Tiếp cận hệ thống trong dạy môn Sinh học lớp 9 27 Vị trí: chủ yếu ở trong nhân tế bào (ADN trong ty thể hoặc lục lạp nhân đôi ở đó)
Thời điểm: Kì trung gian - Pha S
Nguyên tắc: khuôn mẫu, bán bảo toàn, NTBS, nguyên tắc ngược chiều.
Diễn biến:
- Mở đầu: Dưới xúc tác của enzim làm phân tử ADN tháo xoắn, liên kết hidro bị cắt 2 mạch tách dần nhau để lộ ra 2 mạch khuôn.
- Tổng hợp chuỗi polinucleotit: Enzim ADN - polimeraza liên kết mỗi nucleotit trên mỗi mạch mẹ với các nucleotit tự do của môi trường theo NTBS: A- T; G- X; T- A; X- G để tạo nên chuỗi polinucleotit mới.
- Kết quả từ một phân tử ADN mẹ hình thành 2 phân tử ADN con, trong mỗi ADN con có một mạch là của mẹ và một mạch mới được tổng hợp gọi là nguyên tắc bán bảo toàn (nguyên tắc giữ lại một nửa).
Ý nghĩa:
- Là cơ sở phân tử của hiên tượng di truyền và sinh sản
- Duy trì đặc tính của từng loài ổn định qua các thế hệ, đảm bảo cho sự sống sinh sôi nảy nở, duy trì.
- Sự tự nhân đôi của ADN là cơ sở để NST nhân đôi hình thành NST kép, đảm bảo cho quá trình phân bào nguyên phân, giảm phân, thụ tinh xảy ra bình thường, thông tin di truyền của loài được ổn định. Ở cấp độ tế bào và cấp độ phân tử qua các thế hệ. Nhờ đó con sinh ra giống với bố mẹ, ông bà tổ tiên.
3.2. Cơ chế tổng hợp mARN (Phiên mã) Vị trí: chủ yếu ở trong nhân tế bào. Vị trí: chủ yếu ở trong nhân tế bào.
Thời điểm: kì trung gian.
Nguyên tắc: khuôn mẫu, NTBS, nguyên tắc ngược chiều.
Diễn biến:
- Mở đầu: dưới tác dụng của enzim ARN - polimeraza làm cho một đoạn ADN (ứng với một hoặc một số gen) tháo xoắn, liên kết hidro bị cắt, 2 mạch ADN tách dần nhau trong đó có một mạch làm mã gốc làm khôn tổng hợp ARN.
Tiếp cận hệ thống trong dạy môn Sinh học lớp 9 28
- Tổng hợp chuỗi poli ribonucleotit: enzim ARN – polimeraza di chuyển trên mạch gốc của gen (theo chiều 3’ – 5’) và liên kết các nucleotit trên mạch mã gốc với các nucleotit tự do của một trường nội bào theo NTBS. Tạo nên chuỗi poli ribonucleotit (mARN).
- Kết thúc: khi gặp tín hiệu kết thúc thì quá trình phiên mã được dừng lại - Sự tổng hợp tARN và rARN cũng theo cơ chế tương tự.
Ý nghĩa: sự tổng hợp ARN đảm bảo cho quá trình dịch mã chính xác ở tế bào chất để tạo nên các protein cần thiết cho tế bào.
3.3. Cơ chế dịch mã tổng hợp protein
Vị trí: Ở tế bào chất.
Nguyên tắc: khuôn mẫu, NTBS.
Diễn biến: Gồm 2 giai đoạn
Giai đoạn 1: Hoạt hoá axit amin
- Axit amin tự do dưới xúc tác của enzim liên kết với hợp chất giàu năng lượng ATP trở thành axit amin được hoạt hoá .
- Axit amin được hoạt hoá dưới xúc tác của enzim liên kết với tARN tạo phức hệ giữa axit amin và ARN vận chuyển.
Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi polipeptít
Mở đầu: mARN từ trong nhân TB chui qua màng nhân ra ngoài tế bào chất để tiếp xúc với tiểu thể bé của riboxôm.
- tARN mang axit amin mở đầu đến. Bộ ba đối mã khớp với bộ ba mã sao theo NTBS thì axit amin mở đầu được đặt đúng chỗ
- Tiểu đơn vị lớn của ri bôxom đến kết hợp tạo riboxôm hoàn chỉnh
Kéo dài: tARN vận chuyển axit amin thứ nhất tiến vào riboxom đối mã của nó khớp với mã thứ nhất trến mARN theo NTBS, một liên kết peptit được hình thành giữa axit amin mở đầu với axit amin thứ nhất. Riboxom chuyển dịch sang bộ ba thứ 2 đẩy tARN axit amin mở đầu ra ngoài. Lập tức tARN axit amin thứ 2 tiến vào riboxom đối mã của nó lắp ráp với mã bộ ba trên mARN theo
Tiếp cận hệ thống trong dạy môn Sinh học lớp 9 29
NTBS. Cứ tiến hành theo phương thức đó cho đến tận bộ ba tiếp giáp với bộ ba kết thúc chuỗi polipeptit lúc này có cấu trúc
aaMD – aa1 – aa2 … aan vẫn còn gắn với tARN axit amin thứ n
Kết thúc: Riboxom cứ tiếp tục chuyển dịch cho tới khi gặp mã kết thúc (một trong 3 bộ ba UAA, UAG, UGA) thì quá trình dịch mã được hoàn tất.
- Riboxôm rời khỏi mARN, 2 tiểu thể của riboxôm tách rời nhau. Chuỗi polipeptít được giải phóng. Enzim đặc hiệu cắt axit amin mở đầu ra khỏi chuỗi polipeptit, protein hoàn chỉnh cấu trúc bậc cao hơn.
- Trên mỗi mARN cùng lúc có thể có nhiều riboxom trượt qua để tổng hợp nhiều phân tử protein cùng loại.
- Sự tổng hợp protein góp phần thực hiện chức năng biểu hiện tính trạng, cung cấp nguyên liệu cấu tạo nên các bào quan và đảm nhận nhiều chức năng khác nhau.