Mối Quan Hệ Giữa ADN Và ARN

1. Cấu trúc ARN

- ARN là một loại axit nuclêic, được cấu tạo từ các nguyên tố hoá học C, H, O, N và P

- ARN thuộc loại đại phân tử có kích thước và khối lượng lớn nhưng nhỏ hơn nhiều so với ADN

- ARN được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân. Đơn phân là ribônuclêôtít, mỗi ribônuclêôtit có khối lượng trung bình là 300 đvC và kích thước trung bình là 3,4 Å, bao gồm 3 thành phần:

+ Một phân tử axit phốtphoric: \(H_3PO_4\)

+ Một phân tử đường ribôzơ \(C_5H_{10}O_5\)

+ Một trong 4 loại bazơ nitơ: A, U, G, X

- Các loại ribônuclêôtít liên kết với nhau bằng liên kết hoá trị giữa các axit phốtphoric của ribônuclêôtít này với phân tử đường của ribônuclêôtít kế tiếp hình thành nên chuỗi pôliribônuclêôtít

- Bốn loại ribônuclêôtít sắp xếp với thành phần, số lượng và trình tự sắp xếp khác nhau tạo cho ARN có tính đa dạng và tính đặc trưng

- Có 3 loại ARN :

+ ARN thông tin(mARN): chiếm khoảng 5 – 10% lượng ARN trong tế bào, có cấu tạo một mạch thẳng không cuộn xoắn, có khoảng 600 – 1500 đơn phân, có chức năng sao chép truyền đạt thông tin di truyền về cấu trúc của phân tử Prôtêin được tổng hợp từ ADN tới ribôxôm trong tế bào chất

+ ARN vận chuyển(tARN): Chiếm khoảng 10 – 20% , cũng có cấu trúc một mạch nhưng cuộn lại ở một đầu. Trong mạch, một số đoạn các cặp bazơ nitơ liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung A – U và G – X , một số đoạn tạo thành thuỳ tròn, một trong các thuỳ tròn mang bộ ba đối mã, đầu tự do của ARN mang axitamin, có chức năng vận chuyển axitamin dến ribôxôm để tổng hợp prôtêin

+ ARN ribôxôm(rARN): chiếm khoảng 70 – 80 %, cũng có cấu trúc một mạch , có chức năng tham gia cấu tạo của ribôxôm

2. Nguyên tắc tổng hợp ARN

a. Quá trình tổng hợp:

- Địa điểm: diễn ra trong nhân tế bào, tại NST, ở kì trung gian (pha G1).

- Diễn biến:

+ Gen tháo xoắn và tách dần 2 mạch. Một mạch của gen làm khuôn mẫu để tổng hợp mạch ARN, được gọi là mạch gốc (mạch khuôn), mạch còn lại được gọi là mạch bổ sung.

+ Các nuclêôtit trên mạch gốc của gen lần lượt liên kết với các nuclêôtit trong môi trường nội bào theo NTBS:

A mạch gốc liên kết với U tự do.

T mạch gốc liên kết với A tự do.

G mạch gốc liên kết với X tự do.

X mạch gốc liên kết với G tự do.

+ Sau khi tổng hợp xong, ARN tách khỏi gen, rời nhân ra tế bào chất đến ribôxôm, tham gia vào quá trình tổng hợp Prôtêin.

- Kết quả:

Mỗi lần gen sao mã được một phân tử ARN có trình tự các nuclêôtit giống với mạch bổ sung của gen nhưng thay U bằng T.

- Quá tình tổng hợp có sự tham gia của hệ enzim ARN pôlimeraza và một số yếu tố khác.

b. Nguyên tắc tổng hợp:

- Nguyên tắc khuôn mẫu: mạch gốc (mạch khuôn) của gen làm khuôn mẫu để tổng hợp nên mạch ARN.

- Nguyên tắc bổ sung (NTBS): Các nuclêôtit trên mạch gốc của gen lần lượt liên kết với các nuclêôtit trong môi trường nội bào theo NTBS:

+ A mạch gốc liên kết với U tự do.

+ T mạch gốc liên kết với A tự do.

+ G mạch gốc liên kết với X tự do.

+ X mạch gốc liên kết với G tự do.

c. Mối quan hệ giữa gen và ARN (mARN):

- Mối quan hệ: gen (mạch gốc của gen) là khuôn mẫu tổng hợp nên mạch ARN.

- Bản chất mối quan hệ: trình tự các nuclêôtit trên gen quy định trình tự các nuclêôtit trên phân tử ARN.

3. so sánh giữa ADN và ARN

*Giống nhau:

- Đều là các axit hữu cơ - Axit nuclêic.

- Đều được cấu tạo từ 5 nguyên tố hóa học: C, H, O, N, P.

- Đều thuộc loại đại phân tử, có khối lượng và kích thước lớn.

- Đều có cấu tạo đa phân gồm nhiều đơn phân là các nuclêôtit, có 3 trong 4 nuclêôtit giống nhau: A, G, X.

- Đều có tính đa dạng và đặc thù bởi số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp các

nuclêôtit.

- Đều có cấu trúc xoắn.

- Các nuclêôtit trên mạch đơn liên kết với nhau bằng liên kết hóa trị.

- Chức năng: đều liên quan tới thông tin di truyền và quá trình tổng hợp Prôtêin.

*Khác nhau:

ADN	ARN
- Có khối lượng, kích thước lớn hơn ARN.	- Có khối lượng, kích thước nhỏ hơn ADN.
- Đơn phân là các nuclêôtit: A, T, G, X (có T không có U).	- Đơn phân là các nuclêôtit: A, U, G, X (có U không có T).
- Có NTBS và liên kết hiđrô trong cấu trúc.	- Không có NTBS và liên kết hiđrô trong cấu trúc.
- Gồm 2 mạch đơn.	- Gồm 1 mạch đơn.
- Trong ADN có đường đêôxiribôzơ C5H10O4, bazơ nitric (A, T, G, X) và axit H3PO4.	-  Trong  ARN  có  đường  ribôzơC5H10O5, bazơ nitric (A, U, G, X) và axit H3PO4.
- Chức năng: + Mang thông tin di truyền - bản   mã gốc. + Mang gen quy định cấu trúc phân tử Prôtêin.	- Chức năng: +  Mang  thông  tin  di  truyền  -  bản mã sao. + Trực tiếp tham gia vào quá trình tổng hợp Prôtêin .

4. So sánh quá trình tổng hợp ADN và ARN

*Giống nhau:

-Đều diễn ra trong nhân tế bào, tại NST, ở kì trung gian.

-Đều có sự tháo xoắn và tách dần hai mạch đơn.

-Đều dựa trên khuôn mẫu là ADN. Các nguyên tắc tổng hợp là NTBS và Nguyên tắc bán bảo toàn (Nguyên tắc giữ lại một nửa).

-Đều có nguyên liệu chính là các nuclêôtit.

-Đều có sự tham gia của các hệ enzim và một số yếu tố khác.

*Khác nhau:

Quá trình tổng hợp ADN	Quá trình tổng hợp ARN
- Diễn ra trong nhân tế bào, tại NST, ở kì trung gian - pha S.	- Diễn ra trong nhân tế bào, tại NST, ở kì trung gian - pha G1.
- Cả phân tử ADN tháo xoắn và tách dần hai mạch.	- Chỉ một đoạn của phân tử ADN, tương ứng với một gen, tháo xoắn và tách dần hai mạch.
- Cả hai mạch đơn làm khuôn mẫu để  tổng hợp nên các ADN con.	- Chỉ mạch gốc của gen làm khuôn mẫu để tổng hợp ARN.
- Mạch mới và mạch khuôn (mạch gốc) của phân tử ADN mẹ xoắn lại tạo nên các ADN con nằm trong nhân tế bào.	- Sau khi tổng hợp xong, ARN tách khỏi gen, rời nhân ra tế bào chất đến ribôxôm, tham gia vào quá trình tổng hợp Prôtêin .
- Mỗi lần tự sao được 2 phân tử ADN con.	- Mỗi lần mã sao chỉ được duy nhất 1 ARN.
- Nguyên liệu chính là các nuclêôtit: A, T, G, X (có T không có U).	- Nguyên liệu chính là các nuclêôtit: A, U, G, X (có U không có T).
- Hệ enzim tham gia vào quá trình tổng hợp là ADN pôlimeraza.	- Hệ enzim tham gia vào quá trình tổng hợp  là ARN pôlimeraza.
- Có Nguyên tắc bán bảo toàn (Nguyên tắc giữ lại một nửa).	- Không có Nguyên tắc bán bảo toàn (Nguyên tắc giữ lại một nửa).