Sinh học 12 Bài 2: Phiên mã và dịch mã

Sinh học 12 Bài 2: Phiên mã và dịch mã

A. Lý thuyết

1. Khái niệm

  • Phiên mã: Là quá trình tổng hợp ARN trên mạch khuôn ADN. Quá trình phiên mã diễn ra ở trong nhân tế bào, tại kì trung gian giữa 2 lần phân bào, lúc NST tháo xoắn.
  • Dịch mã: Là quá trình tổng hợp prôtein. Nơi diễn ra: ở tế bào chất.

2. Cấu trúc và chức năng ARN

- mARN:

  • Cấu trúc: Gồm 1 mạch polynuclêôtit, mạch thẳng. Đầu 5’ có trình tự nuclêôit đặc hiệu (không đuợc dịch mã) gần codon mở đầu để ribôxôm nhận biết và gắn vào.
  • Chức năng: Mang thông tin di truyền  cấu trúc chuỗi pôlypeptit.

- tARN:

  • Cấu trúc: Mạch đơn xẻ 3 thuỳ, thuỳ giữa mang anticôđon. Đầu 3’ mang a.a.
  • Chức năng: Mang axit amin đến ribôxôm tham gia dịch mã.

- ARN:

  • Cấu trúc: Là 1 mạch pôlynuclêôtit dạng mạch đơn hoặc quấn lại như tARN.
  • Chức năng: Là thành phần cấu tạo ribôxôm.

3. Diễn biến quá trình phiên mã

- Bước 1: ​Tháo xoắn ADN

  • Enzim ARNpolymeraza bám vào vùng khởi đầu làm gen tháo xoắn để lộ mach khuôn 3'-5'.

- Bước 2: Tổng hợp ARN

  • Enzim ARNpolymeraza trượt dọc theo mạch mã gốc 3'-5' tổng hợp ARN theo nguyên tắc bổ sung (A-U, G-X) cho đến khi gặp tín hiệu kết thúc.

- Bước 3: Giai đoạn kết thúc

  • Enzim ARNpolymeraza gặp tín hiệu kết thúc thì quá trình phiên mã dừng lại và phân tử mARN vừa tổng hợp được giải phóng.

Sơ đồ quá trình phiên mã

Sơ đồ quá trình phiên mã

- Lưu ý

  • Ở tế bào nhân sơ, mARN sau phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protein.
  • Ở tế bào nhân thực, mARN sơ khai được cắt bỏ các đoạn Intron và nối các doạn Exon lại với nhau thành mARN trưởng thành.
aria-label="Advertisement" id="aswift_6_expand" style="background-color: transparent; border: none; box-sizing: border-box; display: inline-table; font-stretch: inherit; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; height: 0px; line-height: inherit; margin: 0px; padding: 0px; position: relative; vertical-align: baseline; visibility: visible; width: 650px;" tabindex="0" title="Advertisement">

4. Cơ chế dịch mã

- Hoạt hoá axit amin:

  • Nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các aa được hoạt hóa và gắn với tARN tương ứng tạo thành phức hợp aa-tARN.
  • Sơ đồ hoạt hóa:

aa+ATPaa - ATPHothóaEphuchopaa - tARN

- Tổng hợp chuỗi Polipeptit:

Sơ đồ quá trình dịch mã

Sơ đồ quá trình dịch mã

+ Bước 1: Mở đầu

  • Đầu tiên tiểu phần bé của Riboxom tiếp xúc với mARN tại vị trí đặc hiệu có mã AUG.
  • aa- tARN mang aa mở đầu metionin (ở sinh vật nhân thực), hoặc Foocminmetionin (ở sinh vật nhân sơ) tiến vào mARN bổ sung mã mở đầu theo NTBS (A-U, G-X).
  • Tiểu phần lớn của Riboxom liên kết với tiểu phần bé tạo thành Riboxom hoàn chỉnh.

+ Bước 2: Kéo dài chuỗi Polipeptit

  • Tiếp theo, aa1-tARN gắn vào vị trí bên cạnh, bộ 3 đối mã của nó cũng khớp với bộ 3 của axit amin thứ nhất trên mARN theo NTBS.
  • Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và aa1 (Met-aa1). Riboxom dịch chuyển đi 1 bộ 3 đồng thời tARN được giải phóng khỏi riboxom.
  • Tiếp theo, aa2-tARN lại tiến vào riboxom, quá trình cũng diễn ra như đối với aa1.
  • Quá trình cứ tiếp tục tiếp diễn cho đến cuối phân tử mARN.

+ Bước 3: Kết thúc

  • Khi Riboxom tiếp xúc với mã kết thúc (UAA, UAG, UGA) thì quá trình dịch mã dừng lại.
  • Riboxom tách khỏi mARN, giải phóng chuỗi polipeptit.
aa mở đầu bị cắt khỏi chAI. Cơ chế phiên mã

1. Khái niệm

- Phiên mã là sự truyền thông tin từ ADN mạch kép sang ARN mạch đơn. Trong mỗi gen chỉ có 1 mạch được làm khuôn (mạch mã gốc) để tổng hợp nên phân tử ARN.

- Ở sinh vật nhân thực, quá trình phiên mã xảy ra trong nhân tế bào vào kỳ trung gian lúc NST ở dạng chưa đóng xoắn (dãn xoắn).

2. Các loại ARN

Phiên mã tạo ra các loại ARN: mARN, tARN, rARN.

- mARN: mạch thẳng, làm khuôn để tổng hợp protein; sau khi tổng hợp protein xong, mARN thường được các enzim phân hủy.

- tARN: có 1 bộ ba đối mã đặc hiệu (anticodon) có thể nhận ra và bắt bổ sung với codon tương ứng trên mARN; vận chuyển axit amin tới riboxom.

- rARN: kết hợp với protein tạo nên riboxom; nơi tổng hợp protein.

 3. Diễn biến quá trình phiên mã

Quá trình phiên mã gồm 3 giai đoạn: 


Khởi đầu: Enzim ARN polimeraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn để lộ mạch mã gốc có chiều 3 → 5 và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu.

Kéo dài: ARN polimeraza trượt dọc theo mạch mã gốc trên gen để tổng hợp nên phân tử mARN theo nguyên tắc bổ sung    (A - U, T – A, G – X và X - G) theo chiều     5’→ 3’.

         Kết thúc:

+ Khi enzim di chuyển tới cuối gen gặp tín hiệu kết thúc thì nó dừng phiên mã và giải phóng phân tử mARN vừa được tổng hợp.

+ Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn đóng xoắn ngay lại.

4. Điểm khác biệt về phiên mã ở sinh vật nhân sơ và nhân thực

- Ở tế bào nhân sơ, mARN sau phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protein.

- Ở tế bào nhân thực, mARN sau phiên mã là mARN sơ khai gồm các exon và intron. Các intron được một loại enzim đặc hiệu cắt bỏ các đoạn intron để tạo nên mARN trưởng thành chỉ chứa toàn exon tham gia quá trình dịch mã → mARN trưởng thành ngắn hơn mARN sơ khai.

II. Cơ chế dịch mã

   1. Khái niệm

 Là quá trình chuyển mã di truyền chứa trong mARN thành trình tự các axit amin trong chuỗi polipeptit của protein.

    2. Diễn biến của cơ chế dịch mã

      a. Hoạt hóa axit amin

            Trong tế bào chất nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các axit amin đựơc hoạt hoá và gắn với tARN tương ứng tạo nên phức hợp aa- tARN.

      b. Dịch mã và hình thành chuỗi polypeptit 


    - Mở đầu:

+ Tiểu đơn vị bé của ribôxôm đến tiếp xúc với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu. Vị trí này nằm gần codon mở đầu.

+ Bộ ba đối mã (trên tARN) của phức hợp mở đầu fMet-tARN (ở sinh vật nhân thực là mêtiônin (Met-tARN)) bổ sung chính xác với codon mở đầu (AUG) trên mARN.

+ Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm kết hợp tạo ribôxôm hoàn chỉnh sẵn sàng tổng hợp chuỗi polypeptit.

   - Kéo dài:

+ tARN mang axit amin thứ nhất (aa-tARN) tới vị trí bên cạnh, anticodon của nó phải khớp bổ sung với codon của axit amin thứ nhất ngay sau codon mở đầu trên mARN. Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu với axit amin thứ nhất (fMet-aa1).

+ Ribôxôm dịch chuyển đi 1 bộ ba trên mARN, đồng thời tARN (đã mất axit amin mở đầu) rời khỏi ribôxôm.

+ Tiếp theo, tARN mang axit amin thứ hai (aa2-tARN) tiến vào ribôxôm, anticodon của nó phải khớp bổ sung với codon của axit amin thứ hai trên mARN. Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin thứ nhất với axit amin thứ hai (aa1-aa2). Sự dịch chuyển của riboxom lại tiếp tục theo từng bộ ba trên mARN.

Kết thúc:                                                          

               + Quá trình dịch mã cứ tiếp diễn cho đến khi gặp cođon kết thúc trên mARN (UAG, UGA, UAA) thì quá trình dịch mã hoàn tất.

               + Ribôxôm tách khỏi mARN và chuỗi polypeptit cấu trúc bậc một được giải phóng, đồng thời axit amin mở đầu (fMet) tách khỏi chuỗi polypeptit vừa tổng hợp → hình thành nên phân tử prôtêin hoàn chỉnh.

3. Pôliribôxôm 


- Trên mỗi phân tử mARN thường có một số ribôxôm cùng hoạt động được gọi là pôliribôxôm (hay pôlyxôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp protein.

- Các ribôxôm cùng trượt qua trên mARN sẽ tạo nên nhiều chuỗi polipeptit giống nhau.

- Các ribôxôm được sử dụng qua vài thế hệ của tế bào và có thể tham gia vào tổng hợp bất cứ loại protein nào.

 4. Mối liên hệ ADN-mARN-prôtêin-tính trạng

- Thông tin di truyền trong ADN của mỗi tế bào được truyền đạt cho thế hệ tế bào con thông qua cơ chế nhân đôi.

- Thông tin di truyền trong ADN còn được biểu hiện thành tính trạng của cơ thể thông qua quá trình phiên mã từ ADN sang mARN, rồi dịch mã từ mARN sang protein và từ protein biểu biện thành tính trạng.


Cơ chế phân tử của hiện tượng di truyền

 


 VIDEO BÀI GIẢNG CHI TIẾT


 

Đăng nhận xét

Mới hơn Cũ hơn

Recent in Sports

Photography

Đọc tiếp:
Icon-Zalo Zalo Icon-Messager Messenger Icon-Youtube Youtube Icon-Instagram Tiktok