Gen Là Gì? Mã Di Truyền Là Gì? Cấu Trúc Chung Của Gen Cấu Trúc Và ...

Vậy gen là gì? mã di truyền là gì? tính đặc hiệu, tính thoái hóa, tính phổ biến của mã di truyền là gì? Quá trình nhân đôi của ADN diễn ra như thế nào? theo nguyên tắc nào? chúng ta sẽ cùng đi tìm câu trả lời qua bài viết dưới đây.

I. Gen

1. Khái niệm Gen

- Gen là gì? Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hoá cho một chuỗi pôlitpeptit hay phân tử ARN.

→ Từ định nghĩa gen ta thấy: Gen có bản chất là ADN, trên một phân tử ADN chứa rất nhiều gen.

2. Cấu trúc chung của gen cấu trúc

Mỗi gen mã hóa prôtêin gồm 3 vùng trình tự nuclêôtit:

* Vùng điều hòa:

- Nằm ở đầu 3' của mạch mã gốc - Có trình tự Nucleotit đặc biệt giúp ARN pôlimeraza có thể hận biết và liên kết để khởi động quá trình phiên mã, đồng thời là trình tự điều hoà.

* Vùng mã hóa:

- Nằm ở giữa gen - Mang thông tin mã hoá các axit amin - Vùng mã hoá ở gen của sinh vật nhân sơ là vùng mã hoá liên tục (gen không phân mảnh), ở sinh vật nhân thực có vùng mã hoá không liên tục, xen kẽ các đoạn mã hoá axit min với các đoạn không mã hoá axit amin (gen phân mảnh)

* Vùng kết thúc:

- Nằm ở đầu 5' của mạch mã gốc - Mang tín hiệu kết thuc phiên mã.

II. Mã di truyền

• Mã di truyền là trình tự sắp xếp các nucleotit trong gen (trong mạch khuôn) quy định trình tự sắp xếp các axit amin trong prôtêin. 

• Mã di truyền là mã bộ ba được đọc trên mARN theo chiều 5'-3' (cứ ba nucleotit đứng liền nhau thì mã hóa cho một axit amin).

• Đặc điểm của mã di truyền:

- Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định theo từng bộ ba nuclêôtit mà không gối lên nhau.

- Mã di truyền có tính phổ biến, tức là tất cả các loài đều có chung một bộ mã di truyền, trừ một vài ngoại lệ.

- Mã di truyền có tính đặc hiệu, tứcc là một bộ ba chỉ mã hóa cho một loại axit amin

- Mã di truyền có tính thoái hóa, tức là nhiều bộ ba khác nhau cùng xác định một loại axit amin, trừ AUG và UGG.

Bảng mã di truyền

III. Quá trình nhân đôi ADN

1. Vị trí

- Trong nhân tế bào, ở kì trung gian.

2. Thành phần tham gia quá trình nhân đôi ADN

- ADN mạch khuôn

- Nguyên liệu môi trường: 4 loại nuclêôtit A, T, G, X.

- Enzyme

Enzyme tham gia	Chức năng
Tháo xoắn	Dãn xoẵn và tách hai mạch kép ADN để lộ ra hai mạch đơn
ARN polimeraza	Tổng hợp đoạn mồi ARN bổ sung với mạch khuôn
ADN polimeraza	Gắn các nucleotit tự do ngoài môi trường vào liên kết với các nucleotit trong mạch khuôn để tổng hợp mạch mới hoàn chỉnh.
Ligaza	Nối các đoạn Okazaki thành mạch mới hoàn chỉnh

- Năng lượng ATP

3. Nguyên tắc của quá trình nhân đôi ADN

– Nguyên tắc bổ sung: A – T, G – X.

– Nguyên tắc bán bảo tồn: trong mỗi phân tử ADN con thì một mạch là mới tổng hợp còn mạch kia là của ADN mẹ.

– Nguyên tắc nửa gián đoạn: một mạch được tổng hợp liên tục, còn mạch kia bị tổng hợp từng đoạn một sau đó các đoạn mới được nối vào nhau.

4. Diễn biến của quá trình nhân đôi ADN (tái bản ADN)

• Bước 1: Tháo xoắn phân tử ADN

– Nhờ các Enzim tháo xoắn 2 mạch đơn của ADN tách dần. (Chạc chữ Y)

• Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới

– Enzim ADN-polimeraza sử dụng một mạch làm khuôn mẫu (nguyên tắc khuôn mẫu) tổng hợp nên mạch mới theo nguyên tắc bổ sung.

– Trên mạch khuôn 3'-5' mạch bổ sung tổng hợp liên tục, trên mạch khuôn 5'-3' mạch bổ sung tổng hợp ngắt quãng (đoạn Okazaki), sau nói lại nhờ Enzim nối.

• Bước 3: Hai phân tử ADN con được tạo thành

– Giống nhau, giống ADN mẹ.

– Mỗi ADN con đều có một mạch mới được tổng hợp từ nguyên liệu của môi trường, mạch còn lại là của ADN mẹ (nguyên tắc bán bảo tồn)

⇒ Kết luận: Quá trình nhân đôi ADN dựa trên 2 nguyên tắc là nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo tồn đảm bảo từ 1 ADN ban đầu sau 1 lần nhân đôi tạo ra 2 ADN con giống hệt nhau và giống hệt ADN mẹ.

Sơ đồ quá trình nhân đôi và tái bản ADN

• Ý nghĩa của quá trình nhân đôi: 

- Nhân đôi ADN trong pha S của kì trung gian để chuẩn bị cho quá trình nhân đôi nhiễm sắc thể và chuẩn bị cho quá trình phân chia tế bào. 

- Nhân đôi ADN giải thích sự truyền đạt thông tin di truyền một cách chính xác qua các thế hệ.