Giải Sinh 12 - Bài 2. Phiên mã và dịch mã
2. PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ KIẾN THỨC CẦN NHỚ Dịch mã: là quá trình tổng hợp protein, trong đó các tARN mang các axit amin tương ứng đặt đúng vị trí trên mARN trong ribôxôm để tổng hợp nên chuỗi pôlipeptit. Phiên mã: thông tin di truyền trên mạch mã gốc của gen được phiên mã thành phân tử mARN theo nguyên tắc bổ sung. TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ GIẢI BÀI TẬP 1. Hãy trình bày diễn biến và kết quả của quá trình phiên mã. Trả lời Phiên mã tạo ra các loại ARN là rARN, tARN và Marn. Quá trình phiên mã gồm 3 giai đoạn: khởi đầu, kéo dài và kết thúc. Quá trình phiên mã được bắt đầu khi enzim ARN -polimeraza bám vào promoter (vùng khởi đầu của gen) -> gen tháo xoắn và tách hai mạch đơn làm lộ ra mạch khuôn 3’-> 5’ (mạch có nghĩa). ARN - polimeraza di chuyển dọc theo mạch có nghĩa giúp các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào liên kết với các nuclêôtit trên mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung (A-U, G-X) tạo nên phân tử mARN theo chiều 5’-3’. Đối với phần lớn các gen ở sinh vật nhân chuẩn, sau khi toàn bộ gen được phiên mã thì mARN sơ khai được sửa đổi để cắt bỏ các intrôn và nối các exon lại với nhau thành mARN chức năng. Sau đó mARN chức năng từ nhân ra chất tế bào tới ribôxôm để làm khuôn tổng hợp prôtêin. Trong phiên mã chỉ một mạch 3’ - 5’ được dùng làm khuôn. Chiều tổng hợp mARN của enzim ARN - polimeraza là 5’- 3’. Giữa mARN sơ khai mà mARN chức năng được phiên mã từ một gen cấu trúc ở sinh vật nhân chuẩn thì mARN chức năng ngắn hơn vì ARN - polimeraza phiên mã mạch khuôn 3’-5’ tất cả các exon và intron theo nguyên tắc bổ sung thành mARN sơ khai. Sau đó các intron bị cắt bỏ và nối các exon lại thàng mARN chức năng. Quá trình dịch mã tại ribôxôm diễn ra như thế nào? ’ Trả lời Hoạt hóa axit amin Dưới tác dụng của một loại enzim, các axit amin tự do trong tế bào liên kết với hợp chất giàu năng lượng ATP (ađênôzin triphôphat), trở thành dạng axit amin hoạt hóa. Nhờ một loại enzim khác, axit amin đã được hoạt hóa lại liên kết với tARN tạo thành phức hợp aa-tARN. Dịch mã và hình thành chuỗi pôlipetit Đầu tiên, tARN mang axit amin mở đầu (met-tARN) tiến vào vị trí côdon mở đầu, anticodon tương ứng trên tARN của nó khớp bổ sung với côdon mở đầu trên mARN. Tiếp theo tARN mang axit amin thứ nhất (aa, - tARN) tới vị trí bên cạnh, anticôdon của nó khớp bổ sung với côdon của axit amin thứ nhất ngay sau côdon mở đầu. Enzim xúc tác tạo thành liên kết petit giữa axit amin mở đầu và axit amin thứ nhất (met-aai). Ribôxôm dịch chuyển đi một bộ ba trên mARN, đồng thời tARN (đã mất axit amin mở đầu) rời khỏi ribôxôm. Tiếp theo, aa2-tARN tiến vào ribôxôm, anticôdon của nó bổ sung với côdon của axit amin thứ hai trên mARN. Liên kết giữa axit amin thứ nhất và axit amim thứ hai (aai, -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 pôlipetit được giải phóng, đồng thời axit amin mêtiônin mở đầu cũng tách khỏi chuỗi pôlipeptit. Chuỗi pôlipeptit sau đó hình thành phân tử prôtêin hoàn chỉnh. Nêu vai trò của pôlỉribôxôm trong quá trình tổng họp prôtêin. Trả lời Trên mỗi phân tử mARN thường có một số ribôxôm cùng hoạt động được gọi là pôliribôxôm. Sự hình thành pôliribôxôm là sau khi ribôxôm thứ nhất dịch chuyển được một đoạn thì ribôxôm thứ 2 liên kết vào mARN. Tiếp theo đó là ribôxôm thứ 3, thứ 4... Như vậy, mỗi một phân tử mARN có thể tổng hợp từ một đến nhiều chuỗi pôlipetit cùng loại rồi tự hủy. Các ribôxôm được sử dụng qua vài thế hệ tế bào và có thể tham gia vào tổng hợp bất cứ loại prôtêin nào. Một đoạn gen có trình tự các nuclêôtit như sau: 3’ XGA GAA TTT XGA 5’ (mạch mã gốc) 5’ GXT XTT AAA GXT 3’ Hãy xác định trình tự các axit amin trong chuỗi pôlipeptit được tổng hợp từ đoạn gen trên. Một đoạn phân tử prôtêin có trình tự axit amin như sau: - lơxin - alanin - valin - lizin Hãy xác định trình tự các cặp nuclêôtit trong đoạn gen mang thông tin qui định cấu trúc đoạn prôtêin đó. Trả lời a) 3’XGA GAA TTT XGA 5’ (mạch có nghĩa) 5’ GXU xuu AAA GXU 3’ (mARN) Ala Leu Lys Ala (trình tự axit amin trong prôtêin) b) Leu - Ala - Val - Lys (trình tự axit amin) UUA GXU GUU AAA(mARN) 3’ AAT XGA XAA TTT 5’ (mạch mã gốc) 5’ TTA GXT GTT AAA3’ Hãy chọn phương án trả lời dúng. Các prôtêin được tổng hợp trong tế bào nhân thực đều: Bắt đầu bằng axit amin Met. Bắt đầu bằng axit amin foocmin mêtiônin. Có Met ở vị trí đầu tiên bị cắt bởi enzim. Cả a và c. Trả lời Đáp án: d