BÀI 2. SỰ BIỂU HIỆN THÔNG TIN DI TRUYỀN
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 2. SỰ BIỂU HIỆN THÔNG TIN DI TRUYỀN
Khởi động
Giới thiệu bài
Ảnh
Giới thiệu bài
Mục tiêu
Ảnh
Mục tiêu:
Phân biệt được các loại RNA. Phân tích được bản chất của quá trình phiên mã là sự truyền thông tin di truyền từ DNA đến RNA. Nêu được khái niệm và ý nghĩa của phiên mã ngược. Nêu được khái niệm và các đặc điểm của mã di truyền. Trình bày được cơ chế dịch mã tổng hợp protein. Vẽ và giải thích được sơ đồ cơ chế truyền thông tin di truyền ở cấp phân tử.
Khởi động
Ảnh
Khởi động
Tại sao thông tin di truyền có thể quyết định các tính trạng đặc trưng của mỗi cá thể như: màu da, màu tóc....?
Các loại RNA
Hình 2.1
Ảnh
RNA thông tin (mRNA)
Ảnh
RNA thông tin (mRNA):
+ Cấu trúc: - Là một chuỗi polynucleotide dạng mạch thẳng gồm hàng trăm đến hàng nghìn đơn phân. Trên mRNA có các codon quy định các amino acid trong chuỗi polypeptide. + Chức năng: - Có chức năng trung gian truyền thông tin di truyền từ gene đến protein. Trình tự mã hoá trên mRNA quy định trình tự chuỗi polypeptide được dịch mã, quyết định cấu trúc và chức năng của protein.
RNA vận chuyển (tRNA)
Ảnh
RNA vận chuyển (tRNA):
+ Cấu trúc: - Cấu trúc mạch đơn nhưng có những vùng có thể tự bắt đôi với nhau tạo nên cấu trúc với ba thuỳ chức năng. Một thuỳ chứa bộ ba đối mã (anticodon) có thể bắt đôi bổ sung với bộ ba mã hoá trên mRNA, hai thuỳ còn lại liên kết với các protein của ribosome. + Chức năng: - Vận chuyển amino acid tới ribosome và tiến hành dịch mã.
RNA ribosome (rRNA)
Ảnh
RNA ribosome (rRNA):
+ Cấu trúc: - Các phân tử tiền rRNA thường có cấu trúc mạch đơn với các đoạn trình tự nucleotide có thể liên kết với nhau theo NTBS tạo nên cấu trúc không gian phức tạp. Tuy nhiên, các phân tử RNA có chức năng (rRNA trưởng thành) được tạo ra từ tiền rRNA đều có mạch đơn với số lượng và trình tự nucleotide khác nhau tuỳ theo chức năng của chúng. + Chức năng: - Tất cả các loại rRNA đều có chức năng cấu tạo nên ribosome. Tuy nhiên, mỗi loại rRNA có chức năng riêng.
Phiên mã
Hình 2.2
Ảnh
Các giai đoạn phiên mã
Ảnh
Các giai đoạn phiên mã:
Quá trình phiên mã thông tin di truyền từ gene ra mRNA được chia thành ba giai đoạn: - Khởi đầu phiên mã: Enzyme RNA polymerase nhận ra và liên kết với vùng điều hoà làm cho hai mạch của gene tách nhau để lộ mạch khuôn và bắt đầu tổng hợp mRNA. - Kéo dài mạch RNA: Enzyme RNA polymerase trượt dọc trên mạch khuôn của gene có chiều 3’ → 5’, lắp các nucleotide tự do thành chuỗi polynucleotide chiều 5’→ 3’ theo nguyên tắc bổ sung (A, U, G, C của môi trường lần lượt liên kết với T, A, C, G của mạch khuôn). - Kết thúc phiên mã: Enzyme RNA polymerase di chuyển đến cuối gene, gặp tín hiệu kết thúc phiên mã ở đầu 5’ trên mạch khuôn của gene, quá trình phiên mã dừng lại; enzyme RNA polymerase và phân tử mRNA đã hoàn thành rời khỏi DNA.
Các thành phần cấu trúc của gene
Ảnh
Các thành phần cấu trúc của gene:
- Xác định vị trí bắt đầu: trình tự khởi động. - Xác định vị trí kết thúc: vùng kết thúc.
Phiên mã ngược
Hình 2.3
Ảnh
Quá trình phiên mã ngược
Ảnh
Quá trình phiên mã ngược:
- Quá trình phiên mã ngược: Phiên mã ngược diễn ra khi virus có lõi RNA (virus HIV) xâm nhập vào tế bào. Trên mỗi RNA lõi của virus có mang enzyme phiên mã ngược. Khi xâm nhập vào tế bào chủ, enzyme này sử dụng RNA của virus làm khuôn để tổng hợp DNA bổ sung (cDNA). Sau đó, sợi cDNA có thể làm khuôn để tổng hợp trở lại bộ gene của virus, hoặc tổng hợp ra sợi DNA thứ hai bổ sung với nó. Phân tử DNA sợi kép được tổng hợp trước tiên trong quá trình lây nhiễm có thể cài xen vào DNA của vật chủ và ở trạng thái tiền virus, sau đó được truyền lại cho các tế bào con thông qua quá trình tái bản DNA, nghĩa là thế hệ sau của vật chủ bị chuyển sang tình trạng mang gene bệnh.
Mã di truyền và dịch mã
Bảng 2.1
Ảnh
Quá trình phiên mã ngược
Ảnh
Quá trình phiên mã ngược:
- Quá trình phiên mã ngược: Phiên mã ngược diễn ra khi virus có lõi RNA (virus HIV) xâm nhập vào tế bào. Trên mỗi RNA lõi của virus có mang enzyme phiên mã ngược. Khi xâm nhập vào tế bào chủ, enzyme này sử dụng RNA của virus làm khuôn để tổng hợp DNA bổ sung (cDNA). Sau đó, sợi cDNA có thể làm khuôn để tổng hợp trở lại bộ gene của virus, hoặc tổng hợp ra sợi DNA thứ hai bổ sung với nó. Phân tử DNA sợi kép được tổng hợp trước tiên trong quá trình lây nhiễm có thể cài xen vào DNA của vật chủ và ở trạng thái tiền virus, sau đó được truyền lại cho các tế bào con thông qua quá trình tái bản DNA, nghĩa là thế hệ sau của vật chủ bị chuyển sang tình trạng mang gene bệnh.
Câu hỏi 1
Ảnh
Câu hỏi 1: Dựa vào bảng 2.1, hãy nêu một số ví dụ minh hoạ cho tính đặc hiệu, tính thoái hoá, tính phổ biến của mã di truyền?
Trả lời: - Ví dụ về tính đặc hiệu: bộ ba UGG chỉ mã hóa cho amino acid tryptophane. - Ví dụ về tính thoái hóa: bốn bộ ba CUU, CUC, CUA, CUG đều mã hóa cho một amino acid duy nhất là leucine. - Ví dụ về tính phổ biến: ở tinh tinh hay người đều dùng chung một bảng mã di truyền.
Câu hỏi 2
Ảnh
Câu hỏi 2: Quan sát hình 2.4, hãy mô tả các giai đoạn của quá trình dich mã. Những yếu tố nào đảm bảo tính chính xác của sự dịch mã thông tin di truyền từ mRNA sang protein?
Trả lời: - Mở đầu: Tiểu phần nhỏ của ribosome bám vào mARN, bộ ba đối mã của tARN bắt cặp với bộ ba mở đầu trên mARN. Tiểu phần lớn của ribosome liên kết với tiểu phần nhỏ tạo thành ribosome hoàn chỉnh, tARN gắn với amino acid mở đầu ở vị trí P.
Ảnh
- Trả lời 1
Ảnh
Câu hỏi 2: Quan sát hình 2.4, hãy mô tả các giai đoạn của quá trình dich mã. Những yếu tố nào đảm bảo tính chính xác của sự dịch mã thông tin di truyền từ mRNA sang protein?
Trả lời: - Kéo dài: tARN tiếp theo tiến đến và liên kết với ribosome ở vị trí A. Hai aminoacid hình thành liên kết peptide. Ribosome di chuyển qua một bộ ba hướng về đầu 3’. Khi đó tARN mở đầu ở vị trí E, sau đó tách khỏi fMet và đi ra khỏi ribosome. tARN tiếp theo đi vào vị trí A. Ribosome tiếp tục trượt qua mỗi bộ ba tiếp theo, các tARN vận chuyển amino acid đi vào ribosome và chuỗi polypeptide được kéo dài.
Ảnh
- Trả lời 2
Ảnh
Câu hỏi 2: Quan sát hình 2.4, hãy mô tả các giai đoạn của quá trình dich mã. Những yếu tố nào đảm bảo tính chính xác của sự dịch mã thông tin di truyền từ mRNA sang protein?
Trả lời: - Kết thúc: Khi ribosome chuyển dịch sang bộ ba kết thúc thì quá trình dịch mã dừng lại, 2 tiểu phần của ribosome tách nhau ra. Một enzyme đặc hiệu loại bỏ amino acid mở đầu và giải phóng chuỗi polypeptide, quá trình dịch mã hoàn tất.
Ảnh
Câu hỏi 3
Ảnh
Câu hỏi 3: Những yếu tố nào đảm bảo tính chính xác của sự dịch mã thông tin di truyền từ mRNA sang protein?
Trả lời: - Yếu tố nào đảm bảo tính chính xác của sự dịch mã thông tin di truyền từ mRNA sang protein: sự bắt cặp chính xác của bộ ba đối mã và bộ ba mã hóa.
Hình 2.5
Ảnh
Sự truyền thông tin di truyền ở cấp độ phân tử
Hình 2.6
Ảnh
Các giai đoạn của quá trình truyền thông tin di truyền
Ảnh
Các giai đoạn của quá trình truyền thông tin di truyền:
- Tái bản DNA: sản phẩm là DNA - Phiên mã: sản phẩm là mRNA - Dịch mã: sản phẩm là chuỗi polypeptide.
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Hãy giải thích ý nghĩa của cơ chế truyền thông tin di truyền ở cấp độ phân tử trong tế bào?
Trả lời: - Ý nghĩa của cơ chế truyền thông tin di truyền ở cấp độ phân tử trong tế bào: đảm bảo sự lưu giữ và truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ.
Luyện tập
Bài 1
Bài tập trắc nghiệm
Thành phần nào sau đây không tham gia trực tiếp vào quá trình dịch mã?
A. AND.
B. mARN.
C. tARN
D. Riboxom
Bài 2
Bài tập trắc nghiệm
Quá trình nào sau đây tạo ra các cDNA (DNA bổ sung) từ các phân tử mRNA?
A. Phiên mã ngược.
B. Phiên mã.
C. Dịch mã
D. Tái bản DNA
Bài 3
Bài tập trắc nghiệm
Loại nucleic acid nào sau đây chứa bộ ba đồi mã?
A. mRNA
B. DNA
C. rRN
D. tRNA
Vận dụng
Vận dụng
Ảnh
Vận dụng
Một số kháng sinh có thể liên kết với ribosome của vi khuẩn theo những cơ chế khác nhau: Streptomycin bám vào tiểu phần nhỏ của ribosome; chloramphenicol liên kết vào tiểu đơn vị lớn và ức chế enzyme peptidyl transferase (xúc tác phản ứng hình thành liên kết peptide); tetracycline cản trở các tRNAaa đi vào vị trí A của ribosome; erythromycin liên kết rRNA trong tiểu phần lớn của ribosome và ức chế sự dịch chuyển của ribosome trên mARN. Dựa vào các thông tin trên, hãy cho biết mỗi kháng sinh này tác động đến giai đoạn nào của quá trình biểu hiện gene và từ đó ức chế sự sinh trưởng của vi khuẩn.
Cảm ơn
Ảnh