Hệ thống hóa kiến thức trọng tâm về gen, mã di truyền và nhân đôi ADN Sinh học 12

HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VỀ GEN, MÃ DI TRUYỀN

1. Khái niệm về gen

1.1. Định nghĩa gen

Là một đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một sản phẩm xác định là ARN hoặc chuỗi pôlipeptit.

Hình 1.1. Khái niệm gen

1.2. Đặc điểm của gen cấu trúc

Một gen cấu trúc điển hình có 3 vùng trình tự:

• Vùng điều hoà: nằm ở đầu 3’ của mạch gốc, gồm 2 trình tự nuclêôtit:

+ Khởi động P: liên kết với enzim ARN pôlimeraza để khơi mào và kiểm soát quá trình phiên mã.

+ Vận hành O: liên kết với prôtêin ức chế làm ngừng quá trình phiên mã.

• Vùng mã hoá: nằm ở giữa, gồm trình tự các nuclêôtit mã hoá các axit amin.
• Vùng kết thúc: nằm ở đầu 5’ của mạch gốc, chứa bộ ba kết thúc.

Hình 1.2: Cấu trúc chung của một gen cấu trúc

* Thế nào là mạch gốc?

Mạch gốc là mạch trực tiếp phiên mã, có chiều 3’ – 5’

* Phân loại gen

+ Dựa vào chức năng sản phẩm của gen, phân biệt gen cấu trúc và gen điều hoà.

+ Dựa vào cấu trúc vùng mã hoá, phân biệt gen phân mảnh và gen không phân mảnh.

2. Mã di truyền

{-- Nội dung phần 2 mã di truyền của tài liệu hệ thống hóa vui lòng xem ở phần xem online hoặc tải về --}

3. Cơ chế tái bản ADN

3.1. Khái niệm

Tái bản ADN là quá trình tổng hợp ADN, diễn ra tại pha S của kì trung gian trong chu kì tế bào.

3.2. Diễn biến

a. Giai đoạn tháo xoắn và tách mạch

Enzim helicaza làm duỗi xoắn và phá vỡ các liên kết hiđrô của phân tử ADN, tạo phễu tái bản để lộ ra 2 mạch khuôn 3’ – 5’ và 5’ – 3’.

b. Tổng hợp mạch ADN

• Enzim ARN – pôlimeraza tổng hợp đoạn mồi tạo đầu 3’OH.

• Enzim ADN – pôlimeraza lắp các nuclêôtit tự do thành mạch ADN (sợi dẫn đầu) và các đoạn Okazaki theo chiều 5’ – 3’.

• Enzim ligaza nối các đoạn Okazaki thành mạch ADN (sợi theo sau).

c. Hình thành 2 phân tử ADN

Một mạch ADN khuôn hình thành liên kết hiđrô với một mạch ADN mới được tổng hợp để tạo nên phân tử ADN con.

3.3. Kết quả

Mỗi phân tử ADN tái bản một lần tổng hợp được 2 phân tử ADN con giống hệt phân tử ADN mẹ.

3.4. Ý nghĩa

• Là phương thức truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.

• Là cơ sở nhân đôi của NST.

• Sợi dẫn đầu và sợi theo sau khác nhau như thế nào?

+ Sợi dẫn đầu được tổng hợp dựa trên mạch khuôn 3’– 5’ nên có chiều 5’– 3’ và là sợi tổng hợp liên tục.

+ Sợi theo sau được tổng hợp dựa trên mạch khuôn 5’– 3’ nên có chiều 3’– 5’ và là sợi tổng hợp gián đoạn từng đoạn Okazaki ngược chiều.

• Tại sao 2 mạch ADN lại được tổng hợp khác nhau? Hai mạch ADN lại được tổng hợp khác vì:

+ Phân tử ADN mẹ có 2 mạch khuôn đi song song nhưng ngược chiều (mạch gốc: 3’ – 5’; mạch bổ sung 5’– 3’).

+ Enzim ADN – pôlimeraza tác động trên mạch khuôn theo chiều 3’– 5’ nên chiều tổng hợp của sợi liên tục và các đoạn Okazaki là 5’– 3’.

• Tái bản ADN ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực có gì khác nhau?

• Nguyên tắc bổ sung là gì?

Nguyên tắc bổ sung là nguyên tắc ghép đôi giữa một bazơ có kích thước lớn với một bazơ có kích thước nhỏ nhờ các liên kết hlđrô, cụ thể: A liên kết với T bằng 2 liên kết, G liên kết VỚI X bằng 3 liên kết.

• Vì sao hai phân tử ADN con lại giống hệt phân tử ADN mẹ?

Vì: cơ chế tái bản diễn ra theo nguyên tắc bổ sung A – T; G – X và nguyên tắc bán bảo toàn (mỗi phân tử ADN con có một mạch của ADN mẹ).

• Tại sao tái bản ADN lại là phương thức truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể?

Vì: ADN nhân đôi → NST nhân đôi → NST phân li → tế bào phân chia. Nhờ đó, thông tin di truyền nằm trong gen trên ADN đã được truyền cho thế hệ sau.

4. Sơ đồ hệ thống hóa

{-- Nội dung đầy đủ của tài liệu Hệ thống hóa kiến thức trọng tâm về gen, mã di truyền và nhân đôi ADN Sinh học 12 vui lòng xem ở phần xem online hoặc tải về --}