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 các quá trình, giải thích và hình thành các công thức tính...
- Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là các nuclêôtit.
- Nuclêôtit có chiều dài 3,4Å, khối lượng 300 đvC. Gồm 3 phần:
+ Đường đêôxiribôzơ [đường pentôzơ 5C].
+ Nhóm phôtphat: liên kết với C5’ của đường.
+ Bazơ nitơ liên kết với C1’ của đường. Có 4 loại: A [ađênin], T [timin], G [guanin], X [xitôzin].
- Các nuclêôtit liên kết liên kết với nhau:
+ Theo chiều dọc: đường trong nuclêôtit này liên kết với nhóm phôtphat trong nuclêôtit kế tiếp tạo nên chuỗi pôlinuclêôtit.
+ Theo chiều ngang: 2 mạch pôlinuclêôtit liên kết với nhau bằng liên kết hiđrô giữa các bazơ nitơ theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T bằng 2 liên kết hiđrô [A=T], G liên kết với X bằng 3 liên kết hiđrô [G≡X].
- Phân tử ADN có cấu tạo dạng xoắn kép, 1 chu kì xoắn có chiều dài 34Å, gồm 20 nu.
- Số lượng, thành phần và cách sắp xếp của các nuclêôtit quyết định tính đặc thù và sự đa dạng của ADN.
- Trong ADN, 2 mạch bổ sung nhau, nên số Nu và chiều dài của 2 mạch bằng nhau.
- Trong cùng một mạch, A và T cũng như G và X, không liên kết bổ sung nên không nhất thiết phải bằng nhau. Sự bổ sung chỉ có giữa 2 mạch: A của mạch này bổ sung với T của mạch kia, G của mạch này bổ sung với X của mạch kia. Vì vậy, số nu mỗi loại ở mạch 1 bằng số nu loại bổ sung mạch 2.
- N = A + T+ G +X. Theo nguyên tắc bổ sung [NTBS]: A = T, G = X.
=> N = 2A + 2G = 2T + 2X = 2[A+ G]
- Số nu mỗi loại của ADN là số nu loại đó ở cả 2 mạch:
A =T = A1 + A2 = T1 + T2 = A1 + T1 = A2 + T2
G =X = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2
A + G = N/2 . Tổng 2 loại nu khác nhóm bổ sung luôn luôn bằng nửa số nu của ADN hoặc bằng 50% số nu của ADN. Vì vậy, nếu biết :
+ Tổng 2 loại nu = N/2 hoặc bằng 50% thì 2 loại nu đó phải khác nhóm bổ sung [A+G, A+X, T+G, T+X]
+ Tổng 2 loại nu khác N/2 hoặc khác 50% thì 2 loại nu đó phải cùng nhóm bổ sung [A+T, G+X]
- %A +%G =50%N
%A = %T = [%A1 + %A2]/2 = [%T1 + %T2]/2
%G = %X = [%G1 + %G2]/2
- Một chu kì xoắn gồm 10 cặp nu = 20 nu. C = N/20 => N = C × 20
- Một nu có khối lượng trung bình là 300 đvC. => M = N × 300đvC
- Phân tử ADN là 1 chuỗi gồm 2 mạch đơn chạy song song và xoắn đều đặn quanh 1 trục, vì vậy chiều dài của ADN là chiều dài của 1 mạch và bằng chiều dài trục của nó. Mỗi mạch có
=> L = [N/2] × 3,4 Å
=> N = [L/3,4]
- Đơn vị thường dùng:1m =103mm=106µm [micrômet]=109 nm [nanômet]=1010 Å [angstron]
- Theo nguyên tắc bổ sung
+ A của mạch này nối với T ở mạch kia bằng 2 liên kết hiđrô
+ G của mạch này nối với X ở mạch kia bằng 3 liên kết hiđrô
Vậy số liên kết hiđrô của gen là: H = 2A + 3G = 2T + 3X = N + G = N + X
- Số liên kết hóa trị Đ – P trong cả ADN
Trong mỗi mạch đơn:
+ 2 nuclêôtit nối với nhau bằng 1 liên kết hóa trị
+ 3 nuclêôtit nối nhau bằng 2 liên kết hóa trị…
=> N/2 nuclêôtit nối nhau bằng N/2 - 1 liên kết hóa trị
=> Số liên kết hóa trị nối các nuclêôtit với nhau trong cả 2 mạch là 2[N/2 -1] = N - 2
Trong mỗi nuclêôtit: nhóm phôtphat và đường nối với nhau bằng 1 liên kết hóa trị
=> Số liên kết hóa trị nối nhóm phôtphat và đường trong mỗi nuclêôtit có trong 2 mạch là N
=> Số liên kết hóa trị Đ – P trong cả ADN là: HT = [N – 2] + N = 2[N – 1]
2. Gen cấu trúc
- Gen là một đoạn ADN mang thông tin mã hoá một chuỗi pôlipeptit hay một phân tử ARN.
- Cấu trúc chung của gen cấu trúc: gồm 3 phần
| 3’ | Mạch mã gốc | 5’ | ||
| Vùng điều hoà | Vùng mã hoá | Vùng kết thúc | ||
| 5’ | Mạch bổ sung | 3’ |
+ Vùng điều hòa: nằm ở đầu 3’ mạch gốc. Có trình tự nuclêôtit đặc biệt giúp ARN pôlimeraza nhận biết và liên kết => khởi động phiên mã. Chứa trình tự nuclêôtit điều hoà phiên mã.
+ Vùng mã hoá: mang thông tin mã hoá các axit amin. Sinh vật nhân sơ: vùng mã hoá liên tục [gen không phân mảnh]. Sinh vật nhân thực: vùng mã hoá không liên tục [gen phân mảnh] xen kẽ các đoạn mã hoá axit amin [êxôn] là các đoạn không mã hoá axit amin [intrôn].
+ Vùng kết thúc: nằm ở đầu 5’ mạch gốc, mang tín hiệu kết thúc phiên mã.
3. Cơ chế tự nhân đôi ADN
- Thời điểm: trước khi tế bào bước vào giai đoạn phân chia, tạo ra nhiễm sắc thể kép gồm 2 crômatit.
- Diễn biến
+ Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN: Nhờ enzim tháo xoắn, hai mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dần tạo nên chạc chữ Y và để lộ ra hai mạch khuôn.
+ Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới theo nguyên tắc bổ sung: A=T, G≡X. Enzim ADN pôlimeraza tổng hợp mạch mới theo chiều 5’ – 3’.
Trên mạch khuôn 3’=>5’: mạch bổ sung được tổng hợp liên tục.
Trên mạch khuôn 5’=>3’: mạch bổ sung được tổng hợp ngắt quãng tạo các đoạn Okazaki. Các đoạn Okazaki nối lại với nhau nhờ enzim nối
+ Bước 3: Hai phân tử ADN được tạo thành theo nguyên tắc bán bảo tồn: trong mỗi phân tử ADN được tạo thành thì một mạch là mới còn mạch kia là của ADN ban đầu.
- Quá trình nhân đôi ADN diễn ra theo nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo tồn. Nhờ đó, hai phân tử ADN con được tạo ra hoàn toàn giống nhau và giống với phân tử ADN mẹ.
- 1 ADN mẹ qua 1 đợt tự nhân đôi tạo
1 ADN mẹ qua 2 đợt tự nhân đôi tạo
1 ADN mẹ qua 3 đợt tự nhân đôi tạo
1 ADN mẹ qua x đợt tự nhân đôi tạo ra
= > Qua x đợt tự nhân đôi tổng số ADN con =
- Dù ở đợt tự nhân đôi nào, trong số ADN con tạo ra từ 1 ADN ban đầu, vẫn có 2 ADN con mà mỗi ADN con này có chứa 1 mạch cũ của ADN mẹ. Vì vậy số ADN con còn lại là có cả 2 mạch cấu thành hoàn toàn từ nu mới của môi trường nội bào. => Số ADN con có 2 mạch mới hoàn toàn =
- Khi ADN tự nhân đôi hoàn toàn 2 mạch đều liên kết các nu tự do theo NTBS: AADN nối với TTự do và ngược lại; GADN nối với XTự do và ngược lại . Vì vậy số nu tự do mỗi loại cần dùng bằng số nu mà loại nó bổ sung: Atd =Ttd = A = T; Gtd = Xtd = G = X. Số nu tự do cần dùng bằng số nu của ADN: Ntd = N.
- Số nu tự do cần dùng khi ADN trải qua x đợt tự nhân đôi bằng tổng số nu sau cùng coup trong các ADN con trừ số nu ban đầu của ADN mẹ
+ Tổng số nu sau cùng trong các ADN con:
+ Số nu ban đầu của ADN mẹ:
=> Tổng số nu tự do cần dùng cho 1 ADN qua x đợt tự nhân đôi:
Số nu tự do mỗi loại cần dùng là:
Nếu tính số nu tự do của ADN con mà có 2 mạch hoàn tòan mới :
Mod Sinh học [Tổng hợp]