Bài 1: Gen, Mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN

1.1. Khái niệm gen

• Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin và mã hoá cho một chuỗi polipeptid hay một phân tử ARN.
• Có hai loại gen: gen điều hoà (hình thành nên Pr) và gen cấu trúc (hình thành thông tin).

1.2. Cấu trúc chung của gen cấu trúc

• Vùng điều hoà: Khởi động và điều hoà quá trình phiên mã                                                                                                   
• Vùng mã hoá: Mã hoá aa  
• Vùng kết thúc: Tín hiệu kết thúc phiên mã  

Lưu ý:

Tất cả các gen giống nhau ở vùng điều hoà và vùng kết thúc, khác nhau ở vùng mã hoá

• Ở sinh vật nhân sơ: tất cả các Nu đều tham gia mã hoá aa gọi là gen không phân mảnh.
• Ở sinh vật nhân thực: gen phân mảnh nằm xen kẻ giữa các đoạn mã hoá (Exon) với các đoạn không mã hoá (Intron).

2.1. Khái niệm mã di truyền

Mã di truyền là trình tự các nucleotit trong gen quy định trình tự các axit amin trong phân tử Pr:

• Mã di truyền là mã bộ ba.
• Trong 64 bộ ba thig có 3 bộ ba không mã hoá aa.
• 3 bộ ba kết thúc: UAA, UAG, UGA.
• 1 bộ ba mở đầu: AUG.

2.2. Đặc điểm của mã di truyền

• Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định theo từng bộ ba, không gối lên nhau.
• Mã di truyền có tính phổ biến.
• Mã di truyền có tính đặc hiệu.
• Mã di truyền có tính thoái hoá.

2.3.1. Nơi diễn ra quá trình nhân đôi ADN

• Ở tế bào nhân sơ: xảy ra ở tế bào chất.
• Ở tế bào nhân thực: xảy ra tại nhân tế bào, ti thể và lục lạp.
• Thời điểm: Tại pha S (Kì trung gian giữa 2 lần phân bào) của chu kì tế bào.

2.3.2. Diễn biến quá trình nhân đôi ADN

- Bước 1: Tháo xoắn ADN

Nhờ enzim Heliaza tháo xoắn, hai mạch đơn của phân tử ADN tách nhau ra tạo thành chạc chữ Y để lộ ra hai mạch khuôn.

- Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới

• ​Thực hiện theo nguyên tắc bổ sung: A-T, G-X
  • Trên mạch mã gốc (3'-5') tổng hợp ADN mới liên tục.
  • Trên mạch bổ sung (5'-3') tổng hợp ngắt quảng tạo thành các đoạn Okazaki, sau đó nhờ enzim nối Ligaza nối các đoạn Okazaki lại với nhau.

- Bước 3: Hai phân tử ADN mới được tạo thành

Trong mỗi phân tử ADN tạo thành thì một mạch là mới được tổng hợp, mạch kia là của ADN ban đầu (nguyên tắc bán bảo tồn).

2.3.3. Ý nghĩa quá trình nhân đôi ADN

Truyền đạt thông tin di truyền trong hệ gen từ tế bào này sang tế bào khác, từ thế hệ này sang thế hệ khác, đảm bảo cho sự sống được duy trì liên tục, mỗi loài có một bộ gen đặc trưng và tương đối ổn định.

1.1. Khái niệm gen

• Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin và mã hoá cho một chuỗi polipeptid hay một phân tử ARN.
• Có hai loại gen: gen điều hoà (hình thành nên Pr) và gen cấu trúc (hình thành thông tin).

1.2. Cấu trúc chung của gen cấu trúc

• Vùng điều hoà: Khởi động và điều hoà quá trình phiên mã                                                                                                   
• Vùng mã hoá: Mã hoá aa  
• Vùng kết thúc: Tín hiệu kết thúc phiên mã  

Lưu ý:

Tất cả các gen giống nhau ở vùng điều hoà và vùng kết thúc, khác nhau ở vùng mã hoá

• Ở sinh vật nhân sơ: tất cả các Nu đều tham gia mã hoá aa gọi là gen không phân mảnh.
• Ở sinh vật nhân thực: gen phân mảnh nằm xen kẻ giữa các đoạn mã hoá (Exon) với các đoạn không mã hoá (Intron).

2.1. Khái niệm mã di truyền

Mã di truyền là trình tự các nucleotit trong gen quy định trình tự các axit amin trong phân tử Pr:

• Mã di truyền là mã bộ ba.
• Trong 64 bộ ba thig có 3 bộ ba không mã hoá aa.
• 3 bộ ba kết thúc: UAA, UAG, UGA.
• 1 bộ ba mở đầu: AUG.

2.2. Đặc điểm của mã di truyền

• Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định theo từng bộ ba, không gối lên nhau.
• Mã di truyền có tính phổ biến.
• Mã di truyền có tính đặc hiệu.
• Mã di truyền có tính thoái hoá.

2.3.1. Nơi diễn ra quá trình nhân đôi ADN

• Ở tế bào nhân sơ: xảy ra ở tế bào chất.
• Ở tế bào nhân thực: xảy ra tại nhân tế bào, ti thể và lục lạp.
• Thời điểm: Tại pha S (Kì trung gian giữa 2 lần phân bào) của chu kì tế bào.

2.3.2. Diễn biến quá trình nhân đôi ADN

- Bước 1: Tháo xoắn ADN

Nhờ enzim Heliaza tháo xoắn, hai mạch đơn của phân tử ADN tách nhau ra tạo thành chạc chữ Y để lộ ra hai mạch khuôn.

- Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới

• ​Thực hiện theo nguyên tắc bổ sung: A-T, G-X
  • Trên mạch mã gốc (3'-5') tổng hợp ADN mới liên tục.
  • Trên mạch bổ sung (5'-3') tổng hợp ngắt quảng tạo thành các đoạn Okazaki, sau đó nhờ enzim nối Ligaza nối các đoạn Okazaki lại với nhau.

- Bước 3: Hai phân tử ADN mới được tạo thành

Trong mỗi phân tử ADN tạo thành thì một mạch là mới được tổng hợp, mạch kia là của ADN ban đầu (nguyên tắc bán bảo tồn).

2.3.3. Ý nghĩa quá trình nhân đôi ADN

Truyền đạt thông tin di truyền trong hệ gen từ tế bào này sang tế bào khác, từ thế hệ này sang thế hệ khác, đảm bảo cho sự sống được duy trì liên tục, mỗi loài có một bộ gen đặc trưng và tương đối ổn định.