BÀI 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI CỦA ADN

I. Gen

1.Khái niệm:

Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hoá một chuỗi pôlipeptit hay một phân tử ARN.

Ví dụ: gen hemôglôbin anpha là gen mã hóa chuỗi pôlipeptid anpha tạo nên phân tử Hb trong tế bào hồng cầu.

2. Cấu trúc chung của gen cấu trúc:

Cấu trúc chung của một gen cấu trúc

– Vùng điều hòa

+ Vị trí: nằm ở đầu 3’ của mạch mã gốc của gen.

+ Chức năng: là nơi để ARN pôlimeraza nhận biết và liên kết để khởi động quá trình phiên mã, đồng thời cũng chứa trình tự nuclêôtit điều hòa quá trình phiên mã.

– Vùng mã hóa: mang thông tin mã hóa các axit amin.

+ Gen không phân mảnh: các gen ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hóa liên tục.

+ Gen phân mảnh: các gen ở sinh vật nhân thực có vùng mã hóa không liên tục.

– Vùng kết thúc

+ Vị trí: nằm ở đầu 5’ của mạch mã gốc của gen.

+ Chức năng: mang tín hiệu kết thúc phiên mã.

II. Mã di truyền

1. Khái niệm:

Mã di truyền là mã bộ ba, cứ ba nuclêôtit  đứng liền nhau trên mạch mã gốc mã hoá cho một axit amin.

•  Bộ ba mở đầu: khởi đầu dịch mã, quy định aa Mêtionin ở sinh vật nhân thực và formin mêtionin ở sinh vật nhân sơ.

•  Bộ ba kết thúc: các bộ ba UAA, UAG, UGA quy định tín hiệu kết thúc quá trình dịch mã.

2. Đặc điểm của mã di truyền:

– Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định theo từng bộ ba nuclêôtit mà không gối lên nhau.

– Mã di truyền có tính phổ biến, tức là các loài đều có chung một bộ mã di truyền, trừ một vài ngoại lệ.

– Mã di truyền có tính đặc hiệu, tức là một bộ ba chỉ mã hóa cho một aa.

– Mã di truyền mang tính thoái hóa, tức là nhiều bộ ba khác nhau cùng xác định một loại aa, trừ AUG và UGG.

III. QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN

(Ghi chú:  click vào hình để xem diễn biến quá trình nhân đôi ADN)

Quá trình nhân đôi ADN

1.Thời gian và vị trí:

– Thời gian: trước khi tế bào bước vào giai đoạn phân chia tế bào.

– Vị trí: xảy ra trong nhân tế bào.

2.Thành phần tham gia:

–         ADN khuôn

–         Các Enzim

–         Các nuclêôtit tự do

–         ATP

3. Nguyên tắc:

–         Bổ sung

–         Bán bảo tồn

–         Nửa gián đoạn.

4. Diễn biến:

• Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN.

Dưới tác dụng của enzim tháo xoắn làm đứt các liên kết hiđrô giữa 2 mạch, ADN tháo xoắn, 2 mạch đơn tách dần nhau ra.

• Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới.

– Dưới tác dụng của enzim ADN – polimeraza, mỗi Nu trong mạch đơn liên kết với 1 Nu tự do của môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung (A = T, G = X) để tạo nên 2 mạch đơn mới.
– Vì enzim ADN – polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5’à 3’ nên trên mạch khuôn 3’à5’ mạch bổ sung được tổng hợp liên tục.

+ Còn trên mạch khuôn 5’à3’ mạch bổ sung được tổng hợp theo chiều ngược lại tạo thành những đoạn ngắn gọi là đoạn Okazaki.  Sau đó các đoạn Okazaki được nối lại với nhau nhờ enzim nối.

• Bước 3: Hai phân tử ADN được tạo thành.

Trong mỗi ADN con có 1 mạch có nguồn gốc từ mẹ, mạch còn lại được tổng hợp từ môi trường nội bào.

5. Ý nghĩa:

– Cơ sở cho sự nhân đôi của nhiễm sắc thể.

– Cơ sở cho sự ổn định của ADN và nhiễm sắc thể qua các thế hệ tế bào và các thế hệ của loài