Bài 1. Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi của ADN

Một đoạn ADN
truyền đạt thông tin
như thế nào?


BÀI 1:
GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ
QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI
CỦA ADN
(SGK NÂNG CAO)


Nội dung:
I. Khái niệm và cấu trúc của gen
II. Mã di truyền
III. Quá trình nhân đôi ADN


I.Khái niệm và cấu trúc của gen:

1. Khái niệm:
Ví dụ: Phân tử hêmôglôbin
(Hb) trong hồng cầu gồm
Chuỗi β
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
Fe
gốc mã hoá trực tiếp

Chuỗi α
1 mARN tương ứng,
HEM
từ đó xác định một
Sơ đồ mô hình phân tử Hêmôglôbin
chuỗi pôlypeptit (không phải là 1 phân tử prôtêin ).

Gen là gì? Đưa ra ví dụ
về gen?


- Gen là một đoạn của phân tử ADN mang
thông tin di truyền (TTDT) mã hóa cho một
sản phẩm xác định (sản phẩm đó có thể là
chuỗi polipeptit hay ARN).
- Ví dụ: gen tARN mã hóa phân tử ARN vận
chuyển…
- Cần lưu ý dấu hiệu để nhận biết gen:
+ Cấu tạo: 1 đoạn phân tử ADN
+ Chức năng:Mang thông tin mã hóa 1
chuỗi polipeptit hay 1 phân tử ARN.
+ ARN virut cũng mang gen nên có thể hiểu
gen là 1 đoạn của axit nucleic.


2.Phân loại:

Dựa vào chức năng tổng hợp và cấu trúc
vùng mã hóa để phân loại gen
Gen cấu trúc

Chức năng
Phân loại gen

Gen điều hoà
Gen phân mảnh

Vùng mã

Gen không phân mảnh

Hãy quan sát sơ đồ dưới
đây và hoàn thành thông
tin vào phiếu học tập?


Gen cấu trúc
Mạch mã gốc

5’

3’
Vùng điều hòa

Mạch bổ sung

Vùng mã hóa

Vùng kết thúc

5’

3’
Vùng khởi động

SV nhân sơ

SV nhân thực

êxôn intron êxôn intron êxôn
Mã hóa Không M.H Không M.H
a.a M.Ha.a a.a
Vùng mã hóa liên tục

Vùng mã hóa không liên tục

(gen không phân mảnh)

(gen phân mảnh)


Tìm hiểu về phân loại gen.
Nội dung
Về chức
năng

Về cấu tạo
vùng mã
hóa

Tên loại gen

Định nghĩa


Tìm hiểu về phân loại gen.
Nội dung
Về chức năng

Về cấu tạo vùng
mã hóa

Tên loại gen

Định nghĩa

Điều hòa

Là những gen tạo ra sản
phẩm kiểm soát hoạt
động của các gen khác.

Cấu trúc

Là gen mang TTDT mã
hóa cho các sản phẩm tạo
nên thành phần cấu trúc
hay chức năng của tế
bào.

Không phân mảnh

Ở sinh vật nhân sơ có
vùng mã hoá liên tục
(không có intrôn).

Phân mảnh

Ở sinh vật nhân thực có
vùng mã hoá không liên
tục, gồm đoạn mã hoá
axit amin (đoạn êxôn) và
đoạn không mã hoá axit
amin (đoạn intrôn).


3. Cấu trúc chung của gen cấu trúc:

?

?
??

? ?

?

??
?

Em hãy điền các thông tin

vào hình và cho biết đặc
điểm của các vung?


Mạch mã gốc

3’ Cấu trúc chung của gen cấu trúc

Vùng
Vùngđiều
điều hòa
hòa
Mạch bổ sung

5’

Vùng
Vùng mã
mã hóa
hóa

5’

Vùng
Vùng kết thúc
thúc

3’

thông tin mã hóa các axit amin.

- Nằm -ởmang
đầu của gen, có
Gen
ở biệt
sinhgiúp
vật nhân sơ có vùng
mã hóa liên
trình tự+Nu
đặc
- nằm
ở cuối gen,
tục (gen không
phân mảnh). mang trình tự kết
ARN polimeraza
nhận biết
và liên+kết
để khởi
độnggen ở sinh vật nhân thực có vùng
Phần
lớn các
thúc quá trình phiên
quá trình
mã đồng
mãphiên
hóa không
liên tục (gen phân
Bao
mãmảnh).
.
thời chứa trình tự Nu điều

gồm đoạn mã hóa axit amin (exon) và các đoạn
hòa quá trình phiên mã.
không mã hóa axit amin (intron).


III. Mã di truyền:
Gen cấu tạo từ các nucleic, protein
cấu tạo từ aa. Vậy làm cách nào mà
gen quy định tổng hợp protein được?
Mã di truyền (codon)
1. Khái niệm:
Thế nào là mã di truyền?
Mã di truyền là trình tự các nucleic trong gen quy định
trình tự các aa trong protein (cứ 3 nucleic đứng kề nhau
quy định một aa).
Tại sao mã di truyền là mã bộ ba?
Có bao nhiêu loại aa cấu tạo nên 1 phân
tử protein?s


-

Giả sử:

Mã di truyền là mã bộ 1 thì với 4 loại nucleic sẽ có……....loại
41 =
aa
4
thiếu aa
42 = 16

Mã di truyền là mã bộ 2 thì với 4 loại nucleic sẽ có……....loại
aa
thiếu aa
44 = 256 aa
Mã di truyền là mã bộ 4 thì với 4 loại nucleic sẽ có……....loại
quá thừa aa
Mã di truyền là mã bộ 3 thì với 4 loại nucleic sẽ có……....loại
43 = 64 aa
Nhiều bộ ba cùng mã hóa
1 aa
Mã di truyền là mã bộ 3

có khả năng nhất


BẢNG MÃ DI
TRUYỀN
chữ cái thứ hai
U
m·
UUU
UUX
U

X

A

aa
Phe

aa

UXU
UXX

m·
UAU

Ser

UAX

G
aa
Tyr

m·
UGU
UGX

aa
Cys

U
X

KT

UGA

KT

A

UXG

UAG

KT

UGG

Trp

G

XUU

XXU

XAU

XUX

XXX

XAX

XUA

Leu

Leu

UXA

XXA

Pro

XAA

XUG

XXG

XAG

AUU

AXU

AAU

AXX

AAX

AUX

lle

AUA
AUG

G

m·

A

UAA

UUA
UUG

chữ
cái
thứ
nhất

X

AXA
Met
(MD)

GUU
GUX

GUA
GUG

Thr

AXG

Val

GXX
GXA
GXG

GAU
Ala

Gln
Asn

AAA
AAG

GXU

His

GAX
GAA
GAG

XGU

U

XGX

X

XGA

Arg

G

XGG
AGU
AGX

Ser

chữ
U cái
X thứ
ba
A

Arg

G

AGA
Lys

Asp
Glu

AGG

U

GGU
GGX
GGA
GGG

A

X
Gly

A
G


Cơ chế di truyền: Gen giữ TTDT dưới dạng các mã di truyền
phiên mã
mARN
dịch mã
polipeptit
2. Đặc điểm của mã di truyền:

Cách đọc mã
DT trên gen?

Mã DT được đọc tại 1 điểm và liên tục
(không gối đọc lên nhau)

Một bộ 3 mã hóa
cho mấy aa?

Mã DT có tính đặc hiệu (1 bộ 3 mã hóa
được 1 loại aa)

Có bao nhiêu bộ
ba không mã
hóa?

Mã DT có tính thoái hóa (dư thừa), có
nghĩa là có nhiều bộ 3 khác nhau cungd
mã hóa cho 1 loại aa, trừ AUG và AGG là
chỉ mã hóa cho 1 loại aa và 3 bộ 3 kết
thúc không mã hoa aa (UAA, UAG, UGA)

Mã di truyền có
đặc trưng cho
loại hay không?

Mã DT có tính phổ biến (tất cả các loại
đều có chung 1 mã DT)

III. Quá trình nhân đôi của ADN:

1. Nguyên tắc:

ADN nhân đôi dựa theo
nguyên tắc nào?
- Quá trình nhân đôi ADN dựa theo nguyên tắc bổ
sung và nguyên tắc bán bảo tồn.


Quá trình nhân đôi ADN.

Mô hình
bảo toàn

Mô hình
bán bảo toàn


Nguyên tắc bổ sung:


2. Quá trình nhân đôi ADN:
2.1.Thành phần:
Các thành
phần
tham gia
quá trình
nhân đôi?
Chức

năng của
chúng?


-Các thành phần tham gia
quá trình nhân đôi ADN:
Thành phần tham gia:
+ ADN mẹ
+ Các nucleotit
tự do trong môi
trường
+ Các loại
enzym: E tháo
xoắn, ADN
polimeraza, ARN
polimeraza,E nối
ligaza.


Chức năng của mỗi enzym
tham gia quá trình nhân đôi:
Tháo xoắn 2 mạch
của ADN mẹ
Tổng hợp đoạn mồi
Tổng hợp mạch
mới theo nguyên
tắc bổ sung theo
chiều 5’-3’
Nối các đoạn
Okazaki lại thành

mạch liên tục


2.2 Cơ chế nhân đôi:
3
CÁC BƯỚC: .......bước
Bước 1:
Tháo xoắn phân tử ADN
Nhờ các enzym tháo xoắn, hai mạch đơn của phân tử ADN tách
nhau dần tạo nên chạc hình chữ Y và để lộ ra hai mạch khuôn.
Bước 2:
Tổng hợp các mạch ADN mới
E ADN polimeraza sử dụng một mạch làm khuôn tổng hợp nên
mạch mới, trong đó A luôn liên kết với T, G luôn liên kết với X
(NTBS)
Vì ADN polimeraza chỉ tổng hợp mạch mới theo chiều 5’-3’,
nên trên mạch khuôn 3’-5’ mạch bổ sung được tổng hợp liên
tục còn trên mạch khuôn 5’-3’ mạch bổ sung được tổng hợp
ngắt quãng tạo nên các đoạn ngắn (doạn Okazaki). Sau đó
nhờ E nối nối lại.
Bước 3:

Hai phân tử ADN được tạo thành


2.3. Sự khác nhau giữa quá trình nhân đôi ADN ở
SV nhân sơ và SV nhân thực:

Nêu sự khác nhau trong quá trình
nhân đôi ADN ở SV nhân sơ và SV

nhân thưc ? Tại sao lại có sự khác
nhau đó ?

Khác:

Sự nhân đôi của ADN ở SV nhân thực xảy ra
ở nhiều điểm



Củng cố:
1- Chọn câu trả lời đúng nhất:
Giả sử 1 gen chỉ được cấu tạo từ 2 loại nucleotit là G và
X. Trên mạch gốc của gen đó có thể có tối đa:
a. 2 loại mã bộ 3

c. 8 loại mã bộ 3

b. 16 loại mã bộ 3

d. 32 loại mã bộ 3

2 – Nếu ADN ban đầu nhân đôi liên tiếp 3 lần thì tạo ra được
bao nhiêu ADN con?
3- Nếu 1 gen trên ADN đó có tổng số nucleotit là 3000 thì quá
trình nhân đôi ấy cần nguyên liệu của môi trường là bao nhiêu
nucleotit tự do?