Đăng ký

Hạng: Không

Bài đăng: 0

Tham gia: Chưa

Hi Guest

Cách thông tin di truyền được truyền đạt trên ADN

VNR Content

ADN là phân tử lưu trữ thông tin di truyền của tế bào. Thông tin di truyền trên ADN được truyền đạt qua thế hệ sau và biểu hiện thành tính trạng thông qua quá trình nhân đôi ADN, quá trình phiên mã và quá trình dịch mã.

Trong đó:

Thông tin di truyền trong ADN được truyền lại cho thế hệ tế bào sau thông qua cơ chế nhân đôi.
Thông tin di truyền trong ADN (gen) được biểu hiện thành tính trạng của cơ thể thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã.

Cách thông tin di truyền được truyền đạt trên ADN

Sơ đồ cơ chế di truyền cấp phân tử

1.2. Quá trình tự nhân đôi ADN (tự sao hoặc tái bản ADN)

Thời gian: pha S của kì trung gian trong chu kì tế bào.

Nơi xảy ra: chủ yếu xảy ra trong nhân tế bào.

Nguyên tắc: bổ sung, bán bảo toàn.

Sơ đồ cơ chế di truyền cấp phân tử

Diễn biến:

Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN

Nhờ các enzim tháo xoắn 2 mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dần tạo ra chạc ba tái bản (hình chữ Y).

Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới

Enzim ADN pôlimeraza dùng 2 mạch ADN mẹ làm mạch khuôn tổng hợp nên mạch mới theo nguyên tắc bổ sung (A liên kết với T, G liên kết với X).

Enzim ADN pôlimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5’3’.

⇒

Trên mạch khuôn có chiều 3’ 5’ thì mạch mới được tổng hợp liên tục.

⇒

Trên mạch khuôn có chiều 5' 3’ thì mạch mới được tổng hợp thành từng đoạn ngắn (đoạn Okazaki) rồi sau đó nối lại với nhau nhờ enzim nối ligaza để tạo thành mạch hoàn chỉnh.

⇒

Bước 3: (2 phân tử ADN con được tạo thành) Nhờ nguyên tắc bán bảo tồn mà trong mỗi phân tử ADN con có 1 mạch của phân tử ADN ban đầu và 1 mạch mới được tổng hợp.

Kết quả: 1 ADN mẹ nhân đôi 1 lần tạo ra hai ADN con giống nhau và giống hệt mẹ. Mỗi ADN con có 1 mạch đơn có nguồn gốc từ ADN mẹ, một mạch có nguồn gốc từ môi trường nội bào.

Ý nghĩa: Giúp truyền đạt vật chất di truyền từ tế bào mẹ sang tế bào con.

Phân biệt quá trình nhân đôi ở tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ: Quá trình nhân đôi ADN ở tế bào nhân thực có nhiều loại enzim tham gia và nhiều đơn vị tái bản hơn tế bào nhân sơ.

1.3. Quá trình phiên mã

Phiên mã là quá trình tạo ra các loại ARN dựa trên mạch khuôn (mạch mã gốc) của ADN.

Nơi xảy ra: chủ yếu trong nhân tế bào.

Diễn biến:

Khởi động: Enzim ARN polimeraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn, lộ mạch gốc (có chiều 3’ - 5’) và bắt đầu phiên mã tại vị trí đặc hiệu.

Kéo dài: ARN pôlimeraza tổng hợp mARN (theo chiều 5’ - 3’) dựa trên khuôn mẫu của mạch mã gốc theo nguyên tắc bổ sung (A-U, G-X, T-A, X-G).

Kết thúc: Khi ARN polimeraza gặp tín hiệu kết thúc thì dừng phiên mã giải phóng một phân tử mARN.

Quá trình trưởng thành mARN:

Ở sinh vật nhân sơ, mARN sau khi tổng hợp trực tiếp tham gia vào dịch mã.
Ở sinh vật nhân thực, mARN sau khi tổng hợp sẽ cắt bỏ các đoạn intron, nối các đoạn exon tạo thành mARN trưởng thành đi ra ngoài tế bào chất, tham gia dịch mã.

Cơ chế phiên mã

1.4. Quá trình dịch mã

Mã di truyền là mã bộ ba (3 nuclêôtit đứng kế tiếp trên gen quy định cho 1 axit amin).
Mã di truyền trên ADN là bộ ba mã gốc (triplet), trên mARN là bộ ba mã hoá (cođon), trên tARN là bộ ba đối mã (anticođon).

Có 64 cođon:

61 cođon mã hoá cho axit amin, trong đó có cođon 5’AUG3’ vừa là bộ ba mở đầu vừa mã hoá cho axit amin mêtiônin (hoặc formyl metionin ở sinh vật nhân sơ).

3 cođon 5’UAA3’, 5’UAG3’, 5’UGA3’ là bộ ba kết thúc, không mã hoá cho axit amin nào.

Đặc điểm của mã di truyền:

Được đọc theo 1 chiều, từ một điểm xác định, theo từng bộ ba mà không gối lên nhau.
Mã di truyền mang tính phổ biến.
Mã di truyền mang tính thoái hóa.
Mã di truyền có tính đặc hiệu.

Quá trình dịch mã: Dịch mã là quá trình tổng hợp nên phân tử prôtêin từ mạch khuôn mARN.

Nơi xảy ra: Trong tế bào chất

Diễn biến:

Giai đoạn 1: Hoạt hóa axit amin

Nhờ năng lượng ATP và các enzim đặc hiệu các axit amin được hoạt hóa và gắn với các tARN tương ứng để tạo phức hợp axit amin-tARN.

Giai đoạn 2: Tổng hợp mạch pôlipeptit gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn mở đầu:

Tiểu đơn vị bé của ribôxom gắn với mARN tại vị trí nhận biết đặc hiệu.
Phức hợp mở đầu Met-tARN bổ sung chính xác với cođon mở đầu 5’AUG3’.
Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm kết hợp với tiểu đơn vị bé tạo ribôxôm hoàn chỉnh.

Giai đoạn kéo dài:

Phức hợp axit amin1-tARN đến đối mã với cođon tiếp theo, liên kết pepetit hình thành.
Ribôxôm dịch chuyển tiếp 1 bộ ba đến cođon tiếp theo.
Phức hợp axit amin2-tARN đến đối mã với cođon tiếp theo, quá trình cứ tiếp tục như vậy cho đến cuối mARN.

Giai đoạn kết thúc:

Khi ribôxôm tiếp xúc với bộ ba kết thúc trên mARN thì quá trình dịch mã hoàn tất.
Axit amin mở đầu Met được cắt khỏi chuỗi pôlipeptit vừa tổng hợp và hình thành phân tử prôtêin hoàn chỉnh để thực hiện chức năng sinh học.

Lưu ý: Cùng lúc có thể có nhiều ribôxôm (pôlixôm) cùng hoạt động giúp tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin khi nhu cầu cơ thể cần.