Bài 2. Phiên mã và dịch mã

KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Thế nào là sao chép ADN kiểu nửa gián đoạn
Trả lời : Khi bắt đầu sao chép, phân tử
ADN tách ra hình thành "chạc" chữ Y
tạo ra hai mạch đơn trong đó :
* một mạch khuôn có đầu 3`-OH
* một mạch khuôn có đầu 5`-P
Một mạch mới dựa vào mạch khuôn
có đầu 3`-OH thì được hình thành liên
tục.
Mạch thứ hai được hình thành
từng đoạn theo hướng ngược lại,
sau đó các đoạn này được nối lại
nhờ enzim nối. Các đoạn này gọi là
đoạn Okazaki ( có từ 1000 - 2000 nu)

Câu 2 : Nêu những điểm khác nhau giữa sao chép ADN ở SV nhân sơ (E.coli) với SV nhân chuẩn.

Trả lời :
* SV nhân chuẩn có nhiều
phân tử ADN (NST)
* Mỗi phân tử ADN hình thành
nhiều vòng sao chép
* Sao chép đồng thời trên nhiều
đoạn và nhiều phân tử ADN

Câu 3 : Gen là gì ? Có những loại gen nào ?

Trả lời :
Gen là một đoạn của phân tử axit nuclêic mang thông tin mã hóa cho một sản phẩm xác định (prôtêin hay ARN)
Gen có nhiều loại như gen cấu trúc, gen điều hòa, gen nhảy.
a.Gen cấu trúc : Gen cấu trúc là gen mang mang thông tin mã hóa tổng hợp một chuỗi pôlipeptit trong phân tử prôtêin
b.Gen điều hòa : Gen điều hòa là những gen tạo ra sản phẩm kiểm soát hoạt động của các gen khác
Câu 4 : Nêu các đặc điểm của mã di truyền
Trả lời :
* Mã dt là mã bộ ba
* Mã dt có tính đặc hiệu
* Mang tính phổ biến chung cho các loài SV
* Mang tính thoái hóa (1 aa được mã hóa bởi nhiều bộ ba)
* Có bộ ba mở đầu (AUG) và 3 bộ ba kết thúc(UAA, UGA,UAG)


Trình tự các nu trên phân tử axit nuclêic
(ADN,ARN) quy định trình tự các aa trong phân tử prôtêin thông qua 2 giai đoạn phiên mã và dịch mã.
Vậy cơ chế, diễn biến của phiên mã và dịch mã như thế nào ?
BÀI 2
PHIÊN MÃ
&
DỊCH MÃ
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
CƠ CHẾ PHIÊN MÃ Ở SINH VẬT



CƠ CHẾ DỊCH MÃ Ở SINH VẬT
I.CƠ CHẾ PHIÊN MÃ Ở SINH VẬT
Mạch gốc
gen c/tr 3` TAX _ AAA _ XAA _ XXA _ ... _ GGG _ ATT 5`

mARN 5` AUG _ UUU _ GUU _ GGU _ ... _ XXX _ UAA 3`
Thế nào gọi là quá trình phiên mã ?
1.Khái niệm :
Sự truyền thông tin di truyền từ phân tử ADN mạch kép sang phân tử ARN mạch đơn là quá trình phiên mã
Quá trình này xảy ra ở đâu, vào lúc nào ?
Quá trình phiên mã xảy ra trong nhân tế bào, ở kì trung gian giữa 2 lần phân bào, lúc NST ở dạng dãn xoắn
Quá trình phiên mã
Enzim nào tham gia vào quá trình phiên mã ?
Trả lời : Enzim ARN - polimêraza

Điểm khời đầu ở vị trí nào trên đoạn ADN mà enzim hoạt động ?
Trả lời : Điểm khởi đầu đứng trước gen đầu 3` của mạch khuôn, đoạn ARN pôlimêraza hoạt động tương ứng với một gen.

Chiều của mạch khuôn tổng hợp mARN
Trả lời : Chiều 3` ? 5`

Chiều tổng hợp và NTBS khi tổng hợp mARN
Trả lời :Chiều 5` ? 3`. NTBS : Amg = U, Tmg = A, Gmg = X, Xmg = G

Hiện tượng xảy ra khi kết thúc phiên mã
Trả lời : Khi gặp tín hiệu kết thúc (mã kết thúc) thì mạch mARN tách ra và enzim ARN pôlimêraza rời khỏi mạch khuôn
2.Diễn biến của quá trình phiên mã
Phiên mã tạo ra các loại ARN là rARN, tARN, mARN
Quá trình phiên mã gồm 3 giai đoạn chính :
* Khởi đầu
* Kéo dài
* Kết thúc
Quá trình tổng hợp tARN và rARN cũng theo cơ chế tương tự. Sau khi chuỗi pôliribônuclêotit hình thành xong sẽ biến đổi cấu hình và hình thành phân tử tARN (hoặc rARN) với cấu trúc đặc trưng của chúng.
Phiên mã ở SV nhân chuẩn cơ bản giống nhau.
Phiên mã ở SV nhân chuẩn có nhiều loại ARN polimêraza tham gia. Mỗi quá trình phiên tạo ra mARN, rARN, tARN đều có ARN pôlimêraza riêng xúc tác
II.CƠ CHẾ DỊCH MÃ Ở SINH VẬT
Mạch gốc
gen c/tr 3` TAX _ AAA _ XAA _ XXA _ ... _ GGG _ ATT 5`

mARN 5` AUG _ UUU _ GUU _ GGU _ ... _ XXX _ UAA 3`

chuỗi Met - Phe - Val - Gly - ... - Pro
Pôlipeptit
Thế nào gọi là quá trình dịch mã ?
1.Khái niệm
Mã di truyền chứa trong ADN được chuyển thành trình tự các axit amin trong chuỗi polipeptit của prôtêin là dịch mã (tổng hợp prôtêin).Quá trình dịch mã là giai đoạn kế tiếp sau phiên mã.
Quá trình dịch mã có những thành phần nào tham gia ?
mARN trưởng thành
tARN
Một số enzim
ATP
Các axit amin tự do
Ribôxôm
Ribôxôm gồm hạt lớn và hạt bé tách nhau. Khi có mặt mARN 2 hạt này gắn lại với nhau thành dạng ribôxôm hoạt động. Trên ribôxôm có 2 vị trí là
* vị trí peptit(P)
* vị trí axit amin(A)
Mỗi vị trí tương ứng với một bộ ba
2.Diễn biến của quá trình dịch mã

Diễn biến quá trình dịch mã gồm 2 giai đoạn

a.Hoạt hóa axit amin


Axit amin
+
ATP
Axit amin hoạt hóa
Axit amin hh
tARN
+
aa-tARN
E
E
b.Dịch mã và quá trình hình thành chuỗi pôlipeptit
Đầu tiên, tARN mang aa mở đầu (met-tARN) tiến vào vị trí côdon mở đầu, anticôdon tương ứng trên tARN của nó khớp bổ sung với côdon mở đầu trên mARN. Tiếp theo aa1-tARNtới vị trí bên cạnh, anticôdon của nó khớp với côdon của aa thứ nhất ngay sau côdon mở đầu. Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa aa mở đầu và aa thứ nhất. Ribôxôm dịch chuyển đi một bộ ba trên mARN, đồng thời tARN (đã mất aa mở đầu) rời khỏi ribôxom. Tiếp theo, aa2-tARN tiến vào ribôxom, anticôdon của nó khớp bổ sung với côdon của aa thứ 2 trên mARN. Liên kết giữa aa1 và aa2 được tạo thành. Sự dịch chuyển của ribôxom lại tiếp tục theo từng bộ ba trên mARN.
Quá trình như vây tiếp diễn cho đến khi gặp côdon kết thúc trên mARN và quá trình dịch mã dừng lại. Ribôxom tách khỏi mARN và chuỗi pôlipeptit được giải phóng, đồng thời aa mở đầu cũng tách khỏi chuỗi pôlipeptit. Chuỗi polipeptit sau đó hình thành phân tử prôtêin hoàn chỉnh
Met
aa2
aa1
aa5
aa3
aa4
aan
aa6
aa7
? ? ? ?
Chuỗi pôlipeptit vừa tổng hợp xong
aa2
aa1
aa5
aa3
aa4
aan
aa6
aa7
? ? ? ?
Chuỗi pôlipeptit có c/tr bậc I
Met
Cấu trúc bậc I


Cấu trúc bậc II



Cấu trúc bậc III

Cấu trúc bậc IV
Cấu trúc các
bậc
của
một
phân
tử
prôtêin
hoàn
chỉnh





Liên kết peptit giữa các axit amin trong quá trình dịch mã được hình thành như thế nào ?
3.Pôliribôxôm
Trên mỗi phân tử mARN thường có một số ribôxôm cùng hoạt động được là pôliribôxôm. Sự hình thành pôliribôxôm là sau khi ribôxôm thứ nhất dịch chuyển được một đoạn thì ribôxom thứ hai liên kết vào mARN. Tiếp theo đó là ribôxom thứ 3, thứ 4 .Như vậy, mỗi một phân tử mARN có thể tổng hợp từ một đến nhiều chuỗi pôlipeptit cùng loại rồi tự huỷ. Các ribôxôm được sử dụng qua vài thế hệ tế bào và có thể tham gia vào tổng hợp bất cứ loại prôtêin nào.
5`
3`
Pôliribôxôm
4.Mối liên hệ ADN - mARN - prôtêin - tính trạng
Thông tin di truyền trong ADN được truyền đạt cho thế hệ tế bào con thông qua cơ chế sao chép.
Thông tin di truyền trong ADN được biểu hiện thành tính trạng của cơ thể thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã.
Cơ chế của hiện tượng di truyền ở cấp độ phân tử theo sơ đồ sau :

ADN mARN Prôtêin Tính trạng
Phiên mã
Dịch mã
Sao chép
CỦNG CỐ
- Quá trình sinh tổng hợp prôtêin là sự biểu hiện của gen và gồm hai giai đoạn chính :
* Phiên mã : thông tin di truyền trên khuôn của gen được truyền sang phân tử mARN. Phân tử mARN sau khi hoàn thiện đi ra chất tế bào tham gia quá trình dịch mã.
* Dịch mã : các phân tử tARN có anticôdon, mang các aa tương ứng đặt đúng vị trí trên mARN để tổng hợp nên chuỗi pôlipeptit xác định rồi hình thành prôtêin.
Cơ chế của hiện tượng di truyền ở cấp độ phân tử theo sơ đồ :

ADN ? mARN ? Prôtêin ? Tính trạng
Sao chép
KIỂM TRA & ĐÁNH GIÁ
Câu 1 : Trình bày diễn biến của quá trình phiên mã và kết quả của nó
Trả lời : Quá trình phiên mã gồm 3 giai đoạn :
* Khởi đầu : enzim ARN pôlimêraza bám vào điểm khởi đầu.
* Kéo dài : ARN pôlimêraza trượt theo gen, xúc tác để tách hai mạch của gen và xúc tác cho việc bổ sung các rnu để hình thành pt ARN. Mạch mã gốc có chiều 3`? 5` làm khuôn để tổng hợp ARN có chiều 5` ? 3`. Sự tổng hợp ARN theo nguyên tắc bổ sung
* Kết thúc : gặp tín hiệu kết thúc thì ARN pôlimêraza dừng lại, ARN tách ra, ARN pôlimêraza rời khỏi ADN. ADN xoắn lại. Kết quả của phiên mã là ptARN mạch đơn
Câu 2 : Trình bày cơ chế dịch mã diễn ra tại ribôxôm.
Trả lời : Diễn biến quá trình dịch mã gồm 2 giai đoạn
* Hoạt hóa axit amin :Do xúc tác của enzim aa tự do liên kết với ATP trở thành aa hh. Nhờ một loại enzim khác aa hh lại liên kết với tARN tạo thành phức hợp aa - tARN.
* Dịch mã và hình thành chuỗi pôlipeptit :Đầu tiên tARN mang aamđ tiến vào vị trí côdon mở đầu, anticôdon tương ứng trên tARN của nó khớp bổ sung với côdon mở đầu trên mARN. Tiếp theo tARN mang aa1 tới vị trí bên cạnh, anticôdon của nó khớp bổ sung với côdon thứ nhất ngay sau côdon mở đầu. Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa aamđ và aa1 .Ribôxôm dịch chuyển đi một bộ ba trên mARN, đồng thời tARN (đã mất aamđ) rời khỏi ribôxôm. Tiếp theo, aa2-tARN tiến vào ribôxôm, anticôđon của nó khớp bổ sung với côdon của aa2 trên mARN. Liên kết giữa aa1 và aa2 được tạo thành. Sự dịch chuyển của ribôxôm lại tiếp tục theo từng bộ ba trên mARN

Quá trình như vậy tiếp diễn cho đến khi gặp côdon kết thúc trên mARN và quá trình dịch mã dừng lại.Ribôxôm tách khỏi mARN và chuỗi pôlipeptit được giải phóng, aamđ cũng tách khỏi chuỗi pôlipeptit. Chuỗi polipeptit sau đó hình thành phân tử prôtêin hoàn chỉnh.


Câu 3 : Thành phần nào sau đây không tham gia trực tiếp trong quá trình dịch mã ?
a. mARN
b. ADN
c. tARN
d. Ribôxôm

DẶN DÒ

Xem phần "Em có biết" cuối bài (trang 14)
Vẽ hình 2.1, 2.2 SGK (trang 10 và 12)
Học bài "Sinh tổng hợp prôtêin"
Đọc trước bài "Đột biến gen"
CHÂN THÀNH
CẢM ƠN
QUÍ THẦY CÔ,
CÙNG CÁC
EM HỌC SINH
THÂN MẾN