Lí thuyết: Hoạt động của gen

---

---

Chuyên đề: Di truyền cấp độ phân tử

Lí thuyết: Hoạt động của gen:

Gen cấu trúc có 2 hoạt động chính là phiên mã và dịch mã.

1. Phiên mã

   - Thời gian, địa điểm: diễn ra trong nhân tế bào, tại kì trung gian khi các NST ở dạng sợi mảnh.

   - Nguyên tắc tổng hợp: Quá trình tổng hợp ARN dựa theo NTBS, trong đó A trên mạch gốc liên kết với U, T trên mạch gốc liên kết với A, G liên kết với X và X liên kết với G.

Quá trình

   - Bước 1: Khởi động

Enzym ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hoà làm gen tháo xoắn để lộ ra mạch gốc có chiều 3’→ 5’ và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu.

   - Bước 2: Kéo dài chuỗi ARN

Enzym ARN pôlimeraza trượt dọc theo mạch gốc trên gen có chiều 3’ → 5’ và các nuclêôtit trong môi trường nội bào liên kết với các nucluotit trên mạch gốc theo nguyên tắc bổ sung:

A_gốc - U_{môi trường}

T_gốc - A_{môi trường}

G_gốc – X_{môi trường}

X_gốc – G_{môi trường}

   - Bước 3: Kết thúc

Khi enzym di chuyển đến cuối gen, gặp tín hiệu kết thúc thì quá trình phiên mã dừng lại, phân tử ARN: được giải phóng. Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn đóng xoắn ngay lại.

Ở tế bào nhân sơ, mARN sau phiên mã được sử dụng trực tiếp cho quá trình dịch mã. Còn ở tế bào nhân thực, sau khi phiên mã, mARN phải được cắt bỏ các đoan intron, nối exon lại với nhau để thành mARN trưởng thành.

Các công thức thường dùng

• Số ribônuclêôtit cần sử dụng trong quá trình phiên mã: r_N = N/2

• Liên hệ giữa chiều dài và số ribônuclêôtit: r_N = L/3,4

• Khối lượng của ARN: M = r_N x 300 đvC

• Số liên kết hoá trị giữa các ri bô nuclêôtit: P = r_N – 1.

2. Dịch mã

   - Thời gian, địa điểm: trong kì trung gian, bên ngoài nhân tế bào, trong chất tế bào

Quá trình

   - Giai đoạn 1: Hoạt hoá axit amin

Dưới tác động của 1 số loại enzim, các axit amin tự do trong môi trường nội bào được hoạt hoá và liên kết với tARN tương ứng → phức hợp a.a – tARN.

   - Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi pôlipeptit

• Bước 1: Mở đầu

   + Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu (gần bộ ba mở đầu) và di chuyển đến bộ ba mở đầu (AUG).

   + aa mở đầu - tARN tiến vào bộ ba mở đầu (đối mã của nó – UAX- khớp với mã mở đầu – AUG – trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), sau đó tiểu phần lớn gắn vào tạo ribôxôm hoàn chỉnh.

• Bước 2: Kéo dài chuỗi

      + aa1 - tARN tiến vào ribôxôm (đối mã của nó khớp với mã thứ nhất trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), một liên kết peptit được hình thành giữa axit amin mở đầu với axit amin thứ nhất.

      + Ribôxôm chuyển dịch sang bộ ba thứ 2, tARN vận chuyển axit amin mở đầu được giải phóng. Tiếp theo, aa2 - tARN tiến vào ribôxôm (đối mã của nó khớp với bộ ba thứ hai trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), hình thành liên kết peptit giữa axit amin thứ hai và axit amin thứ nhất.

      + Ribôxôm chuyển dịch đến bộ ba thứ ba, tARN vận chuyển axit amin mở đầu được giải phóng.

Quá trình cứ tiếp tục như vậy đến bộ ba tiếp giáp với bộ ba kết thúc của phân tử mARN. Như vậy, chuỗi pôlipeptit liên tục được kéo dài.

• Bước 3: Kết thúc

      + Khi ribôxôm chuyển dịch sang bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA) thì quá trình dịch mã ngừng lại, 2 tiểu phần của ribôxôm tách nhau ra. Một enzim đặc hiệu loại bỏ axit amin mở đầu và giải phóng chuỗi pôlipeptit, quá trình dịch mã hoàn tất.

Trong dịch mã, mARN thường không gắn với từng riboxôm riêng rẽ mà đồng thời gắn với một nhóm ribôxôm (pôliribôxôm hay pôlixôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin.

Các công thức thường dùng

   - Số axit amin cần sử dụng là cho 1 chuỗi pôlipeptit:

   - Số axit amin ở 1 chuỗi pôlipeptit hoàn chỉnh:

Xem thêm các bài học Ôn thi đại học môn Sinh học khác:

• Lí thuyết: Gen

• Lí thuyết: Hoạt động của gen

• Lí thuyết: Điều hòa gen

• Lí thuyết: Đột biến gen

---

---

---