Gen, mã di truyền và sự nhân đôi AND pot

Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
Chuyên đề I: Cơ chế di truyền và biến dị
Gen, mã di truyền và
sự nhân đôi AND
Thầy giáo: Bùi Phúc Trạch
Cộng tác viên truongtructuyen.vn
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
I. Vòng đời của sinh vật hữu tính
Hồng vàng
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
I. Vòng đời của sinh vật hữu tính (tt)
Hồng vàng
Hồng bạch
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
I. Vòng đời của sinh vật hữu tính (tt)
Hồng vàng
Hồng bạch
G
i
ả
m

p
h
â
n
Tinh tử
Noãn cầu
G
i
ả

m

p
h
â
n
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
I. Vòng đời của sinh vật hữu tính (tt)
Hồng vàng
Hồng bạch
G
i
ả
m

p
h
â
n
Tinh tử
Noãn cầu
Hợp tử
G
i
ả
m

p
h
â

n
Thụ
tinh
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
I. Vòng đời của sinh vật hữu tính (tt)
Hồng vàng
Hồng bạch
G
i
ả
m

p
h
â
n
Tinh tử
Noãn cầu
Hợp tử
G
i
ả
m

p
h
â
n
Thụ
tinh

Nguyên
phân
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
I. Vòng đời của sinh vật hữu tính (tt)
Hồng vàng
Hồng bạch
G
i
ả
m

p
h
â
n
Tinh tử
Noãn cầu
Hợp tử
G
i
ả
m

p
h
â
n
Thụ
tinh
Nguyên

phân
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
I. Vòng đời của sinh vật hữu tính (tt)
Hồng vàng
Hồng bạch
G
i
ả
m

p
h
â
n
Tinh tử
Noãn cầu
Hợp tử
G
i
ả
m

p
h
â
n
Thụ
tinh
Nguyên
phân

Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
I. Vòng đời của sinh vật hữu tính (tt)
Hồng vàng
Hồng bạch
G
i
ả
m

p
h
â
n
Tinh tử
Noãn cầu
Hợp tử
G
i
ả
m

p
h
â
n
Thụ
tinh
Nguyên
phân
Giai đoạn tiền phôi

(2-8 phôi bào)
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
I. Vòng đời của sinh vật hữu tính (tt)
Hồng vàng
Hồng bạch
G
i
ả
m

p
h
â
n
Tinh tử
Noãn cầu
Hợp tử
G
i
ả
m

p
h
â
n
Thụ
tinh
Nguyên
phân

Giai đoạn tiền phôi
(2-8 phôi bào)
Hạt
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
I. Vòng đời của sinh vật hữu tính (tt)
Hồng vàng
Hồng bạch
G
i
ả
m

p
h
â
n
Tinh tử
Noãn cầu
Hợp tử
G
i
ả
m

p
h
â
n
Thụ
tinh

Nguyên
phân
Giai đoạn tiền phôi
(2-8 phôi bào)
Hạt
Cây non
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
I. Vòng đời của sinh vật hữu tính (tt)
Hồng vàng
Hồng bạch
G
i
ả
m

p
h
â
n
Tinh tử
Noãn cầu
Hợp tử
Giai đoạn tiền phôi
(2-8 phôi bào)
Hạt
Cây non
G
i
ả
m

p
h
â
n
Thụ
tinh
Nguyên
phân
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
II. Khái niệm về gen

“Gen là một đoạn ADN mang thông tin mã hóa một sản phẩm là chuỗi pôlipeptit hoặc phân tử
ARN”. Còn có thể nói: “Gen là một đoạn ADN mang thông tin mã hoá phân tử ARN”.

Gen → ARN
Chuỗi β
Sơ đồ mô hình phân tử Hêmôglôbin
Chuỗi α
Fe
HEM
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
II. Khái niệm về gen (tt)

“Gen là một đoạn ADN mang thông tin mã hóa một sản phẩm là chuỗi pôlipeptit hoặc phân tử
ARN”. Còn có thể nói: “Gen là một đoạn ADN mang thông tin mã hoá phân tử ARN”.

Gen → ARN

Ví dụ: Phân tử hêmôglôbin

(Hb) trong hồng cầu gồm 4 chuỗi
pôlipeptit: 2 chuỗi α và 2 chuỗi β.
4 chuỗi này là sản phẩm của 2 gen
khác nhau, mỗi gen chứa thông tin
gốc mã hoá trực tiếp 1 mARN
tương ứng, từ đó xác định một
chuỗi pôlypeptit (không phải là 1 phân tử prôtêin ).
Chuỗi β
Sơ đồ mô hình phân tử Hêmôglôbin
Chuỗi α
Fe
HEM
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
III. Các loại gen

Về mặt chức năng tổng hợp prôtêin, người ta phân biệt 2 loại:
•
Gen cấu trúc mang thông tin mã hoá cho sản phẩm tạo nên thành
phần cấu trúc hoặc thành phần chức năng của tế bào (thường là
pôlipeptit).
•
Gen điều hoà mang thông tin mã hoá cho sản phẩm kiểm soát hoạt
động của gen khác.

Về tính chất vùng mã, phân biệt 2 loại:
•
Gen phân mảnh có vùng mã hoá không liên tục, gồm đoạn mã hoá
axit amin (đoạn êxôn) và đoạn không mã hoá axit amin (đoạn intrôn).
•
Gen không phân mảnh ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hoá liên tục

(không có intrôn).
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
III. Các loại gen (tt)
Phân loại gen
Chức năng
Vùng mã
Gen cấu trúc
Gen điều hoà
Gen phân mảnh
Gen không phân mảnh
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
IV. Sự phân vùng ở gen cấu trúc

Ở sinh vật nhân thực, 1 gen cấu trúc gồm 3 vùng: vùng điều hòa, vùng mã hóa và vùng kết
thúc; trong vùng mã hóa có các đoạn chứa các bộ ba mã hóa axit amin gọi là êxôn xen kẽ
với các đoạn không mã hóa axit amin gọi là đoạn intrôn.
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
IV. Sự phân vùng ở gen cấu trúc (tt)

Vùng điều hòa ở đầu 3’ của mạch gen gốc, là nơi tiếp nhận ARN-pôlimeraza, cũng mang tín
hiệu khởi động và điều hòa phiên mã.

Vùng mã hoá mang thông tin axit amin có thể liên tục (gen không phân mảnh) hoặc không
liên tục do có intrôn xen kẽ êxôn (gen phân mảnh).

Vùng kết thúc ở đầu 5’ của mạch gen gốc mang tín hiệu chấm dứt phiên mã.

Như vậy, bộ ba mở đầu XAT vừa mã hoá mêtiônin, lại vừa phát tín hiệu phiên mã thì nằm ở
vùng điều hoà.


Các bộ ba kết thúc (TTA hay XTA hoặc TXA) thì ở vùng kết thúc của gen.
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
V. Mã di truyền

Trình tự các nuclêôtit liền nhau trên một mạch axit nuclêic có mang thông tin về axit amin là
mã di truyền.
A = 1 , B = 2 , C = 3 v.v
CA → 31.
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
V. Mã di truyền (tt)
Ví dụ: 1 đoạn mã tổng hợp chuỗi Hêmôglôbin α ở người
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
V. Mã di truyền (tt)
Ví dụ: 1 đoạn mã tổng hợp chuỗi Hêmôglôbin α ở người

Mạch gen mã gốc
3’ TAX - XAGTX…XAG - GAX … AXT 5’
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
V. Mã di truyền (tt)
Ví dụ: 1 đoạn mã tổng hợp chuỗi Hêmôglôbin α ở người

Mạch gen bổ sung

Mạch gen mã gốc
5’ ATG -GTXAG…GTX - XTG …TGA 3’
3’ TAX - XAGTX…XAG - GAX … AXT 5’
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
V. Mã di truyền (tt)
Ví dụ: 1 đoạn mã tổng hợp chuỗi Hêmôglôbin α ở người


Mạch gen bổ sung

Mạch gen mã gốc

Mạch ARN
5’ ATG -GTXAG…GTX - XTG …TGA 3’
3’ TAX - XAGTX…XAG - GAX … AXT 5’
5’ AUG -GUXAG…GUX - XUG…UGA 3’
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
V. Mã di truyền (tt)
Ví dụ: 1 đoạn mã tổng hợp chuỗi Hêmôglôbin α ở người

Mạch gen bổ sung

Mạch gen mã gốc

Mạch ARN

Trình tự axit amin
5’ ATG -GTXAG…GTX - XTG …TGA 3’
3’ TAX - XAGTX…XAG - GAX … AXT 5’
5’ AUG -GUXAG…GUX - XUG…UGA 3’
Mêtiônin vô nghĩa Valin - Lơxin …KT
Gen, mã di truyền và sự nhân đôi ADN
V. Mã di truyền (tt)
Ví dụ: 1 đoạn mã tổng hợp chuỗi Hêmôglôbin α ở người

Mạch gen bổ sung

Mạch gen mã gốc


Mạch ARN

Trình tự axit amin
Mã di truyền ở dạng mã gốc (gen), mã phiên (mARN) hay mã đối (tARN)
5’ ATG -GTXAG…GTX - XTG …TGA 3’
3’ TAX - XAGTX…XAG - GAX … AXT 5’
5’ AUG -GUXAG…GUX - XUG…UGA 3’
Mêtiônin vô nghĩa Valin - Lơxin …KT