Tải bản đầy đủ
ADN ARN Prôtêin Tính trạng A’

ADN ARN Prôtêin Tính trạng A’

Tải bản đầy đủ

khác chỉ liên quan đến các quá trình biểu hiện TTDT trong đời cá thể (phiên mã, dịch mã,
tương tác với môi trường) thì trạng thái mới mà chúng tạo ra chỉ được biểu hiện và có giá trị
trong đời cá thể đó mà không được truyền đạt lại cho thế hệ sau (sơ đồ 2.2).
− Cơ chế di truyền và biến dị ở mức độ tế bào.

Sự vận động của VCDT ở cấp độ tế bào hay NST tạo nên cơ chế di truyền và
biến dị ở cấp độ tế bào. Đối với gen trong nhân thì luôn nằm trên NST nên gen
thường được phân chia về các NST của cả giao tử đực và giao tử cái.
Đối với các gen nằm ngoài NST thì truyền TTDT theo tế bào chất, tế bào chất
ở giao tử đực ít hơn tế bào chất ở giao tử cái nên thường di truyền theo dòng mẹ.
Các tính trạng do gen ngoài NST quy định này sẽ vẫn tồn tại khi thay thế nhân bằng
một nhân có cấu trúc di truyền khác.
Nhân đôi bình thườngGiữ nguyên cấu trúc NST

Tiếp hợp, trao đổi chéo
Hoán vị gen
Bình thường

Biến dị tái tổ hợp

1 cặp gen

QL phân li

1 cặp NST

ng của NST (nhân đôi, tiếp hợp, trao đổi chéo,Phân
phân lili,bình
tổ hợp...
thường

Nhiều cặp gen QL liên kết gen

Tổ hợp tự do trong giao tử

Nhiều cặp NSTQL phân li độc lập

Đột biến cấu trúc NST
Đứt, gẫy, thay đổi cấu trúc NST (trên 1 NST, giữa các NST)

Nhân đôi bị tác động

Không bình thường
Trao đổi chéo không bình thường
Đột biến cấu trúc NST

Phân li không bình thường Đột biến số lượng NST
Sơ đồ 2.3. Cơ chế di truyền và biến dị ở mức độ tế bào

50

Như vậy, trong tế bào có hai hệ thống di truyền: Di truyền NST và di truyền
ngoài NST tạo nên sự đa dạng của sinh giới. Điều đó cho thấy tế bào là một đơn vị di
truyền, trong đó nhân có vai trò chính nhưng tế bào chất cũng có vai trò nhất định.
2.1.3. Lôgic phát triển kiến thức chương Cơ chế di truyền và biến dị, Sinh học
12, THPT.
TTDT là thông tin về cấu trúc của prôtêin, thông tin này được lưu trữ trên
ADN dưới dạng các gen. TTDT được truyền lại cho đời sau nhờ cơ chế nhân đôi
ADN, nhân đôi NST và phân li của NST trong phân bào. TTDT được biểu hiện
thành tính trạng thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã. TTDT có thể bị biến đổi
làm phát sinh các đột biến gen và đột biến NST. Hầu hết các đột biến gen được
phát sinh trong cơ chế nhân đôi ADN, các đột biến NST được phát sinh trong
quá trình tiếp hợp và phân li của NST.

Sơ đồ 2.4. Sơ đồ về các cơ chế di truyền

51

CHÚ THÍCH:
(1): Mối quan hệ ADN

mARN

Prôtêin

Tính trạng qua cơ

chế Phiên mã, dịch mã là cơ chế truyền TTDT trong tế bào.
(2): Cơ chế tự sao của ADN kết hợp với nhân đôi của NST trong nguyên
phân là cơ chế truyền TTDT (đảm bảo sự ổn định VCDT) qua các thế hệ tế bào và
qua thế hệ cơ thể (ở loài sinh sản vô tính).
(3): Sự kết hợp 3 cơ chế giảm phân, thụ tinh và nguyên phân là cơ chế
truyền TTDT (đảm bảo sự ổn định bộ NST của loài) qua các thế hệ cơ thể ở loài
sinh sản hữu tính.
2.1.3.1.

Cơ chế truyền thông tin di truyền từ nhân ra tế bào chất.
Thông tin di truyền ở trên gen được biểu hiện thành tính trạng trên cơ thể

thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã.
Quá trình tổng hợp ARN từ gen được gọi là quá trình phiên mã bởi vì trình tự
các nuclêôtit ở trên mạch gốc của gen được sao lại (phiên lại) một cách chính xác
thành trình tự các nuclêôtit ở trên ARN.
Ở tất cả các loài sinh vật, gen luôn có cấu trúc gồm hai mạch pôlinuclêôtit
nhưng chỉ có một mạch làm mạch khuôn để thực hiện phiên mã bởi vì enzym ARN
pôlimeraza luôn bám vào vùng điều hòa của gen và chỉ sử dụng mạch ADN có
chiều 3’ —> 5’ làm mạch khuôn để tổng hợp ARN. Mỗi gen chỉ có duy nhất một
vùng điều hòa nằm ở đầu 3’ của mạch gốc nên enzim ARN pôlimeraza luôn chỉ sử
dụng duy nhất một mạch của gen làm mạch khuôn (Giả sử mỗi gen có 2 vùng điều
hòa nằm ở 2 đầu của gen thì cả hai mạch của gen sẽ được dùng làm khuôn phiên
mã). Nếu giả sử cả hai mạch của gen đều làm khuôn để phiên mã thì sẽ có hại cho
sinh vật vì khi cả hai mạch của gen tiến hành phiên mã thì sẽ tổng hợp ra 2 loại
ARN có trình tự các nuclêôtit bổ sung và ngược chiều nhau -> Hai loại phân tử
ARN này sẽ liên kết bổ sung với nhau tạo ra ARN mạch kép làm cho ARN mất
chức năng (phân tử mARN chỉ thực hiện dịch mã khi ở dạng mạch đơn).
Sau phiên mã, phân tử ARN được biến đổi để thực hiện chức năng sinh học
trong tế bào.

52

+ Đối với các tARN thì cuộn lại tạo nên các thùy, trong đó có 1 thùy mang bộ ba
đối mã đặc hiệu cho từng loại tARN.
+ Đối với rARN thì được cuộn xoắn và liên kết với protein đặc trưng để cấu trúc
nên ribôxôm.
+ Đối với mARN thì tiếp tục được gắn mũ 7metyl guanin vào đầu 5’, gắn đuôi
pôliA vào đầu 3’ và cắt bỏ các đoạn intron, sau đó nối các đoạn exon theo những
cách khác nhau để tạo nên các loại mARN trưởng thành. Ở sinh vật nhân sơ, quá
trình phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời, phân tử mARN sau khi được tổng hợp
không được biến đổi mà được dịch mã ngay. Còn ở sinh vật nhân thực, sau phiên
mã phải được cắt bỏ các intron và nối êxôn lại với nhau thành ARN trưởng thành
rồi chui qua màng nhân ra tế bào chất làm khuôn tổng hợp prôtêin.
Quá trình tổng hợp chuỗi pôlipeptit từ mARN được gọi là dịch mã bởi vì ở trên
mARN thông tin được lưu trữ dưới dạng các mã bộ ba (các mã di truyền), thông tin này
được tARN và ribôxôm dịch thành các axit amin (aa) trên chuỗi polipeptit.
Quá trình dịch mã được bắt đầu từ bộ ba mở đầu ở đầu 5’ của mARN đến khi
gặp mã kết thúc ở đầu 3’ của mARN. Trên mỗi mARN có thể có nhiều bộ ba AUG
nhưng chỉ có duy nhất một bộ ba làm nhiệm vụ mã mở đầu.
Quá trình dịch mã diễn ra theo nguyên tắc bổ sung giữa bộ ba đối mã của
tARN với bộ ba mã sao của mARN. Trên mỗi phân tử mARN, mã di truyền được
đọc theo từng bộ ba từ một điểm xác định. Do vậy các chuỗi pôlipeptit được tổng
hợp từ một phân tử mARN luôn có trình tự các aa giống nhau.
Ở sinh vật nhân sơ, quá trình dịch mã được thực hiện bởi ribôxôm có hệ số
lắng 70S, các ribôxôm này nằm tự do trong tế bào chất của tế bào vi khuẩn. Trong
tế bào chất của tế bào sinh vật nhân thực có hai loại ribôxôm, một loại nằm tự do
trong tế bào chất, một loại gắn trên màng lưới nội chất hạt. Ribôxôm tự do tổng hợp
các phân tử prôtêin là enzym trong tế bào chất (enzym tham gia đường phân, enzym
prôtêaza,...). Ribôxôm nằm trên lưới nội chất hạt tổng hợp các loại prôtêin tiết ra
khỏi tế bào (các hooc môn, kháng thể,...) và các prôtêin trên màng sinh chất, prôtêin
trong lizôxôm.

53