Xác định Trình Tự Nuclêôtit Trên Phân Tử ADN Hoặc ARN.

I. Xác định trình tự nuclêôtit trên phân tử ADN hoặc ARN.

Cho biết: Trình tự nuclêôtit trên một mạch của gen

Yêu cầu:

       + Xác định trình tự nuclêôtit trên gen (ADN).

       + Hoặc xác định trình tự nuclêôtit ARN do gen phiên mã.

Cách giải:

• Xác định trình tự nuclêôtit trên mạch còn lại của ADN (gen):

 Trong phân tử AND, các nucleotit của hai mạch liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T; G liên kết với X .

• Xác định trình tự ribonuclêôtit trên ARN:

Trong quá trình phiên mã , ADN là mạch khuôn để tổng hợp nên phân tử ARN các đơn phân của mạch gốc liên kết với các ribonuclêôtit tự do môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung

               A mạch gốc liên kết với rU môi trường

               T mạch gốc liên kết với rA môi trường

               G mạch gốc liên kết với rX môi trường

               X mạch gốc liên kết với rG môi trường

 Ví dụ 1: Một gen chứa đoạn mạch có trình tự nuclêôtit là

                 . . . A- G - X - T - T - A - G - X - A . . . .

 Xác định trình tự nuclêôtit tương ứng trên mạch bổ sung.

Hướng dẫn giải bài tập

Theo NTBS các nuclêôtit trên gen liên kết với nhau theo nguyên tắc A liên kết với T, G liên kết với X

Vậy:     Mạch có trình tự: . . . A - G - X - T - T - A - G - X - A . . . .

            Mạch bổ sung là: . . . T - A -  G - A - A - T - X - G - A . . .

 Ví dụ 2: Một gen chứa đoạn mạch bổ sung với đoạn mạch mang mã gốc có trình tự nuclêôtit  là:

                               . . . A - G - X - T - T - A - G - X - A . . . .

Xác định trình tự các ribônuclêôtit được tổng hợp từ đoạn gen này.

Hướng dẫn giải bài tập

• Xác định trình tự nucleotit trên mạch gốc 
• Xác định trình tự các nucleotit trên mạch gốc
• Xác định trình tự nucleotit trên mạch ARN (theo nguyên tắc bổ sung)

Giải

Theo NTBS: Các nuclêôtit trên gen liên kết với nhau theo nguyên tắc A liên kết với T, G liên kết với X. Trong quá trình phiên mã các nuclêôtit trên gen liên kết với các nuclêôtit  môt trường theo nguyên tắc:

                       A mạch gốc liên kết với U môi trường

                       T mạch gốc liên kết với A môi trường

                       G mạch gốc liên kết với X môi trường

                       X mạch gốc liên kết với G môi trường

Theo bài ra: mạch bổ sung của gen:     . . . A - G - X - T - T - A - G - X - A . . . .

                       => Mạch gốc của gen:  . . . T - X - G - A - A - T - X - G - T . . . .

                    => ARN                 . . . A - G - X - U - U - A - G - X - A . . . .

Lưu ý: Trình tự nuclêôtit mARN giống trình tự nuclêôtit của mạch bổ sung (thay T bằng U)

Ví dụ 3 : Phân tử mARN chứa đoạn mạch có trình tự nuclêôtit là

                        . . . A- G - X - U - A - G - X - A . . . .

 Xác định trình tự nuclêôtit tương ứng trên gen.

Hướng dẫn giải bài tập

mARN                   . . . A - G - X - U - U - A - G - X - A . . . .

Mạch gốc:                . . . T - X - G - A - A - T - X - G - T . . . .

Mạch bổ sung:          . . . A - G - X - T - T - A - G - X - A . . . .

II. Vận dụng xác định số lượng các loại nucleotit trong phân tử ADN 

Bài toán 1. Một gen của sinh vật nhân sơ có Guanin chiếm 20% tổng số nuclêôtit của gen. Trên một mạch của gen này có 150 Ađênin và 120 Timin.

Xác định số lượng các loại nucleotit trong gen ?

Hướng dẫn giải bài tập

Theo NTBS ta có :      

                       %G + %A = 50% => %A = 30%

                      Theo bài ra A1 = T2 = 150; T1= A2 = 120

                       =>  A = T = A1+ A2= 270

Vì Guanin chiếm 20%  và Ađênin chiếm 30 % tổng số nuclêôtit nên ta có

                      => G = X  = (270 : 30%)  x 20 % = 600

Bài toán 2. Trong tế bào nhân sơ, xét một gen dài 4080 A0, có 560 Ađênin. Mạch đơn thứ nhất của gen có 260 Ađênin và 380 Guanin, gen này phiên mã cần môi trường nội bào cung cấp 600 Uraxin.Tính số lượng từng loại nuclêôtit trên gen.

2. Tìm mạch mã gốc của phân tử ADN

Hướng dẫn giải bài tập

1. Tính số lượng từng loại nuclêôtit trên gen.

       - N =   4080 × 2 : 3,4 = 2400

       - A = T = 560 => G = X = (2400 : 2 -560)= 640.

2. Tính số NTBS      A1 = T2 = 260

                                 G1 = X2 = 380.

                                 X1 = G2 = Ggen - G1= 640 - 380 = 260.

                                 T1 = A2 = A - A1 = 560 - 260 = 300.

 Do Umtcc = 600 =  300 x 2  => mạch 2 là mạch gốc. 

Mở rộng :Xác định cấu tạo và cấu trúc của ADN và ARN

Xét về cấu tạo : 

Nếu axit nucleotit có A , T , G , X => phân tử ADN 

Nếu axit nucleotit có A , U , G , X => ARN 

Xét về cấu trúc không gian : 

Lưu ý:  Theo NTBS trong phân tử ADN 

                 A1=T2; T1= A2; G1= X2; X1=G2.=> A

                 %A +%G = 50%.

                 A1+A2=T1+T2= Agen; G1+G2= X1+X2= Xgen

Nếu phân tử ADN mang cấu trúc mạch kép thì có A = T ; G = X 

Nếu phân tử ADN có cấu trúc mạch đơn thì A khác T hoặc G khác X 

Nếu phân tử ARN có cấu trúc mạch đơn thì A khác U hoặc G khác X

Nếu phân tử ARN mang cấu trúc mạch kép thì có A = U ; G = X

Ví dụ minh họa : 

Phân tích thành phần hóa học của một axit nuclêic cho thấy tỉ lệ các loại nuclêôtit A = 20%; G = 35%; T = 20% và số lượng X = 150.

a. Axit nuclêic này là ADN hay ARN, cấu trúc mạch đơn hay kép?

b. Tính số liên kết photphodieste giữa các nucleotit trong gen 

c. Tính chiều dài axit nuclêôtit trên.

Hướng dẫn giải bài tập

a. Do trên axit nuclêôtit có A, T, G, X => ADN. Vì %A ≠%T không tuân theo nguyên tắc bổ sung => mạch đơn.

    => Axit nuclêic này là ADN có cấu trúc mạch đơn.

b. Số liên kết photphodieste trên axit nuclêic trên:

       Có X = 150, chiếm 30% => N = 150 : 30×100 = 500.

    Số liên kết photphodieste = 500 - 1 =499.

c. Chiều dài của gen là : 

     500 x 3,4 = 1700