Tổng hợp kiến thức Phiên mã và Dịch mã đầy đủ, chi tiết

Tải xuống

Nhằm mục đích giúp học sinh ôn luyện, nắm vững được những kiến thức lý thuyết quan trọng môn Sinh học để chuẩn bị cho kì thi THPT Quốc gia năm 2021, VietJack biên soạn Tổng hợp kiến thức Phiên mã và Dịch mã đầy đủ, chi tiết. Hi vọng với loạt bài này học sinh sẽ có thêm tài liệu ôn tập và đạt kết quả cao trong kì thi THPT Quốc gia môn Sinh học.

I. TRỌNG TÂM LÝ THUYẾT

1. Kiến thức về phiên mã

– Phiên mã là quá trình tổng hợp ARN dựa trên mạch gốc của gen.

– Phiên mã diễn ra ở kì trung gian của quá trình phân bào (ở pha G1 của chu kì tế bào). Ở đâu có gen thì ở đó có phiên mã. Vì vậy, trong tế bào chất của tế bào nhân thực có gen ở ti thể, lục lạp cho nên phiên mã cũng diễn ra ở ti thể, lục lạp. Do đó, ở tế bào nhân thực, phiên mã không chỉ diễn ra ở trong nhân mà còn diễn ra ở cả tế bào chất.

– Phiên mã chỉ sử dụng enzym ARN pôlimeraza. Do đó, enzym này vừa tháo xoắn ADN để lộ mạch khuôn, vừa xúc tác để tổng hợp mạch pôlinuclêôtit mới.

– Gen có 2 mạch nhưng chỉ có mạch gốc (mạch có chiều 3’→ 5’ so với chiều trượt của enzym tháo xoắn) được dùng để làm khuôn tổng hợp ARN.

– Một gen tiến hành phiên mã 10 lần thì sẽ tổng hợp được 10 phân tử mARN. Vì quá trình phiên mã diễn ra theo nguyên tắc bổ sung nên các phân tử mARN này đều có cấu trúc hoàn toàn giống nhau.

– Trên mỗi phân tử ADN có nhiều gen nhưng không phải gen nào cũng phiên mã. Sự phiên mã của gen tùy thuộc vào nhu cầu tổng hợp prôtêin của tế bào. Do đó các gen khác nhau thường có số lần phiên mã khác nhau.

– Ở sinh vật nhân sơ, đang phiên mã tổng hợp mARN, mARN được tiến hành dịch mã ngay. Ở sinh vật nhân thực, mARN được loại bỏ các đoạn intron, sau đó nối các đoạn exon lại với nhau tạo ra mARN trưởng thành, mARN trưởng thành đi ra tế bào chất tham gia dịch mã tổng hợp prôtêin.

2. Kiến thức về mã di truyền và dịch mã

a) Mã di truyền (MDT): là trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong gen quy định trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi pôlipeptit (prôtêin).

– MDT là mã bộ ba, cứ 3 nuclêôtit quy định 1 aa. (Nếu chỉ có 2 loại A và G thì có số loại bộ ba là: 23 = 8 loại; Nếu có 3 loại A, U và X thì sẽ có 33 = 27 loại bộ ba). Nếu chỉ tính bộ ba mã hóa aa thì có 61 loại bộ ba.

– MDT được đọc liên tục, từ một điểm xác định trên mARN và không gối lên nhau. Vì vậy, trên mỗi loại phân tử mARN thì mã di truyền chỉ được đọc từ một điểm cố định (trừ bộ ba mở đầu).

– MDT có tính phổ biến (trừ một vài ngoại lệ), có tính đặc hiệu và có tính thoái hóa. Trong 64 mã di truyền thì có 2 bộ ba không có tính thoái hóa, đó là AUG và UGG.

b) Dịch mã: (Dịch mã là quá trình chuyển thông tin từ các bộ ba trên mARN thành trình tự các axit amin trên chuỗi pôlipeptit).

– Có 4 thành phần tham gia dịch mã, đó là: mARN, tARN, ribôxôm, axit amin. Trong đó tARN đóng vai trò là nhân tố tiến hành dịch mã (dịch bộ ba trên mARN thành axit amin).

– Dịch mã có 2 giai đoạn chính là giai đoạn hoạt hóa axit amin và giai đoạn tổng hợp chuỗi pôlipeptit.

– Ở giai đoạn hoạt hóa axit amin, sử dụng năng lượng ATP để hoạt hóa axi amin và gắn axit amin với tARN (ATP + aa + tARN →aa ~ tARN).

– Ở giai đoạn tổng hợp chuỗi pôlipeptit, mỗi bộ ba trên mARN được dịch thành 1 axit amin. Trong đó, bộ ba đối mã của tARN khớp bổ sung với bộ ba mã hóa trên mARN.

– Ở sinh vật nhân sơ, aa mở đầu chuỗi pôlipeptit là focmin Metiônin; Ở sinh vật nhân thực, aa mở đầu là Metiônin.

– Khi dịch mã, ribôxôm trượt từ bộ ba mở đầu (AUG) ở đầu 5’ của mARN cho đến khi gặp bộ ba kết thúc ở đầu 3’ của mARN thì dừng lại. Trên mỗi mARN có thể có nhiều bộ ba AUG nhưng chỉ có một bộ ba làm nhiệm vụ mở đầu dịch mã.

– Số lượng chuỗi pôlipeptit phụ thuộc vào số lượng ribôxôm tham gia dịch mã và số phân tử mARN. Ví dụ, nếu có x phân tử mARN và có y ribôxôm thì số chuỗi pôlipeptit được tạo ra = x.y.

* Sơ đồ mô tả cơ chế di truyền ở cấp phân tử:

Tổng hợp kiến thức Phiên mã và Dịch mã đầy đủ, chi tiết

* Như vậy, thông tin di truyền ở trên gen được biểu hiện thành tính trạng trên cơ thể sinh vật thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã.

3. Kiến thức về điều hòa hoạt động gen

* Điều hòa hoạt động gen là điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra. Ở sinh vật nhân sơ, sự điều hòa hoạt động của gen là điều hòa quá trình phiên mã theo mô hình operon Lac.

– Operon Lac có 3 thành phần, đó là: Vùng khởi động (P), vùng vận hành (O), các gen cấu trúc Z, Y, A. Vùng khởi động là vị trí để enzym bám vào khởi động phiên mã; Vùng vận hành là vị trí để chất ức chế bám vào ức chế phiên mã. Các gen cấu trúc (Z, Y, A) quy định tổng hợp prôtêin tham gia chuyển hóa và sử dụng đường lactozơ.

– Các gen trong một operon có chung một vùng khởi động, một vùng vận hành cho nên sẽ có số lần phiên mã bằng nhau. Ví dụ, nếu gen Z phiên mã 10 lần thì gen A cũng phiên mã 10 lần.

– Operon Lac sẽ không phiên mã khi có chất ức chế bám vào vùng vận hành (vùng O); Hoặc khi có đột biến làm mất vùng khởi động (P) của operon.

– Operon Lac sẽ phiên mã khi: Vùng vận hành (O) được tự do và vùng khởi động (P) hoạt động bình thường.

4. Kiến thức về mối quan hệ giữa gen, mARN, prôtêin

– Thông tin di truyền ở trên gen được biểu hiện thành tính trạng trên cơ thể thông qua 2 quá trình là phiên mã và dịch mã. Cả phiên mã và dịch mã đều diễn ra theo nguyên tắc bổ sung.

– Một đặc điểm chỉ có ở phiên mã ở sinh vật nhân thực mà không có ở sinh vật nhân sơ, đó là sau phiên mã có sự hoàn thiện ARN (cắt bỏ các đoạn intron và nối các đoạn exon để tạo nên mARN trưởng thành…).

– Trong các enzym tham gia cơ chế di truyền ở cấp phân tử thì chỉ có enzym ARN pôlimeraza có khả năng tháo xoắn phân tử ADN và tổng hợp mạch pôlinuclêôtit mới.

– Vì mã di truyền có tính đặc hiệu cho nên biết được trình tự các bộ ba trên mARN sẽ suy ra trình tự các axit amin trên chuỗi pôlipeptit. Ngược lại, vì mã di truyền có tính thoái hóa cho nên biết được trình tự các axit amin trên chuỗi pôlipeptit không thể suy ra trình tự các bộ ba ở trên mARN.

– Quá trình phiên mã không theo nguyên tắc bổ sung thì sẽ tổng hợp ra phân tử ARN có cấu trúc khác với ARN lúc bình thường nhưng không làm phát sinh đột biến gen (vì không làm thay đổi cấu trúc của gen).

Tải xuống

Xem thêm các bài tổng hợp, tóm tắt kiến thức trọng tâm môn Sinh học lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia hay, chi tiết khác: