Sinh 12 - BÀI 2 PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ

Sinh 12 - BÀI 2 PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ

                                VIDEO BÀI GIẢNG CHI TIẾT

A- LÝ THUYẾT

I. Cơ chế phiên mã

1. Khái niệm

- Phiên mã là sự truyền thông tin từ ADN mạch kép sang ARN mạch đơn. Trong mỗi gen chỉ có 1 mạch được làm khuôn (mạch mã gốc) để tổng hợp nên phân tử ARN.

- Ở sinh vật nhân thực, quá trình phiên mã xảy ra trong nhân tế bào vào kỳ trung gian lúc NST ở dạng chưa đóng xoắn (dãn xoắn).

2. Các loại ARN

Phiên mã tạo ra các loại ARN: mARN, tARN, rARN.

- mARN: mạch thẳng, làm khuôn để tổng hợp protein; sau khi tổng hợp protein xong, mARN thường được các enzim phân hủy.

- tARN: có 1 bộ ba đối mã đặc hiệu (anticodon) có thể nhận ra và bắt bổ sung với codon tương ứng trên mARN; vận chuyển axit amin tới riboxom.

- rARN: kết hợp với protein tạo nên riboxom; nơi tổng hợp protein.

 3. Diễn biến quá trình phiên mã

Quá trình phiên mã gồm 3 giai đoạn: 


- Khởi đầu: Enzim ARN polimeraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn để lộ mạch mã gốc có chiều 3 → 5 và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu.

- Kéo dài: ARN polimeraza trượt dọc theo mạch mã gốc trên gen để tổng hợp nên phân tử mARN theo nguyên tắc bổ sung    (A - U, T – A, G – X và X - G) theo chiều     5’→ 3’.

         - Kết thúc:

+ Khi enzim di chuyển tới cuối gen gặp tín hiệu kết thúc thì nó dừng phiên mã và giải phóng phân tử mARN vừa được tổng hợp.

+ Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn đóng xoắn ngay lại.

4. Điểm khác biệt về phiên mã ở sinh vật nhân sơ và nhân thực

- Ở tế bào nhân sơ, mARN sau phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protein.

- Ở tế bào nhân thực, mARN sau phiên mã là mARN sơ khai gồm các exon và intron. Các intron được một loại enzim đặc hiệu cắt bỏ các đoạn intron để tạo nên mARN trưởng thành chỉ chứa toàn exon tham gia quá trình dịch mã → mARN trưởng thành ngắn hơn mARN sơ khai.

II. Cơ chế dịch mã

   1. Khái niệm

 Là quá trình chuyển mã di truyền chứa trong mARN thành trình tự các axit amin trong chuỗi polipeptit của protein.

    2. Diễn biến của cơ chế dịch mã

      a. Hoạt hóa axit amin

            Trong tế bào chất nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các axit amin đựơc hoạt hoá và gắn với tARN tương ứng tạo nên phức hợp aa- tARN.

      b. Dịch mã và hình thành chuỗi polypeptit 


    - Mở đầu:

+ Tiểu đơn vị bé của ribôxôm đến tiếp xúc với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu. Vị trí này nằm gần codon mở đầu.

+ Bộ ba đối mã (trên tARN) của phức hợp mở đầu fMet-tARN (ở sinh vật nhân thực là mêtiônin (Met-tARN)) bổ sung chính xác với codon mở đầu (AUG) trên mARN.

+ Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm kết hợp tạo ribôxôm hoàn chỉnh sẵn sàng tổng hợp chuỗi polypeptit.

   - Kéo dài:

+ tARN mang axit amin thứ nhất (aa-tARN) tới vị trí bên cạnh, anticodon của nó phải khớp bổ sung với codon của axit amin thứ nhất ngay sau codon mở đầu trên mARN. Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu với axit amin thứ nhất (fMet-aa1).

+ Ribôxôm dịch chuyển đi 1 bộ ba trên mARN, đồng thời tARN (đã mất axit amin mở đầu) rời khỏi ribôxôm.

+ Tiếp theo, tARN mang axit amin thứ hai (aa2-tARN) tiến vào ribôxôm, anticodon của nó phải khớp bổ sung với codon của axit amin thứ hai trên mARN. Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin thứ nhất với axit amin thứ hai (aa1-aa2). Sự dịch chuyển của riboxom lại tiếp tục theo từng bộ ba trên mARN.

- Kết thúc:                                                          

               + Quá trình dịch mã cứ tiếp diễn cho đến khi gặp cođon kết thúc trên mARN (UAG, UGA, UAA) thì quá trình dịch mã hoàn tất.

               + Ribôxôm tách khỏi mARN và chuỗi polypeptit cấu trúc bậc một được giải phóng, đồng thời axit amin mở đầu (fMet) tách khỏi chuỗi polypeptit vừa tổng hợp → hình thành nên phân tử prôtêin hoàn chỉnh.

3. Pôliribôxôm 


- Trên mỗi phân tử mARN thường có một số ribôxôm cùng hoạt động được gọi là pôliribôxôm (hay pôlyxôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp protein.

- Các ribôxôm cùng trượt qua trên mARN sẽ tạo nên nhiều chuỗi polipeptit giống nhau.

- Các ribôxôm được sử dụng qua vài thế hệ của tế bào và có thể tham gia vào tổng hợp bất cứ loại protein nào.

 4. Mối liên hệ ADN-mARN-prôtêin-tính trạng

- Thông tin di truyền trong ADN của mỗi tế bào được truyền đạt cho thế hệ tế bào con thông qua cơ chế nhân đôi.

- Thông tin di truyền trong ADN còn được biểu hiện thành tính trạng của cơ thể thông qua quá trình phiên mã từ ADN sang mARN, rồi dịch mã từ mARN sang protein và từ protein biểu biện thành tính trạng.




 B- CÂU HỎI SAU SGK VÀ TRẢ LỜI

Câu 1 trang 14 SGK Sinh học 12

Hãy trình bày diễn biến quá trình phiên mã và kết quả của nó.

Trả lời :

-Phiên mã tạo ra các loại ARN là rARN, tARN , mARN.

-Quá trình phiên mã gồm 3 giai đoạn: khởi đầu, kéo dài và kết thúc.

-Quá trình phiên mã được bắt đầu khi enzim ARN polimeraza bám vào promoter ( vùng khởi đầu của gen) -> gen tháo xoắn và tách 2 mạch đơn làm lộ ra khuôn mach 3' -> 5' (machj có nghĩa). ARNpolimeraza di chuyển dọc theo mạch giúp các nucleotit tự do trong môi trường nội bào liên kết với các nucleotit trên mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung tạo nên phân tử mARN thepo chiều 5' -> 3'.

- Đối với phần lớn các gen ở các sinh vật nhân chuẩn, sau khi toàn bộ gen được phiên mã thì mARN sơ khai được sửa đổi để cắt bỏ các intron và nối các exon lại với nhau thành mạch MARN chức năng. Sau đó mARN chứ năng từ nhân ra chất tế bào tới riboxom để làm khuân tổng hợp protein.

-trong phiên mã chỉ một mạch 3' -> 5' được dùng làm khuôn .

Chiều tổng hợp mARN của enzim ARNpolimeraza là 5' -> 3'.

- Giữa mARN sơ khai và mARN chức năng được phiên mã từ 1 gen cấu trúc ở sinh vật nhân chuẩn thì mARN chức năng ngắn  hơn vì ARN polimeraza phiên mã mạch khuôn 3' -> 5'là tất cả các exon và intron theo nguyên tắc bổ sung thành mARN sơ khai. Sau đó các intron bị cắt bỏ và nối lại các intron thành mARN chức năng.


Câu 2 trang 14 SGK Sinh học 12

Quá trình dịch mã tại riboxom diễn ra như thế nào?

Trả lời :

Quá trình dịch mã tại ribôxôm chia thành 2 giai đoạn:

– Hoạt hóa axit amin Trong tế bào chất, nhờ enzim đặc hiệu và ATP, mỗi axit amin được hoạt hóa và gắn với tARN tương ứng tạo nên phức hợp axit amin – tARN (aa – tARN).

– Tổng hợp chuỗi pôlipeptit. Gồm 3 giai đoạn  

+ Mở đầu:Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn với mARN ở vị trí đặc hiệu nằm gần côđon mở đầu. Bộ ba đối mã của phức hợp mở đầu Met – tARN (UAX) khớp bổ sung với côđon mở đầu (AUG) trên mARN. Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm kết hợp tạo ribôxôm hoàn chỉnh sẵn sàng tổng hợp chuỗi pôlipeptit.

+ Kéo dài chuỗi pôlipeptit Anticôđon của phức hợp thứ 2 vào gắn bổ sung với  côđon thứ 2 trên mARN, aa thứ 2 liên kết với aa Met (trước) bằng liên kết peptit.  Ribôxôm lại dịch chuyển đi một côđon trên mARN và cứ tiếp tục như vậy đến cuối mARN.

+ Kết thúc Khi ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc trên mARN thì quá trình dịch mã hoàn tất. Nhờ enzim đặc hiệu, axit amin mở đầu được cắt khỏi chuỗi pôlipeptit vừa tổng hợp. Chuỗi pôlipeptit tiếp tục hình thành các cấu trúc bậc cao hơn, trở thành prôtêin có hoạt tính sinh học. Trong quá trình dịch mã , mARN không gắn với từng ribôxôm riêng rẽ mà đồng thời gắn với một nhóm ribôxôm gọi là pôliribôxôm (gọi tắt là pôlixôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin.


Câu 3 trang 14 SGK Sinh học 12

Nêu vai trò của poliriboxom trong quá trình tổng hợp protein?

Trả lời:

Trên mỗi phân tử mARN thường có một số riboxom cùng hoạt đọng được gọi là poliriboxom. sự hình thành poliriboxom là sau khi riboxom thứ nhất dịch chuyển được 1 đoạn thì riboxom thứ 2 liên kết vào mARN.

Tiếp theo đó là riboxom thứ 3, 4 .... Như vậy, mỗi 1 phân tử mARN có thể tổng hợp từ 1 đến nhiều chuỗi polipeptit cùng loại rồi tự hủy. Các riboxom được sử dụng qua vài thế hệ tế bào và có thể tham gia vào tổng hợp bất cứ loại protein nào.


Câu 4 trang 14 SGK Sinh học 12

Một số đoạn gen có trình tự các nucleotit như sau:

3‘  XGA GAA TTT XGA  5‘ (mạch mã gốc)

5‘  GXT XTT AAA GXT  3‘

a, Hãy xác định trình tự các axit amin trong chuỗi pôlipeptit được tổng hợp từ đoạn gen trên.

b, Một đoạn phân tử prôtêin có trình tự axit amin như sau: – lơxin – alanin – valin – lizin – Hãy xác định trình tự các cặp nuclêôtit trong đoạn gen mang thông tin quy định cấu trúc đoạn prôtêin đó.

Trả lời:

a, mARN có: 5‘  GXU XUU AAA GXU  3‘

Trình tự axit amin trong prôtêin: Ala – Leu – Lys – Ala

b, Vì có nhiều bộ ba cùng mã hóa một axit amin nên đây là một trường hợp. Trình tự axit amin trong prôtêin  – lơxin – alanin – valin – lizin

– mARN    UUA GXU GUU AAA

ADN   3‘  AAT XGA XAA TTT  5‘ (mạch mã gốc)

         5‘  TTA GXT GTT AAA  3‘


Câu 5 trang 14 SGK Sinh học 12

Hãy chọn phương án trả lời đúng nhất:

Các prôtêin được tổng hợp trong tế bào nhân thực đều

A. bắt đầu bằng axit amin Met.

B. bắt đầu bằng axit amin foocmin mêtiônin.

C. Có Met ở vị trí đầu tiên bị cắt bởi enzim.

D. Cả A và C.

Trả lời: Đáp án D đúng nhất


Đăng nhận xét

Mới hơn Cũ hơn
Đọc tiếp:
Icon-Zalo Zalo Icon-Messager Messenger Icon-Youtube Youtube Icon-Instagram Tiktok