Tổng hợp lý thuyết và công thức phần ADN - phiên mã - dịch mã (Phần 2)

01/09/2016 13:42

» Lý thuyết Cacbohiđrat P1
» 5 bước giải quyết Bài tập Quy luật Di truyền
» Tổng hợp lý thuyết và công thức phần ADN - phiên mã - dịch mã (Phần 1)
» Học thế nào nếu phương án thi 2017 là thi bài tổng hợp
» Phương pháp giải bài tập về cơ chế nguyên phân

Làm cách nào để giải nhanh và chính xác các bài tập về quá trình tự nhân đôi của ADN, phiên mã, và dịch mã? Chỉ có một cách duy nhất là phải hiểu rõ bản chất các quá trình, nhớ các công thức nhanh. Vì thế, thông qua bài này, chúng tôi sẽ gửi đến các bạn nội dung tóm tắt của quá trình phiên mã, giải thích và hình thành các công thức tính...

II- CẤU TRÚC & CƠ CHẾ TỔNG HỢP ARN (PHIÊN MÃ)

1. Cấu trúc ARN

- ARN thông tin (memory – mARN):

+ Dùng làm khuôn cho quá trình tổng hợp prôtêin nên có cấu tạo mạch thẳng. Trên ARN có các mã di truyền là bộ ba mã hoá (cođon) các axit amin của prôtêin, mỗi mã di truyền tương ứng với bộ ba nuclêôtit trên ADN (triplet).

+ Ở đầu 5’ gần bộ ba mở đầu có trình tự nuclêôtit đặc hiệu để ribôxôm nhận biết và gắn vào.

+ Sau khi tổng hợp prôtêin, mARN được các enzim phân huỷ.

- ARN vận chuyển (transport – tARN):

+ Mang axit amin ở đầu 3’ tới ribôxôm để tổng hợp prôtêin.

+ Có bộ ba đối mã (anticôđon) có thể nhận ra và bắt đôi bổ sung với mã bộ ba trên mARN => tham gia dịch trình tự mã bộ ba trên mARN thành trình tự các axit amin trên chuỗi pôlipeptit.

- ARN ribôxôm (ribosome – rARN):

+ Kết hợp với prôtein tạo nên ribôxôm gồm hai tiểu đơn vị tồn tại riêng rẽ trong tế bào chất, chỉ khi tổng hợp prôtêin chúng mới liên kết với nhau thành prôtêin hoạt động chức năng.

2. Cơ chế tổng hợp ARN (phiên mã)

- Khởi đầu phiên mã: ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hoà, gen tháo xoắn, mạch gốc có chiều 3’=>5’ lộ ra và quá trình phiên mã bắt đầu tại vị trí đặc hiệu.

- Đặc điểm phiên mã: theo chiều 5’=>3’, theo nguyên tắc bổ sung. Khi tới cuối gen, gặp tín hiệu kết thúc enzim sẽ ngừng phiên mã.

- Kết quả:

+ Sau phiên mã ở tế bào nhân sơ: tạo thành mARN trưởng thành được sử dụng trực tiếp làm khuôn để tổng hợp prôtêin.

+ Sau phiên mã ở tế bào nhân thực: tạo ra mARN sơ khai, phải cắt bỏ các intron, nối các êxon lại thành mARN trưởng thành rồi đi qua màng nhân ra tế bào chất làm khuôn tổng hợp prôtêin.

- Trong ARN A và U cũng như G và X không liên kết bổ sung nên không nhất thiết phải bằng nhau. Sự bổ sung chỉ có giữa A, U, G, X của ARN lần lượt với T, A, X, G của mạch gốc ADN. Vì vậy số ribônu mỗi loại của ARN bằng số nu bổ sung ở mạch gốc ADN.

rA = T gốc ; rU = A gốc; rG = X gốc; rX = G gốc

- Chú ý: Ngược lại, số lượng và tỉ lệ % từng loại nu của ADN được tính như sau:

+ Số lượng:

A = T = rA + rU; G = X = rG + rX

+ Tỉ lệ %:

% A = %T = (%rA + %rU)/2

; %G = % X = (%rG + %rX)/2

- ARN thường gồm 4 loại ribônu: A, U, G, X và được tổng hợp từ 1 mạch ADN theo nguyên tắc bổ sung. => Số ribônu của ARN bằng số nu 1 mạch của AND:
rN = rA + rU + rG + rX = N/2

- Một ribônu có khối lượng trung bình là 300 đvC, nên:
$M_{ARN} = rN.300 =$ $\frac{N}{2} . 300$

- ARN gồm có 1 mạch rN với độ dài 1 nu là 3,4Å. Vì vậy chiều dài ARN bằng chiều dài ADN tổng hợp nên ARN đó => $L_{ARN} =L _{ADN} = rN.3,4$ Å $= \frac{N}{2} . 3,4$ Å.

- Trong mạch ARN: 2 ribônu nối nhau bằng 1 liên kết hoá trị. 3 ribônu nối nhau bằng 2 liên kết hoá trị… => Số liên kết hoá trị nối các ribônu = rN – 1.

Trong mỗi ribônu có 1 liên kết hoá trị gắn thành phần nhóm phôtphhat vào đường. Do đó số liên kết hóa trị loại này có trong ARN = rN. => Số liên kết hoá trị Đ – P của ARN:

$HT_{ARN} = rN - 1 +rN = 2rN - 1$ .

- Khi tổng hợp ARN, chỉ mạch gốc của ADN làm khuôn mẫu liên các ribônu tự do theo NTBS :

$A_{g} = U_{ARN}$

$T_{g} = A_{ARN}$

$G_{g} = X_{ARN}$

$X_{g} = G_{ARN}$

=> Số ribônu tự do mỗi loại cần dùng bằng số nu loại mà nó bổ sung trên mạch gốc của ADN

$rA_{td} = T_{g}$

$rU_{td} = A_{g}$

$rG_{td} = X_{g}$

$rX_{td} = G_{g}$

=> Số ribônu tự do các loại cần dùng bằng số nu của 1 mạch ADN: $rN_{td} = \frac{N}{2}$

- Mỗi lần phiên mã tạo nên 1 phân tử ARN nên số phân tử ARN sinh ra từ 1 gen bằng số lần phiên mã của gen đó. =>Số phân tử ARN = Số lần phiên mã = k. Số ribônu tự do cần dùng là số ribônu cấu thành các phân tử ARN. Vì vậy qua k lần phiên mã tạo thành các phân tử ARN thì tổng số ribônu tự do cần dùng là: ∑rNtd = k.rN

+ Suy luận tương tự , số ribônu tự do mỗi loại cần dùng là :

$\sum rA_{td} = k . rA = k . T_{g}$

$\sum rU_{td} = k . rU = k . A_{g}$

$\sum rG_{td} = k . rG = k . X_{g}$

$\sum rX_{td} = k . rX = k . G_{g}$

* Chú ý: Khi biết số ribônu tự do cần dùng của 1 loại:

+ Muốn xác định mạch khuôn mẫu và số lần sao mã thì chia số ribônu đó cho số nu loại bổ sung ở mạch 1 và mạch 2 của ADN => Số lần sao mã phải là ước số giữa số ribbônu đó và số nu loại bổ sung ở mạch khuôn mẫu.

+ Trong trường hợp căn cứ vào 1 loại ribônu tự do cần dùng mà chưa đủ xác định mạch gốc, cần có số ribônu tự do loại khác thì số lần sao mã phải là ước số chung giữa só ribônu tự do mỗi loại cần dùng với số nu loại bổ sung của mạch gốc.
- Số liên kết hiđrô: Hphá vỡ = HADN. Hhình thành = HADN