×nh gi¶i m·? (11) 18.So s¸nh qu¸ tr×nh m· vµ qu¸ tr×nh gi¶i m·? 19.Tr×nh bµy mèi quan hÖ gi÷a gen vµ tÝnh tr¹ng? 20.Phân tích đặc điểm cấu tạo ADN phù hợp với chức di truyền nó? 21.Nhờ đặc điểm cấu tạo nào mà ADN có tính ổn định tơng đối? (12)