Bài 1. Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN

sinh học 12

phần 5: di truyền học

chương 1: cơ chế biến dị
và di truyền
Cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử
I. gen
1. Khái niệm:
Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hoá cho
một sản phẩm xác định (chuỗi polipeptit hoặc ARN)
(Mỗi gen có khoảng 1200 - 3000 nuclêôtit.)

2. Phân loại:
Gen cấu trúc: Mang thông tin mã hoá cho các sản phẩm tạo nên thành
phần của tế bào
-Gen điều hoà: Mang thông tin mã hoá cho các sản phẩm kiểm soát
hoạt động của các gen khác

3. Cấu trúc chung của gen cấu trúc
Cấu trúc chung của gen cấu trúc
Mạch mã gốc
Mạch bổ sung
3`
5`
5`
3`
Vùng điều hoà: (3`mạch mã gốc)
Mang tín hiệu khởi động và kiểm soát phiên mã
Vùng mã hoá: Mang thông tin mã hoá các axit amin
Sinh vật nhân sơ (vi khuẩn): có vùng mã hóa liên tục
(gen không phân mảnh)
Sinh vật nhân thực: có vùng mã hóa không liên tục
(gen phân mảnh)
xen kẽ các đoạn mã hóa axit amin (exon)
là các đoạn không mã hóa axit amin (intron)
Vùng kết thúc: (5` mạch mã gốc)
Mang tín hiệu kết thúc phiên mã
Vùng điều hoà
Vùng mã hoá
Vùng kết thúc
Cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử
ii. mã di truyền (mã bộ ba)
A
T
G
X
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
ii. mã di truyền (mã bộ ba)
Khái niệm
Cứ 3 nuleotit đứng kế tiếp nhau trong mạch gốc của gen cấu trúc
làm nhiệm vụ mã hóa cho 1 axit amin hoặc kết thúc chuỗi polipeptit
gọi là mã di truyền
2. Đặc điểm
Mã di truyền được đọc từ 1 điểm xác định theo từng bộ ba nucleotit
mà không gối lên nhau
( Đọc: trên mạch gốc của gen: 3` - 5`; trên mARN 5` - 3`)
Mã di truyền có tính phổ biến
Mã di truyền có tính đặc hiệu
Mã di truyền có tính thoái hóa
aug
uaa
uag
uga
Mã kết thúc
Mã mở đầu và mã hóa Met (hoặc f-met)
iii. Quá trình nhân đôI của ADN (táI bản adn)
Nguyên tắc

Thành phần

Diễn biến của quá trình

Kết quả
Bước1: Tháo xoắn phân tử ADN
Nhờ các enzim tháo xoắn, hai mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dần tạo nên chạc chữ Y và để lộ hai mạch khuôn
Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới
Enzim ADN - polimeraza sử dụng một mạch làm khuôn tổng hợp nên mạch mới
Trong đó A luôn liên kết với T và G luôn liên kết với X ( nguyên tắc bổ sung)
Vì ADN - polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5`- 3`
nên 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 nên các đoạn ngắn (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 phân tử ADN được tạo thành thì một mạch mới được
tổng hợp, còn mạch kia của ADN ban đầu (nguyên tắc bán bảo tồn)
ADN polimeraza
Mạch
khuôn
3’
5’
3’
3’
3’
5’
5’
5’
Sơ đồ minh họa quá trình nhân đôi ADN
Nguyên tắc?
Thành phần?
Diễn biến?
Kết quả?
T
T
T
T
T
T
G
G
G
G
G
A
A
A
A
A
A
X
X
X
3`
3`
5`
5`
A
A
G
X
T
T
T
A
X
3`
5`
T
A
A
A
X
T
T
3`
5`
5`
3`
T
T
X
G
A
A
A
T
G
A
A
G
X
T
T
T
A
X
5`
3`
Đoạn Okazaki
Đoạn Okazaki
Mạch mã gốc
Mạch bổ sung
Bài tập:
Một phân tử ADN có tổng số nucleotit là 600000 nu
trong đó A = 2G
Xác định số liên kết hidro của phân tử ADN
và tính tỉ lệ % từng loại nucleotit của gen
b. Tính số lượng nucleotit môi trường nội bào cung cấp khi
ADN nhân đôi 1 lần, 2 lần và 3 lần
a. LK = 700000
%A = %T = 33,33% %G = %X = 16,67%
b.ADN nhân đôi lần 1: A = T = 200000, G = X = 100000
lần 2: A = T = 600000, G = X = 300000
lần 3: A = T = 1400000, G = X = 700000

Bài tập về nhà
Bài 1: Một gen có chiều dài 5100 Ao và có T = 650 ,
mạch 1 (mạch mã gốc của gen ) có A1 = 200
Xác định số liên kết hidro của gen.
Tính số lượng từng loại nucleotit của mạch 2

Bài 1, 2 Sách bài tập trang 9

Ôn tập cấu trúc và chức năng của các loại ARN
Cấu trúc chung của gen cấu trúc
Vùng điều hoà
Vùng mã hoá
Vùng kết thúc
Mạch mã gốc
Mạch bổ sung
3`
5`
5`
3`
Intron
Exôn
Intron
Exôn
Intron
Exôn
Sinh vật nhân sơ
Sinh vật nhân thực
Gen không phân mảnh
(vùng mã hoá liên tục)
Gen phân mảnh
(vùng mã hoá không liên tục)
Mã hoá axit amin
Không mã hoá axit amin
Cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử
gen
3`
3`
5`
5`
Mạch mã gốc
Mạch bổ sung
A
A
A
T
T
T
G
X
X
X
X
G
G
G
T
A
A
X
X
X
T
G
G
G
G
X
Triplet (bộ ba mã hóa)
u
u
G
A
X
X
X
A
U
G
G
X
G
mARN
3`
5`
Ala
Val
Pro
Ser
Codon (bộ ba mã sao)
Anticodon (bộ ba đối mã)
tARN

Cấu trúc của ADN
a
t
x
g
gen b
gen c
gen a
ADN