Cấu trúc chung của gen mã hóa protein năm 2024
I. MỤC TIÊU1. Kiến thức. - Học sinh trình bày được khái niệm cấu trúc chung của gen và nêu được hai loại gen chính. - Học sinh nêu và giải thích được mã di truyền. - HS mô tả quá trình nhân đôi ADN ở Ecoli và phân biệt được sự khác nhau giữa nhân sơ và nhân chuẩn. 2. Kỹ năng. - Phát triển năng lực quan sát, phân tích, so sánh, khái quát hoá. - Rèn kỹ năng làm việc độc lập với sách giáo khoa. 3. Thái độ. - Nâng cao nhận thức đúng đắn và khoa học về gen và mã di truyền. - Hình thành thái độ yêu thích khoa học tìm tòi nghiên cứu. II. Nội dung bài học
Ví dụ: Gen hemôglôbin anpha (Hb α) là gen mã hóa chuỗi pôlipeptit α góp phần tạo nên prôtêin Hb trong tế bào hồng cầu; gen tARN mã hóa phân tử tARN … 2. Cấu trúc của gen. Mỗi gen gồm 3 vùng trình tự nucleotit: 3. Các loại gen Có nhiều loại như gen cấu trúc, gen điều hoà ... - Gen cấu trúc là gen mang thông tin mã hoá cho các sản phẩm tạo nên thành phần cấu trúc hay chức năng tế bào. - Gen điều hoà là những gen tạo ra sản phẩm kiểm soát hoạt động của các gen khác II. Mã di truyền 1. Khái niệm: - Mã di truyền là trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong gen (trong mạch khuôn) quy định trình tự sắp xếp các axit amin trong prôtêin - Trong ADN chỉ có 4 loại nu (A, T, G, X) nhưng trong prôtêin có khoảng 20 loại axit amin. Do đó mã di truyền phải là mã bộ ba (còn gọi là codon). - Mã di truyền gồm: bộ 3 mã gốc trên ADN, bộ 3 mã sao trên mARN và bộ 3 đối mã trên tARN. Ví dụ: mã gốc là 3’-TAX…-5’ tương ứng mã sao là: 5’-AUG…-3’ và mã đối mã là: UAX tương ứng axit amin được quy định là Met. VD: 1 đoạn mã di truyền (Thay C bằng X) 2. Đặc điểm của mã di truyền - Mã di truyền là mã bộ ba: Một bộ ba là một mã di truyền (1 codon) - Mã di truyền có tính đặc hiệu: Một bộ ba chỉ mã hoá một loại axit amin. - Mã di truyền có tính thoái hoá: Nhiều bộ ba khác nhau cùng mã hoá cho một loại axit amin (trừ AUG và UGG). - Mã di truyền có tính phổ biến: Tất cả các loài đều có chung một bộ mã di truyền (trừ một vài ngoại lệ). - Mã di truyền có tính liên tục: Mã di truyền được đọc từ 1 điểm xác định, theo từng bộ & ba không gối lên nhau. 3. Giải thích mã di truyền là mã bộ ba 3.1. Lý luận - Có 4 loại nuclêôtit cấu tạo nên phân tử ADN (A, T, G, X) nhưng có trên 20 loại axit amin (aa) tạo nên prôtêin, do đó: - Nếu 1 nuclêôtit xác định 1 aa thì có 4^1 = 4 tổ hợp, chưa đủ mã hóa 20 aa. - Nếu 2 nuclêôtit xác định 1 aa thì có 4^2 = 16 tổ hợp, chưa đủ mã hóa 20 aa. - Nếu 4 nuclêôtit xác định 1 aa thì có 4^4 = 256 tổ hợp, quá nhiều để mã hóa 20 aa. - Vậy 3 nuclêôtit xác định 1 aa thì có 4^3 = 64 tổ hợp, là đủ mã hóa 20 aa. → Do đó mã di truyền là mã bộ ba sẽ là hợp lý nhất. 3.2. Thực nghiệm - Năm 1966, 64 bộ ba trên mARN (codon) tương ứng 64 bộ ba trên ADN (Triplet) đã được giải mã. - Có 64 bộ ba, trong đó 3 bộ 3 không mã hóa aa mà làm nhiệm vụ kết thúc dịch mã (UAA, UAG, UGA), 1 bộ 3 vừa làm nhiệm vụ mở đầu, vừa làm nhiệm vụ mã hóa aa Metionin (AUG). III. Quá trình nhân đôi ADN (tái bản ADN) 1. Thời điểm, vị trí - Vào kì trung gian, giữa 2 lần phân bào (Pha S của chu kì tế bào). - Diễn ra trong nhân tế bào. 2. Diễn biến
Gồm 3 bước: - Bước 1 : Tháo xoắn phân tử ADN. Nhờ các enzim tháo xoắn, 2 mạch đơn của phân tử ADN tách nhau dần tại khởi điểm tái bản tạo nên 1 vòng tái bản gồm 2 chạc (hình chữ Y) mở xoắn theo 2 hướng ngược nhau và để lộ ra 2 mạch khuôn. - Bước 2 : Tổng hợp các mạch ADN mới Enzim ADN pôlimêrara xúc tác hình thành mạch đơn mới theo chiều 5’ – 3’ (ngược chiều với mạch làm khuôn). Các nuclêôtit của môi trường nội bào liên kết với nuclêôtit của mạch làm khuôn theo nguyên tắc bổ sung (A – T, G – X). + Trên mạch khuôn 3’ – 5’, mạch mới được tổng liên tục. + Trên mạch 5’ – 3’, mạch mới được tổng hợp gián đoạn tạo nên các đoạn ngắn (đoạn Okazaki). Sau đó các đoạn Okazaki được nối lại với nhau nhờ enzim nối Ligaza. |
