Phiên mã là quá trình tổng hợp? trong nội dung bài viết dưới đây chúng tôi sẽ giải đáp vấn đề này.
Câu hỏi:
Phiên mã là quá trình tổng hợp?
A. AND
B. Prôtêin
C. ARN
D. ADN và ARN
Đáp án đúng C.
Phiên mã là quá trình tổng hợp ARN, quá trình truyền thông tin di truyền trên mạch mã gốc của gen (ADN) sang mARN theo nguyên tắc bổ sung, quá trình xảy ra trong nhân, vào kì trung gian của quá trình phân bào, thời điểm xảy ra là trước khi tế bào tổng hợp prôtêin.
Giải thích lý do chọn đáp án đúng là C do:
Phiên mã là quá trình truyền thông tin di truyền trên mạch mã gốc của gen (ADN) sang mARN theo nguyên tắc bổ sung. Phiên mã là quá trình xảy ra trong nhân, vào kì trung gian của quá trình phân bào.
– Thời điểm: Xảy ra trước khi tế bào tổng hợp prôtêin.
– Thành phần tham gia: Các loại enzim, các loại nuclêôtit tự do (A, U, G, X). Một phân tử AND khuôn.
– Diễn biến:
Xem thêm:
Bước 1. Khởi đầu:
Enzym ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn để lộ ra mạch gốc có chiều 3’→ 5’ và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu.
Bước 2. Kéo dài chuỗi ARN:
Enzym ARN pôlimeraza trượt dọc theo mạch gốc trên gen có chiều 3’ → 5’ và các nuclêôtit trong môi trường nội bào liên kết với các nucluotit trên mạch gốc theo nguyên tắc bổ sung:
A gốc – U môi trường
T gốc – A môi trường
G gốc – X môi trường
X gốc – G môi trường
Bước 3. Kết thúc:
+ Khi Enzym di chuyển đến cuối gen, gặp tín hiệu kết thúc thì quá trình phiên mã dừng lại, phân tử ARN: được giải phóng. Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn đóng xoắn ngay lại.
+ Ở sinh vật nhân sơ, mARN sau phiên mã được dùng trực tiếp làm khuôn tổng hợp prôtêin.
+ Ở sinh vật nhân thực, mARN sau phiên mã được cắt bỏ các đoạn intron, nối các đoạn êxôn tạo mARN trưởng thành rồi đi qua màng nhân ra tế bào chất làm khuôn tổng
Xem thêm:
– Kết quả: một đoạn pt ADN→ 1 Pt ARN
– Ý nghĩa: hình thành ARN trực tiếp tham gia vào quá trình sinh tổng hợp prôtêin quy định tính trạng.
1. ARN
a. Cấu tạo hóa học của ARN
Tương tự như phân tử ADN thì ARN là đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là các ribônuclêôtit.
Mỗi đơn phân (ribônuclêôtit) gồm 3 thành phần:
- 1 gốc bazơ nitơ (A, U, G, X) khác ở phân tử ADN là không có T.
- 1 gốc đường ribôzơ (C5H10O5), ở ADN có gốc đường đêôxiribôzơ (C5H10O4)
- 1 gốc axit phôtphoric (H3PO4).
ARN có cấu trúc chỉ gồm một chuỗi poliribônuclêôtit. Số ribônuclêôtit trong ARN bằng một nửa nuclêôtit trong phân tử ADN tổng hợp ra nó.
b. Các loại ARN và chức năng
Có 3 loại ARN là mARN, tARN và rARN thực hiện các chức năng khác nhau.
- mARN cấu tạo từ một chuỗi poliribônuclêôtit dưới dạng mạch thẳng, mARN có chức năng truyền đạt thông tin di truyền từ mạch gốc trên ADN đến chuỗi polipeptit. Các chuỗi polipeptit sẽ tạo thành prôtêin.
- tARN có cấu trúc với 3 thuỳ, trong đó có một thuỳ mang bộ ba đối mã có trình tự bổ sung với 1 bộ ba mã hóa axit amin trên phân tử mARN, tARN có chức năng vận chuyển axit amin tới ribôxôm để tổng hợp nên chuỗi polipetit.
- rARN có cấu trúc mạch đơn nhưng nhiều vùng các nuclêôtit liên kết bổ sung với nhau tạo các vùng xoắn kép cục bộ. rARN liên kết với các protein tạo nên các riboxom. rARN là loại ARN có cấu trúc có nhiếu liên kết hidro trong phân tử nhất và chiếm số lượng lớn nhất trong tế bào.
2. PHIÊN MÃ
a. Khái niệm
Phiên mã là quá trình tổng hợp phân tử ARN từ mạch mã gôc của gen. Bản chất của quá trình phiên mã là truyền đạt thông tin trên mạch mã gốc sang phân tử ARN.
Quá trình này diễn ra trong nhân, ở kì trung gian của tế bào giữa 2 lần phân bào, lúc NST đang giãn xoắn.
b. Cơ chế phiên mã
b.1) Các thành phần tham gia vào quá trình phiên mã
- Mạch mã gốc của gen mang thông tin tổng hợp phân tử ARN
- Nguyên liệu để tổng hợp mạch là các ribonucleotit tự do trong môi trường (U, A,G,X)
- ARN polimeaza nhận biết điểm khởi đầu phiên mã trên mạch mã gốc, bám vào và liên kết với mạch mã gốc, tháo xoắn phân tử ADN → lộ ra mạch mã gốc, tổng hợp nên mạch ARN mới.
Quá trình phiên mã diễn ra theo các bước:
Bước 1. Khởi đầu:
Enzym ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hoà làm gen tháo xoắn để lộ ra mạch gốc có chiều 3’→ 5’ và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu.
Bước 2. Kéo dài chuỗi ARN:
Enzym ARN pôlimeraza trượt dọc theo mạch gốc trên gen có chiều 3’ → 5’ và gắn các nuclêôtit trong môi trường nội bào liên kết với các nuclêôtit trên mạch gốc theo nguyên tắc bổ sung: Agốc - Umôi trường, Tgốc - Amôi trường, Ggốc – Xmôi trường, Xgốc – Gmôi trường, để tổng hợp nên mARN theo chiều 5’ → 3’.
Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn của gen đóng xoắn ngay lại.
Bước 3. Kết thúc:
Khi enzym di chuyển đến cuối gen, gặp tín hiệu kết thúc thì quá trình phiên mã dừng lại, phân tử ARN được giải phóng.
Do gen ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hóa liên tục nên mARN sau phiên mã được dùng trực tiếp làm khuôn tổng hợp prôtêin.
Ở sinh vật nhân thực, do vùng mã hóa của gen không liên tục nên mARN sau phiên mã phải cắt bỏ các đoạn intron, nối các đoạn êxôn tạo mARN trưởng thành rồi đi qua màng nhân ra tế bào chất làm khuôn tổng hợp chuỗi polipeptit.
Kết quả: 1 lần phiên mã 1 gen tổng hợp nên 1 phân tử ARN, có trình tự giống với mARN bổ sung nhưng thay T bằng U.
Ý nghĩa: hình thành các loại ARN tham gia trực tiếp vào quá trình sinh tổng hợp prôtêin quy định tính trạng.
Hãy trình bày diễn biến và kết quả của quá trình phiên mã.
Cơ chế phiên mã :
+ Đầu tiên ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hoà làm gen tháo xoắn để lộ ra mạch mã gốc (có chiều 3’" 5’) và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu.
+ Sau đó, ARN pôlimeraza trượt dọc theo mạch mã gốc trên gen có chiều 3’" 5’ để tổng hợp nên mARN theo nguyên tắc bổ sung (A - U ; G - X) theo chiều 5’ " 3’
+ Khi enzim di chuyển đến cuối gen gặp tín hiệu kết thúc " phiên mã kết thúc, phân tử mARN được giải phóng. Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn của gen xoắn ngay lại.
Ở sinh vật nhân sơ, mARN sau phiên mã được sử dụng trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp prôtêin.
Còn ở sinh vật nhân thực, mARN sau phiên mã phải được chế biến lại bằng cách loại bỏ các đoạn không mã hoá (intrôn), nối các đoạn mã hoá (êxon) tạo ra mARN trưởng thành.
Kết quả: thông tin di truyền trên mạch mã gốc của gen được phiên mã thành phân tử mARN theo nguyên tắc bổ sung.
I. PHIÊN MÃ
1. Khái niệm
- Là quá trình truyền thông tin di truyền từ ADN mạch kép sang ARN mạch đơn.
- Trong nhân tế bào gen mang mật mã di truyền nhưng lại nằm cố định trên NST
không thể di chuyển được. Để giúp gen làm nhiệm vụ truyền thông tin và điều khiển quá trình dịch mã phải nhờ đến một cấu trúc khác đó là mARN – bản sao của gen.
- Sau khi mARN được tổng hợp xong sẽ di chuyển ra ngoài tế bào chất với vai trò là bản sao của gen để điều khiển quá trình dịch mã tổng hợp chuỗi pôlipeptit.
2. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN
- ARN thông
tin (mARN): là phiên bản của gen, mang các bộ 3 mã sao, làm nhiệm vụ khuôn mẫu cho dịch mã ở ribôxôm.
- ARN vận chuyển (tARN): có chức năng vận chuyển axit amin và mang bộ 3 đối mã tới ribôxôm để dịch mã. Trong tế bào có nhiều loại tARN khác nhau, mỗi loại tARN vận chuyển một loại axit amin tương ứng.
- ARN ribôxôm (rARN): kết hợp với prôtêin tạo thành ribôxôm là nơi tổng hợp chuỗi pôlipeptit.
3.
Cơ chế phiên mã
- Quá trình phiên mã được bắt đầu khi enzim ARN pôlimeraza bám vào vùng khởi đầu làm gen tháo xoắn và tách 2 mạch đơn, ARN pôlimeraza di chuyển dọc theo mạch khuôn giúp cho các ribônuclêôtit tự do trong môi trường nội bào liên kết với các nu trên mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung (A - U, G - X) tạo nên phân tử mARN theo chiều 5’ → 3’.
- Đối với sinh vật nhân thực khi toàn bộ gen được phiên mã thì
mARN sơ khai được cắt bỏ intron và nối các êxôn với nhau thành mARN trưởng thành.
4. So sánh giữa tự nhân đôi ADN và phiên mã:
a) Khác nhau
- Tự nhân đôi ADN:
+ Chịu sự điều khiển của enzim ADN pôlimeraza.
+ Thực hiện trên cả 2 mạch (mạch gốc tổng hợp liên tục, mạch bổ sung tổng hợp gián đoạn).
+ 4 loại nu sử dụng từ môi trường là A, T, G, X.
+ Sản phẩm tạo thành là ADN mạch kép.
- Phiên mã:
+ Chịu sự điều khiển của enzim ARN pôlimeraza.
+ Chỉ thực hiện trên mạch gốc (vì ARN chỉ có 1 mạch đơn).
+ 4 loại nu sử dụng từ môi trường là A, U, G, X.
+
Sản phẩm tạo thành là ARN mạch đơn.
b) Giống nhau
- Khi thực hiện tự nhân đôi hoặc phiên mã thì NST chứa ADN phải ở trạng thái tháo xoắn.
- Đều được thực hiện theo nguyên tắc bổ sung và khuôn mẫu.
- Được thực hiện trong nhân tế bào với khuôn mẫu là ADN.
- Mạch mới luôn được tổng hợp theo chiều 5’ → 3’.
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 pôlipeptit của prôtêin.
2. Diễn biến
a) Hoạt hóa axit amin (aa)
- Nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các aa được hoạt hóa và gắn với tARN tạo nên
phức hợp aa - tARN.
b) Tổng hợp chuỗi pôlipeptit
- Giai đoạn mở đầu:
+ tARN mang aa mở đầu tiến vào vị trí côđon mở đầu sao cho anticôđon trên tARN của nó khớp bổ sung với côđon mở đầu trên mARN.
- Giai đoạn kéo dài chuỗi pôlipeptit:
+ tARN mang aa thứ nhất đến côđon thứ nhất sao cho anticôđon của nó khớp bổ sung
với côđon thứ nhất trên mARN. Enzim xúc tác tạo liên kết peptit giữa aa1 và aa mở đầu.
+ Ribôxôm dịch chuyển đi 1 bộ ba đồng thời tARN mang aa mở đầu rời khỏi ribôxôm.
+ tARN mang aa thứ hai đến côđon thứ hai sao cho anticôđon của nó khớp bổ sung với côđon thứ hai trên mARN. Enzim xúc tác tạo liên kết peptit giữa aa2 và aa1.
+ Sự dịch chuyển của ribôxôm lại tiếp tục theo từng bộ ba trên
mARN.
- Giai đoạn kết thúc chuỗi pôlipeptit:
+ Quá trình dịch mã tiếp diễn cho đến khi ribôxôm gặp côđon kết thúc trên mARN thì quá trình dịch mã dừng lại.
+ Ribôxôm tách khỏi mARN và chuỗi pôlipeptit được giải phóng, aa mở đầu cũng rời khỏi chuỗi pôlipeptit để trở thành prôtêin hoàn chỉnh.
3. Pôliribôxôm (pôlixôm)
- Trên mỗi phân tử mARN thường có một số ribôxôm cùng hoạt động được gọi là pôliribôxôm. Như vậy, mỗi một phân tử mARN có thể tổng hợp được từ 1 đến nhiều chuỗi pôlipeptit cùng loại rồi tự hủy.
- Ribôxôm có tuổi thọ lâu hơn và đa năng hơn.
4. Mối liên hệ ADN - mARN - prôtêin - tính trạng:
- Cơ chế của hiện tượng di truyền ở cấp độ phân tử:
ADN → (Nhân đôi) ADN → (Phiên mã) mARN → (Dịch mã) 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 được biểu hiện thành tính trạng của cơ thể thông qua các cơ chế phiên mã và dịch mã.
Page 2
SureLRN