CHUYEN DE HSG 12

Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
Chuyên đề - DI TRUYỀN HỌC
Chương I: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ
I. BẰNG CHỨNG ADN LÀ VẬT CHẤT DI TRUYỀN
- Năm 1869 các nhà bác học phát hiện thấy axit đêoxiribonuclêic ở trong nhân
tế bào bạch cầu của người, nhưng lúc này chức năng của nó chưa biết
- Năm 1910 người ta đã biết có hai nhóm axit nuclêic là ADN và ARN khi phân
tích thành phần của axit nuclêic
- Năm 1924 những nghiên cứu hiển vi có sử dụng phương pháp nhuộm màu
ADN và Prôtêin cho thấy cả hai chất này có trong NST
- Những bằng chứng gián tiếp khác cũng đã gợi ra mối quan hệ giữa ADN và
vật chất di truyền như: hầu hết các tế bào xôma của một loài nhất định đều chứa một
lượng ADN không đổi trong khi đó hàm lượng ARN và số lượng cũng như số loại
prôtêin lại rất khác nhau ở những kiểu tế bào khác nhau. Nhân của giao tử ở cả thực
vật và động vật có hàm lượng ADN chỉ bằng một nửa của nhân tế bào xôma cùng loài.
*Thí nghiệm chứng minh ADN là vật chất di truyền:
Bệnh viêm phổi ở động vật có vú là do những nòi vi khuẩn Streptococucus
pneumonniea có khả năng tổng hợp vỏ polisaccarit vở này bảo vệ vi khuẩn chống lại
các cơ chế kháng lại vi khuẩn làm cho vi khuẩn có thể gây bệnh. Khi vi khuẩn phát
triển trên môi trường nuôi cấy đặc phát triển thành khuẩn lạc. Vi khuẩn có vỏ bọc cho
khuẩn lạc bóng nhẵn (gọi là S: smooth). Nòi đột biến của Pneumonniae bị mất enzim
cần cho sự tổng hợp vỏ pôlisaccarit tạo khuẩn lạc nhăn nheo (kí hiệu là R: rough). Các
nòi R không gây bệnh viêm phổi
Tác giả F.Griffith (1928) đã khám phá ra rằn những con chuột bị tiêm đồng
thời một lượng nhỏ vi khuẩn R sống và một lượng lớn tế bào S đã bị chết vì nhiệt lại
bị chết do viêm phổi. Vi khẩn được phân lập từ máu của những mẫu chuột chết là vi
khuẩn S.
Năm 1944 Avery, Macleod và Mc Cartey đã chứng minh được nhân tố biến
nạp trong thí nghiệm của Griffith là ADN.
II. CẤU TRÚC, CƠ CHẾ TỔNG HỢP, TÍNH ĐẶC TRƯNG ADN
1. Cấu trúc ADN

1.1. Cấu trúc hoá học của ADN

1
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
- ADN tồn tại chủ yếu trong nhân tế bào, cũng có mặt ở ti thể, lạp thể. ADN là một
loại axit hữu cơ có chứa các nguyên tố chủ yếu C, H, O, N và P (hàm lượng P có từ 8
đến 10%)
- ADN là đại phân tử, có khối lượng phân tử lớn, chiều dài có thể đạt tới hàng trăm
micromet, khối lượng phân tử có từ 4 đến 8 triệu, một số có thể đạt tới 16 triệu đ.v.c
- ADN cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, mỗi đơn phân là một loại nuclêôtit, mỗi
nuclêôtit có 3 thành phần: thành phần cơ bản là bazơ – nitric, trong đó A và G có kích
thước lớn, T và X có kích thước bé.
- Trên mạch đơn của phân tử các đơn phân liên kết với nhau bằng liên kết hoá trị là
liên kết hình thành giữa đường C
5
H
10
O
4
của nuclêôtit này với phân tử H
3
PO
4
của
nuclêôtit bên cạnh, (liên kết này còn được gọi là liên kết photphodieste). Liên kết
photphodieste là liên kết rất bền đảm bảo cho thông tin di truyền trên mỗi mạch đơn
ổn định kể cả khi ADN tái bản và phiên mã.
- Từ 4 loại nuclêôtit có thể tạo nên tính đa dạng và đặc thù của ADN ở các loài sinh
vật bởi số lượng, thành phần, trình tự phân bố của nuclêôtit.
- Xét tỷ lệ thành phần nồng độ phân tử gam của các Bazơ trong ADN thấy chúng thể

hiện hai đặc điểm quan trọng sau:
+ Nồng độ của các bazơ purin bằng nồng độ các bazơ pirimidin
[purin] = [A] + [G] = [pirimidin] = [X] + [T]
+ Nồng độ của Ađênin và Timin là bằng nhau, còn nồng độ của Guanin và
Xittozin là bằng nhau [A] = [T] ; [G] = [X]
+Xét tỷ lệ cá bazơ
TAXG
XG
][][][][
][][
+++
+
đôi khi còn được gọi là tỷ lệ phần
trăm của G + X, tỷ lệ này thay đổi giữa các loài khác nhau, nhưng ổn định ở trong tất
cả các tế bào của một cơ thể và của loài.
1.2. Cấu trúc không gian của ADN
Vào năm 1953, J.Oatxơn và F.Cric đã xây dựng mô hình cấu trúc không gian
của phân tử ADN.

2
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
*Mô hình ADN theo J.Oatxơn và F.Cric có đặc trưng sau:
+ Là một chuỗi xoắn kép gồm 2 mạch pôlinuclêôtit xoắn đều quanh một trục theo
chiều từ trái sang phải như một thang dây xoắn, mà 2 tay thang là các phân tử đường
(C
5
H
10
O
4

) và axit phôtphoric sắp xếp xen kẽ nhau, còn mỗi bậc thang là một cặp bazơ
nitric đứng đối diện và liên kết với nhau bằng các liên kết hiđrô theo nguyên tắc bổ
sung, nghĩa là một bazơ lớn (A hoặc G) được bù bằng một bazơ bé (T hoặc X) hay
ngược lại. Do đặc điểm cấu trúc, ađenin chỉ liên kết với timin bằng 2 liên kết hiđrô và
guanin chỉ liên kết với xitôzin bằng 3 liên kết hiđrô.
- Do các cặp nuclêôtit liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung đã đảm bảo cho chiều
rộng của chuỗi xoắn kép bằng 20 Å , khoảng cách giữa các bậc thang trên chuỗi xoắn
bằng 3,4Å, phân tử ADN xoắn theo chu kỳ xoắn, mỗi chu kỳ xoắn có 10 cặp nuclêôtit
có chiều cao 34Å
- Ngoài mô hình của J.Oatxơn, F.Cric nói trên đến nay người ta còn phát hiện ra 4
dạng nữa đó là dạng A, C, D, Z các mô hình này khác với dạng B (theo Oatxơn, Cric)
ở một vài chỉ số: số cặp nuclêôtit trong một chu kỳ xoắn, đường kính, chiều xoắn...
- Ở một số loài virut và thể ăn khuẩn ADN chỉ gồm một mạch pôlinuclêôtit. ADN của
vi khuẩn, ADN của lạp thể, ti thể lại có dạng vòng khép kín.
2. Cơ chế và ý nghĩa quá trình tái bản ADN

3
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
2.1. Quá trình tái bản ADN
Vào kì trung gian của phân bào nguyên phân, giảm phân ADN trở về trạng thái
ổn định. Dưới tác dụng của enzim ADN-polimeraza, các liên kết hiđro bị cắt 2 mạch
đơn của ADN tách nhau ra, trên mỗi mạch đơn các nuclêôtit lần lượt liên kết với các
nuclêôtit tự do của môi trường theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) (A liên kết với T bằng
2 liên kết hiđrô, G liên kết với X bằng 3 liên kết hiđrô, và ngược lại). Kết quả từ một
phân tử ADN mẹ hình thành 2 phân tử ADN con, trong mỗi ADN con có một mạch là
nguyên liệu cũ, 1 mạch là nguyên liệu mới được xây dựng nên, theo nguyên tắc bán
bảo toàn.
*Cần lưu ý : enzim ADN-polimeraza chỉ có tác dụng tổng hợp các mạch đơn
mới theo chiều 5’ – 3’. Nên trên phân tử ADN mẹ, mạch (3’ – 5’) được sử dụng làm
khuôn tổng hợp liên tục. Còn trên mạch đơn mẹ (5’ – 3’) được tổng hợp theo chiều

ngược lại (tổng hợp giật lùi) tạo thành từng đoạn ngắn mỗi đoạn được gọi là đoạn
Okazaki.
2.2. Ý nghĩa quá trình tái bản ADN
Sự tổng hợp ADN là cơ sở hình thành NST, đảm bảo cho quá trình phân bào nguyên
phân, giảm phân, thụ tinh xảy ra bình thường, thông tin di truyền của loài được ổn
định. Ở cấp độ tế bào và cấp độ phân tử qua các thế hệ. Nhờ đó con sinh ra giống với
bố mẹ, ông bà tổ tiên.
III. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ADN
1. Tính chất biến tính và hồi tính
* Phân tử ADN sợi kép bị biến tính (tách hai mạch đơn) khi nhiệt độ môi trường tăng
cao, hoặc khi môi trường có các yếu tố gây biến tính như kiềm, ure,.. các yếu tố gây ra
hiện tượng trên gọi là các yếu tố gây biến tính ADN.Ta xét yếu tố biến tính là nhiệt
độ:
+ Nhiệt độ ở đó một nửa số phân tử ADN sợi kép bị tách hoàn toàn thành hai
mạch đơn được gọi là nhiệt độ nóng chảy, kí kiệu là T
m
. Đối với mỗi phân tử ADN giá
trị T
m
phụ thuộc vào thành phần, tỷ lệ và vị trí sắp xếp của các cặp nuclêôtit trong
ADN. Trong phân tử ADN có tỷ lệ GX càng cao thì giá trị T
m
càng lớn và ngược lại.
Ngoài ra nếu phân tử ADN có số đoạn trình tự lặp lại liên tục càng nhiều thì nhiệt độ
biến tính T
m
cũng càng cao. Người ta ước tính nếu số liên kết GX trong phân tử ADN

4
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12

giảm đi 1% thì nhiệt độ biến tính T
m
giảm đi 0.4
0
c. Trong điều kiện bình thường T
m
của một phân tử ADN thường nằm trong khoảng 85 – 95
0
c
+ Để ước tính nhiệt độ biến tính của một phân tử ADN có kích thước ngăn hơn
hoặc bằng 25bp sử dụng công thức Wallace (1989)
T
m
= 2
0
C x (A + T) + 4
0
C x (G + X)
+ Còn đối với phân tử ADN dài hơn 25bp T
m
được tính theo công thức
Meinkoth – Wahl (1989)
T
m
= 81.5
0
C + 16.6(log
10
[Na
+

] + 0.41(%[G+X]) – (500/n – 0.61(%FA)
Trong đó: [Na
+
] là nồng độ Na
+
,
Trong đó n : là chiều dài chuỗi ADN được nhân bản (FA = formamide)
* Sau khi biến tính, nếu như các tác nhân biến tính loại khỏi môi trường thì
phân tử ADN sợi kép có khả năng hồi tính. Lúc này hai mạch đơn đã tách nhau ra
trong quá trình biến tính sẽ liên kết trở lại theo nguyên tắc Chargaff để hình thành nên
cấu trúc chuỗi xoắn kép. Tuy vậy nếu nhiệt độ hạ quá đột ngột sự hồi tính có thể
không diễn ra. Lúc đó phân tử ADN sẽ ở dạng vô định hình hoặc có cấu trúc bị rối
loạn do các mạch đơn bị đứt ở nhiều điểm. Một số tác nhân gây biến tính ADN vĩnh
viễn. Đặc tính biến tính của ADN được ứng dụng trong việc phát minh ra máy nhân
gen PCR (polymerase chain reaction). Đây là phương pháp nhân bản các đoạn trình tự
ADN trong điều kiện invitro
2. Các bazơ có thể văng ra ngoài
Tính chất hoá năng của chuỗi xoắn kép của ADN ưu tiên cho sự kết cặp giữa
một bazơ trên mạch polynu này với một bazơ bổ sung với nó trên mạch polynu đối
diện. Tuy nhiên một bazơ đơn lẻ có thể văng ra ngoài khung đường – phosphate của
chuỗi xoắn kép và áp sát với vị trí xúc tác của các enzim.
3. ADN có thể ở dạng sợi đơn hay sợi kép, mạch thẳng hay vòng
Ví dụ ADN của E.coli là phân tử ADN kép vòng kín có khoảng 4.7 triệu bp dài
khoảng 1300µm.
4. Tính đặc trưng của phân tử ADN.
+ Đặc trưng bởi số lượng, thành phần trình tự phân bố các nuclêôtit, vì vậy từ 4 loại
nuclêôtit đã tạo nên nhiều loại phân tử ADN đặc trưng cho mỗi loài.
+ Đặc trưng bởi tỷ lệ :

5

Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
+ Đặc trưng bởi số lượng, thành phần trình tự phân bố các gen trong từng nhóm gen
liên kết.
5)Tính không đặc trưng của ADN
* Được thể hiện ở :Cấu trúc xoắn kép, cấu tạo đơn giản
- Liên kết hóa học như liên kết photphođieste ,hyđrô. Nguyên tắc bổ sung giữa các cặp
bazơ nitric
6)Tính ổn định của ADN
ADN đặc trưng cho mỗi loài và được di truyền qua các thế hệ tế bào và qua các
thế hệ của loài nhờ
a) Ở cấp độ tế bào do kết hợp của 3 cơ chế : nguyên phân , giảm phân ,thụ tinh
b) Ở cấp độ phân tử do cơ chế tự nhân đôi của ADN
- Diển biến của cơ chế này sách giáo khoa đã trình bày kĩ vì vậy chỉ lưu ý một số ý
quan trọng khác.
+ Sự tái bản diễn ra nhanh và chính xác do sự hiện diện của một số enzim đặc trưng
như các loại ADN-polimeraza(I , II ,III ......),Nucleaz (gồm endocuclêaz và
exonuclêaz).
+ Tốc độ tái bản có thể khác nhau tùy theo loài .
+ Các ADN -polimeraza chỉ xúc tác cho quá trình bổ sung theo hướng từ 3' đến 5'
của mạch khuôn .
7) Tính không ổn định ADN :
Do các tác nhân lí hóa của môi truờng ngoài hoặc do cấu trúc gen kém bền vững
và những biến đổi sinh lí nội bào mà cấu trúc ADN có thể bị thay đổi tạo thành các
dạng đột biến gen
IV. CẤU TRÚC, CƠ CHẾ TỔNG HỢP VÀ Ý NGHĨA TỔNG HỢP ARN
1. Cấu trúc ARN.
- Là một đa phân tử được cấu tạo từ nhiều đơn phân, mỗi đơn phân là một loại
ribonucleotit
- Có 4 loại ribonuclêôtit tạo nên các phân tử ARN: ađenin, uraxin, xitozin, guanin, mỗi
đơn phân gồm 3 thành phần: một bazơnitric, một đường ribozơ (C

5
H
10
O
5
), một phân tử
H
3
PO
4
.
- Trên mạch phân tử các ribônuclêôtit liên kết với nhau bằng liên kết hoá trị giữa
đường C
5
H
10
O
5
của ribonuclêôtit này với phân tử H
3
PO
4
của ribônuclêôtit bên cạnh.

6
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
- Có 3 loại ARN: rARN chiếm 70-80%, tARN chiếm 10-20%, mARN chiếm 5-10%.
- Mỗi phân tử mARN có khoảng 600 đến 1500 đơn phân, tARN gồm 80 đến 100 đơn
phân, trong tARN ngoài 4 loại ribônuclêôtit kể trên còn có 1 số biến dạng của các
bazơnitric (trên tARN có những đoạn xoắn giống cấu trúc ADN, tại đó các

ribônuclêôtit liên kết với nhau theo NTBS (A-U, G-X). Có những đoạn không liên kết
được với nhau theo NTBS vì chứa những biến dạng của các bazơnitric, những đoạn
này tạo thành những thuỳ tròn. Nhờ cách cấu tạo như vậy nên mỗi tARN có 2 bộ phận
quan trọng: bộ ba đối mã và đoạn mang axit amin có tận cùng là ađenin.
- Phân tử rARN có dạng mạch đơn, hoặc quấn lại tương tự tARN trong đó có tới 70%
số ribônuclêôtit có liên kết bổ sung. Trong tế bào có nhân có tới 4 loại rARN với số
ribonuclêôtit 160 đến 13000.
- Ba loại ARN tồn tại trong các loài sinh vật mà vật chất di truyền là ADN. Ở những
loài virut vật chất di truyền là ARN thì ARN của chúng cũng có dạng mạch đơn, một
vài loài có ARN 2 mạch.-
2. Cơ chế tổng hợp mARN (Phiên mã)
1. Khái niệm: Là quá trình truyền thông tin di truyền từ phân tử ADN mạch kép sang
ARN mạch đơn.

7
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
Quá trình phiên mã chỉ xảy ra trên 1 mạch của gen, mạch này được gọi là mạch gốc.
2. Yếu tố tham gia
- Enzim: cần nhiều enzim khác nhau, và các yếu tố trợ giúp. Vai trò chính là của ARN
polimeraza (ARN poli)
- Khuôn: 1 mạch của ADN. Chiều tổng hợp mạch mới từ 5'-3'.
- Nguyên liệu: Các riboNu và nguồn cung cấp năng lượng (ATP, UTP, GTP...)
3. Diễn biến quá trình phiên mã
3.1. Mở đầu:
- ARN poli nhận biết điểm khởi đầu phiên mã. Việc ARN poli nhận biết điểm khởi
đầu phiên mã của 1 gen là cực kì quan trọng đối với sự phiên mã của gen. 1 khi ARN
pol đã bám vào ADN, gần như chắc chắn nó sẽ phiên mã. ARN poli thì luôn rà soát
dọc sợi ADN, trong khi gen thì có gen được phiên mã nhiều, gen phiên mã ít. Căn bản
của sự khác nhau này là ở cái gọi là ái lực của gen đối với ARN poli. Ái lực càng cao,
gen càng có nhiều ARN poli chạy qua, càng nhiều phân tử protein được tổng hợp. Ái

lực này phụ thuộc vào hàng loạt protein, và đặc biệt là trình tự ở vùng điều hòa của
gen.
- ADN tháo xoắn, tách mạch tại vị trí khởi đầu phiên mã.
- Các riboNu tới vị trí ADN tách mạch, liên kết với ADN mạch khuôn theo nguyên tắc
bổ sung, cụ thể:
A (ADN) liên kết với U - mt
T (ADN) liên kết với A - mt
G (ADN) liên kết với X - mt
X (ADN) liên kết với G - mt
3.2. Kéo dài:
- ARN poli di chuyển trên mạch gốc theo chiều 3'-5', cứ như thế, các riboNu liên kết
tạo thành phân tử ARN.
- ARN tách dần khỏi mạch ADN, 2 mạch ADN sau khi ARN poli đi qua lại liên kết trở
lại.
3.3. Kết thúc:
Nhờ tín hiệu kết thúc, ARN poli kết thúc việc tổng hợp ARN, rời khỏi ADN.

8
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
Phân tử ARN được tạo ra ở sinh vật nhân sơ, qua 1 vài sơ chế nhỏ có thể làm khuôn
để tổng hợp protein. Thực tế, ở sinh vật nhân sơ, quá trình phiên mã (tổng hợp mARN)
và quá trình dịch mã (tổng hợp protein) gần như xảy ra đồng thời.
Ở sinh vật nhân thực, do gen là gen phân mảnh (có xen kẽ exon và intron), nên
phân tử ARN được tạo ra có cả đoạn tương ứng intron, exon. Phân tử này được gọi là
tiền mARN. Tiền mARN sẽ được cắt bỏ các intron để tạo thành phân tử mARN
trưởng thành. Phân tử mARN trưởng thành này mới làm khuôn tổng hợp protein.
Ở sinh vật nhân thực, hệ enzim phức tạp hơn, có nhiều loại ARN poli tổng hợp
từng loại mARN, tARN, rARN.
3. Ý nghĩa tổng hợp ARN
Sự tổng hợp ARN đảm bảo cho gen cấu trúc thực hiện chính xác quá trình dịch mã

ở tế bào chất. Cung cấp các prôtêin cần thiết cho tế bào.
V. CHỨC NĂNG SINH HỌC CỦA AXIT NUCLÊIC
1. Chức năng sinh học của ADN
Ở phần lớn các sinh vật (trừ một số virut) ADN có chức năng là vật chất mang thông
tin di truyền. Để đảm nhiệm chức năng này ADN có bốn đặc tính cơ bản:
- Có khả năng lưu giữ thông tin ở dạng bền vững cần cho việc cấu tạo, sinh sản
và hoạt động của tế bào
- Có khả năng sao chép chính xác để thông tin di truyền có thể được truyền từ
thế hệ này sang thế hệ kế tiêp thông qua quá trình phân bào hay quá trình sinh sản
- Thông tin chứa đựng trong vật chất di truyền phải được để tạo ra các phân tử
cần cho cấu tạo và hoạt động của tế bào
- Vật liệu di truyền có khả năng biến đổi những thay đổi này chỉ xẩy ra với tần
số thấp
2. Chức năng của ARN
Khác với ADN trong tế bào có nhiều loại ARN khác nhau, mỗi loại đảm nhiệm
một chức năng sinh học nhất định. Có thể tóm tắt chức năng của ARN như sau:
- Chức năng vận chuyển thông tin di truyền: đây là vai trò chủ yếu của mARN.
Phân tử này là bản sao của gen đồng thời làm khuôn để tổng hợp nên chuỗi polypeptit
tương ứng
- Chức năng tham gia tổng hợp và vận chuyển prôtêin: chức năng này biểu hiện
qua vai trò của tARN là phân tử có vai trò nhận biết và lắp ráp chính xác các axit amin

9
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
tương ứng với bộ ba mã hoá trên mARN trong quá trình phiên mã; vai trò của rARN
kết hợp với các prôtêin cấu trúc hình thành ribosome hoàn chỉnh là nơi quá trình dịch
mã diễn ra; và vai trò của SRP ARN trong vận chuyển prôtêin
- Chức năng hoàn thiện các phân tử ARN: các snARN là thành phần tham gia
hình thành nên spliceosome là phức hệ có vai trò trong cắt các đoạn ỉnton và nối các
đoạn exon trong quá trình hoàn thiện mARN ở sinh vật nhân thực. Ngoài ra ở sinh vật

nhân thực còn có snoARN tham gia hoàn thiện các phân tử rARN từ các phân tử tiền
thân tại hạch nhân để từ đó hình thành nên các tiểu đơn vị của ribosome.
- Chức năng xúc tác: một số ARN có kích thước nhỏ có tính chất xúc tác giống
enzyme gọi là ribozyme.
- Chức năng điều hoà biểu hiện của gen: nhóm ARN có chức năng này gọi là
ARN can thiệp
Loại ARN Chức năng sinh học
mARN
Truyền thông tin quy định trình tự các axit amin của prôtêin từ
and tới ribosome
tARN
Dịch các mã bộ ba trên phân tử mARN thành các axit amin trên
phân tử prôtêin
rARN
Cấu trúc nên ribosome và có vai trò xúc tác hình thành liên kết
peptite
Tiền – ARN
Sản phẩm trực tiếp của quá trình dịch mã là phân tử tiền thân
hình thành nên mARN, tARN, rARN hoàn thiện. Ở sinh vật
nhân thực một số phân đoạn ARN intron có vai trò xúc tác phản
ứng cắt chính nó
snARN
Vai trò xúc tác và cấu trúc phức hệ cắt intron (spliceosome) từ
các phân tử tiền mARN để tạo thành mARN hoàn chỉnh
SRP ARN
Là thành phần của phức hệ ARN – prôtêin làm nhiệm vụ nhận
biết các peptide tín hiệu trong phân tử prôtêin mới được tổng
hợp giúp giải phóng các phân tử protêin này khỏi mạng lưới nội
chất
snoARN (ARN hạch

nhân kích thước nhỏ)
Tham gia hoàn thiện rARN từ phân tử tiên rARN và đóng gói
ribosome tại hạch nhân
gARN Tham gia vào quá trình biên tập ADN ti thể
Telomerase – ARN
Thành phần của enzym telomerase làm khuôn để tổng hợp trình
tự ADN lặp lại tại đầu mút các NST ở sinh vật nhân thực
tmARN ARN tích hợp chức năng của tARN và mARN giúp giải phóng
ribosome khỏi sự tắc nghẽn khi dịch mã các phân tử mARN bị

10
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
mất bộ ba kết thúc
Loại ARN Chức năng sinh học
M1ARN
Thành phần ARN có vai trò xúc tác của ARNase P, tham gia
hoàn thiện các phân tử tARN
Các loại ARN can
thiệp
Tham gia điều hoà biểu hiện gen
VI. MÃ DI TRUYỀN. ĐẶC ĐIỂM CỦA MÃ DI TRUYỀN
1. Khái niệm mã bộ ba
Cứ 3 nuclêôtit cùng loại hay khác loại đứng kế tiếp nhau trên phân tử ADN mã hoá
cho 1 axit amin hoặc làm nhiệm vụ kết thúc chuỗi polipeptit gọi là mã bộ ba.
2. Mã di truyền là mã bộ ba
- Nếu mỗi nuclêôtit mã hoá 1 axit amin thì 4 loại nuclêôtit chỉ mã hoá được 4
loại axit amin.
- Nếu cứ 2 nuclêôtit cùng loại hay khác loại mã hoá cho 1 axit amin thì chỉ tạo
được 4
2

= 16 mã bộ ba không đủ để mã hoá cho 20 loại axit amin.
- Nếu theo nguyên tắc mã bộ ba sẽ tạo được 4
3
= 64 mã bộ ba đủ để mã hoá cho
20 loại axit amin.
-Nếu theo nguyên tắc mã bộ bốn sẽ tạo được 4
4
= 256 bộ mã hoá lại quá thừa.
Vậy về mặt suy luận lý thuyết mã bộ ba là mã phù hợp.
-Hai mươi loại axit amin được mã hoá bới 61 bộ ba. Như vậy mỗi axit amin
được mã hoá bởi 1 số bộ ba. Ví dụ, lizin ứng với 2 bộ ba AAA, AAG, một số axit
amin được mã hoá bởi nhiều bộ ba như alanin ứng với 4 bộ ba, lơxin ứng với 6 bộ ba.
-Có 3 bộ ba (ATT, ATX, AXT trên ADN hay UAA UGA và UAG trên mARN)
là mã kết thúc.
BẢNG MÃ DI TRUYỀN
Bazơ thứ hai

11
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
Bazo thứ nhất
G A X U
B
a
z
o

t
h
ứ

b
a
G
GGG Glixin
GGA
GGX
GGU
GAG A.glutamic
GAA
GAX A. aspactic
GAU
GXG : Alanin
GXA
GXX
GXU
GUG Valin
GUA
GUX
GUU
G
A
X
U
A
AGG Acginin
AGA
AGX Serin
AGU
AAG Lizin
AAA

AAX Asparagin
AAU
AXG Treonin
AXA
AXX
AXU
AUG Metionin
AUA Izolơxin
AUX
AUU
G
A
X
U
X
XGG Acginin
XGA
XGX
XGU
XAG Glutamin
XAA
XAX Histidin
XAU
XXG Prolin
XXA
XXX
XXU
XUG Lơxin
XUA
XUX

XUU
G
A
X
U
U
UGG Triptophan
UGA (KT)
UGX Xistein
UGU
UAG (KT)
UAA
UAX Tiroxin
UAU
UXG Sêrin
UXA
UXX
UXU
UUG Lơxin
UUA
UUX
Pheninalanin
UUU
G
A
X
U
3. Những đặc điểm cơ bản của mã di truyền
- Mã di truyền được đọc theo một chiều 5’-3’ trên phân tử mARN.
- Mã di truyền được đọc liên tục theo từng cụm 3 nuclêôtit, các bộ ba không đọc gối

lên nhau.
- Mã di truyền là đặc hiệu, không một bộ ba nào mã hoá đồng thời 2 hoặc một số axit
amin khác nhau.
- Mã di truyền có tính thoái hoá có nghĩa là mỗi axit amin được mã hoá bới một số bộ
ba khác loại trừ mentionin, triptophan chỉ được mã hoá bởi một bộ ba. Các bộ ba mã
hoá cho cùng một axit amin chỉ khác nhau ở nuclêôtit thứ 3. Điều này có nghĩa giúp
cho gen bảo đảm được thông tin di truyền và xác nhận trong bộ ba, 2 nuclêôtit đầu là
quan trọng còn nuclêôtit thứ ba có thể linh hoạt. Nhưng cũng có thể gây nên sự lắp ráp
nhầm các axit amin trong chuỗi polipeptit.
- Mã di truyền có tính phổ biến. Nghĩa là ở các loài sinh vật đều được mã hoá theo một
nguyên tắc chung (các từ mã giống nhau). Điều này phản ánh nguồn gốc chung của
các loài.
II. Quá trình dịch mã.

12
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
Ở sinh vật nhân thực, sau khi mARN được tổng hợp, hoàn thiện, nó sẽ rời khỏi
nhân, ra ngoài tế bào chất, làm khuôn mẫu cho quá trình dịch mã.
Ở sinh vật nhân sơ, vì không có màng nhân, nên quá trình phiên mã và dịch mã
xảy ra gần như đồng thời.
Trong quá trình dịch mã, mARN liên kết với riboxom. Quá trình dịch mã được thực
hiện theo 3 bước:
1. Hoạt hoá a.a:
Dưới tác dụng của enzim, và sử dụng năng lượng, 1 phân tử a.a sẽ liên kết với
1 phân tử tARN tại vị trí xác định, tạo thành phức hệ aa – tARN.
Ta coi rằng mỗi loại tARN chỉ liên kết với 1 loại a.a; nhưng mỗi loại a.a có thể liên kết
với nhiều hơn 1 loại tARN (tính chất tương tự với mã bộ ba)
2) Dịch mã và hình thành chuỗi polipeptit
Tiểu phần bé của riboxom liên kết với mARN, sau đó phân tử tARN mang a.a
mở đầu (Met ở nhân thực, f-Met ở nhân sơ) đến. Bộ ba đối mã trên phân tử tARN sẽ

liên kết theo nguyên tắc bổ sung với bộ ba mã hoá trên phân tử mARN. Sau đó, tiểu
phần lớn của riboxom sẽ liên kết, tạo thành phức hệ mARN-riboxom, bắt đầu quá trình
dịch mã.
Quá trình này còn có sự tham gia của các yếu tố khác (If-I, If-II…) tARN mang a.a
thứ nhất tới vị trí A (tARN mang Met ở vị trí P có sẵn), trong đó bộ ba đối mã của nó
liên kết bổ sung với bộ ba mã hoá tiếp theo (sau vị trí mở đầu) trên mARN.
Enzim xúc tác hình thành liên kết peptit giữa a.a mở đầu và a.a thứ nhất. Tiếp đó,
riboxom dịch chuyển 1 nấc trên mARN, khiến các tARN dịch chuyển 1 vị trí:
+ tARN mang a.a mở đầu  vị trí E. Liên kết giữa tARN và a.a của nó bị phá vỡ,
tARN rời khỏi riboxom.
+ tARN mang a.a thứ nhất  vị trí P.
+ 1 tARN khác, mang a.a thứ 2 vào liên kết với bộ ba mã hoá kế tiếp trên mARN. Cứ
như thế, liên kết peptit được hình thành giữa các a.a theo thứ tự nhất định. Quá trình
tiếp tục cho tới khi gặp bộ ba kết thúc thì dừng lại.
3) Kết thúc quá trình
Khi Rbx tiếp xúc với mã kết thúc trên mARN (UAG ) thì quá trình hoàn tất.
Các tiểu phần riboxom tách nhau và rời khỏi mARN, giải phóng chuỗi polipeptit mới

13
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
được tổng hợp. Axit amin mở đầu (Met) rời khỏi chuỗi. Chuỗi polipeptit tiếp tục được
hoàn thiện và tạo thành phân tử protein hoàn chỉnh.
ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN
1. Khái niệm: Điều hoà hoạt động của gen là điều hoà lượng sản phẩm của gen được
tạo trong tế bào đảm bảo cho hoạt động sống của tế bào phù hợp với điều kiện môi
trường cũng như sự phát triển bình thường của cơ thể.
Điều hòa hoạt động gen có thể ở mức độ phiên mã, dịch mã, sau phiên mã.
- Ở sinh vật nhân sơ điều hoà hoạt động gen chủ yếu ở mức độ phiên mã.
2. Cấu trúc của opêron Lac ở E. coli.
*Opêron là các gen cấu trúc liên quan về chức năng được phân bố liền nhau và có

chung cơ chế điều hòa hoạt động.
*Cấu trúc Ôperon Lac:
Z,Y,A: Là các gen cấu trúc mã hóa cho các enzim phân giải Lactozo.
O: Vùng vận hành là trình tự nu đặc biệt để protein ức chế liên kết ngăn cản PM
P: Vùng khởi động có trình tự nu để ARN polimeraza liên kết và khởi động quá trình
phiên mã. (PM)
Gen điều hòa không nằm trong Operon nhưng có vai trò điều hòa hoạt động Operon.
3.Cơ chế điều hoà Hoạt động của ôpêron Lac:
Khi môi trường không có lactôzơ: gen điều hoà tổng hợp prôtêin ức chế. Prôtêin
ức chế gắn vào vùng vận hành (O) → các gen cấu trúc không phiên mã.
Khi môi trường có lactôzơ: Lactôzơ là chất cảm ứng gắn với prôtêin ức chế →
prôtêin ức chế bị biến đổi không gắn được vào vùng vận hành. ARN polimeraza liên
kết với vùng khởi động tiến hành phiên mã → mARN của Z, Y, A được tổng hơp và
dịch mã tạo các enzim phân hủy Lactozo. Khi Lactozo cạn kiệt thì protein ức chế lại
liên kết với vùng (O) quá trình phiên mã dừng lại.
CÁC CÔNG THỨC TỔNG QUÁT ĐƯỢC SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI BÀI TẬP
1. Công thức xác định mối liên quan về SL các loại nuclêôtit trong ADN, ARN
- Trong phân tử ADN (hay gen) theo NTBS:
A = T ; G = X
Suy ra số nuclêôtit của ADN (hay gen)

14
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
N = A + T + G + X
ta rút ra: N = 2A + 2G = 2T + 2X
Nếu xét mối tương quan các nuclêôtit của 2 mạch đơn ta có:

T = A = T
1
+ T

2
= A
1
+ A
2
= T
1
+ A
1
= T
2
+ A
2

G = X = G
1
+ G
2
= X
1
+ X
2
= X
1
+ G
1
= X
2
+ G
2

Nếu gọi mạch gốc của gen là mạch 1 ta có mối liên quan về số lượng các đơn phân
giữa gen và ARN:
U
m
= A
1
= T
2
A
m
= T
1
= A
2
G
m
= X
1
= G
2
X
m
= G
1
= X
2
suy ra: U
m

+ A
m
= A = T
G
m
+ X
m
= G = X
2. Công thức xác định mối liên quan về tỉ lệ % các loại đơn phân ADN, ARN
- Mỗi mạch đơn của gen bằng 50% tổng số nuclêôtit của gen. Nếu cho mạch gốc của
gen là mạch 1, có thể xác định mối liên quan % các đơn phân trong gen và ARN tương
ứng:
% A
2
x 2 = % T
1
x 2 = % A
m
% T
2
x 2 = % A
1
x 2 = % U
m

% G
2
x 2 = % X
1
x 2 = % U

m
% X
2
x 2 = % G
1
x 2 = % X
m
Từ công thức trên suy ra:

3. Các công thức tính chiều dài của gen cấu trúc (L
G
) khi biết các yếu tố tạo nên
gen, ARN, prôtêin
3.1 Khi biết các đại lượng khác nhau của gen cấu trúc:
a) Biết số lượng nuclêôtit (N) của gen:
b) Biết khối lượng phân tử của gen (M):
c) Biết số lượng chu kỳ xoắn của gen (S
x
)

15
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
Mỗi chu kỳ xoắn của gen gồm 10 cặp nuclêôtit có chiều cao 34Å , chiều dài gen:
L
G
= S
x
x 34Å
d) Biết số lượng liên kết hoá trị (HT)
- Số lượng liên kết hoá trị giữa các nuclêôtit (HT

G
) bằng số nuclêôtit của gen bớt đi 2
- Số lượng liên kết hoá trị trong mỗi nuclêôtit và giữa các nuclêôtit (HT
T+G
)
(HT
T+G
= 2N –2)
3.2 Khi biết các đại lượng tham gia vào cơ chế tái bản của gen:
a) Biết số lượng nuclêôtit môi trường cung cấp (N
cc
) và số đợt tái bản (K) của gen
(C
CM
: số lượng nuclêôtit cung cấp tạo nên các
gen có nguyên liệu mới hoàn toàn
Từ đó suy ra chiều dài gen:

b) Biết số lượng 2 loại nuclêôtit không bổ sung được cung cấp qua k đợt tái bản gen

c) Biết số lượng liên kết hoá trị được hình thành sau k đợt tái bản của gen.
HT = (2
k
– 1)(N – 2)
Từ đó suy ra N và xác định chiều dài gen:

- Liên kết hoá trị giữa các nuclêôtit và trong mỗi nuclêôtit được hình thành trên các
gen con (HT): HT’ = (2
k
– 1)(2N – 2)

Chiều dài gen:

(2
k
– 1)N = N
cc
(2
k
– 2)N = N
CM
16
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12

3.3 Khi biết các đại lượng tạo nên cấu trúc mARN
a) Biết số lượng ribônuclêôtit (RARN) của phân tử mARN:
L
G
= R
ARN
x 3,4Å
b) Biết khối lượng của phân tử mARN (MARN)
Mỗi ribônuclêôtit có khối lượng trung bình 300đvC. Vậy chiều dài gen:
c) Biết số lượng liên kết hoá trị của phân tử mARN (HTARN)
- Nếu chỉ biết số lượng liên kết hoá trị giữa các ribônuclêôtit thì công thức trên được
biến đổi: L
G
= (HT
ARN
+ 1) x 3,4Å
d) Biết số lượng ribônuclêôtit được cung cấp (Rcc) sau n lần sao mã

Sau mỗi lần sao mã tạo nên 1 mã sao nên:
e) Biết thời gian sao mã (tARN) - vận tốc sao mã (VARN)
R
ARN
= t
ARN
x V
ARN
Lúc này bài toán xác định chiều dài gen : L
G
= (t
ARN
x V
ARN
) x 3,4Å
3.4. Các công thức tính số lượng nuclêôtit mỗi loại cần cung cấp sau k đợt tái
bản của gen.
Theo NTBS ta tính được số lượng mỗi loại nuclêôtit cần cung cấp để tạo nên các gen
có nguyên liệu hoàn toàn mới:
A = T = (2
k
– 2)A
G = X = (2
k
– 2)G
Số lượng nuclêôtit mỗi loại cung cấp để tạo nên các gen con sau k đợt tái bản:
A = T = (2
k
– 1)A
G = X = (2

k
– 1)G
GEN VÀ SỰ ĐIỀU HOÀ BIỂU HIỆN GEN
I. KHÁI NIỆM VỀ GEN
*Khái niệm: Gen là 1 đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho 1 sản phẩm
xác định (sản phẩm đó có thể là chuỗi polipeptit hay ARN)
*Cấu trúc chung: 1 gen mã hóa protein có cấu trúc điển hình gồm 3 vùng:

17
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
- Vùng điều hoà: Mang tín hiệu khởi động và kiểm soát quá trình phiên mã.
- Vùng mã hóa: Mang thông tin mã hóa các a.a
- Vùng kết thúc: Mang tín hiệu kết thúc phiên mã.
Vùng điều hòa Vùng mã hóa Vùng kết thúc
exon intron exon intron exon (nhân thực)
Trong vùng mã hóa có những đoạn thực sự mang thông tin mã hóa a.a (gọi là
đoạn exon) và những đoạn không mang thông tin mã hóa a.a (intron). Gen có cả exon
và intron gọi là gen phân mảnh; gen chỉ có exon là gen không phân mảnh. Gen
không phân mảnh có ở nhân sơ; gen phân mảnh có ở nhân thực và vi khuẩn cổ (ít
được đề cập đến) Các đoạn exon luôn mở đầu và kết thúc cho 1 gen.
Như vậy có nghĩa là, không phải tất cả các đoạn ADN đều là gen. Thực tế,
người ta nhận thấy số lượng gen/tổng số ADN là rất nhỏ, đặc biệt là ở sinh vật nhân
thực. Các đoạn ADN không phải là gen có rất nhiều chức năng quan trọng mà khoa
học vẫn chưa xác định được hết. Trong đó có các trình tự đầu mút, trình tự tâm động,
đoạn ADN nối giữa các gen....
II. SỰ ĐIỀU HOÀ BIỂU HIỆN CỦA GEN
1. Sự điều hoà hoạt động của gen ở sinh vật nhân sơ
*Mô hình Opêron Lac. Mô hình opêron lac có các đặc điểm sau:
- Hệ thống xử lí lactôzơ gồm hai phần: các gen cấu trúc cần cho vận chuyển và
chuyển hoá lactôzơ và các yếu tố điều hoà – gen Lac I, vùng vận hành lac O

(Operator), vùng khởi động P (Promotor). Tập hợp thành Operon lac
- Những sản phẩm của các gen Lac Z và Lac Y được mã hoá trong một phân tử
mARN đa cistron. Phân tử mARN này chứa một gen thứ 3 được kí hiệu là Lac A mã
hoá cho enzym transacetylaza
- Vùng khởi động cho phân tử mARN Lac Z, Lac Y, Lac A ở ngay bên cạnh
vùng Lac O
- Sản phẩm của gen Lac I, chất ức chế, liên kết với một trình tự bazơ duy nhất
của ADN được gọi là vùng vận hành
- Khi chất ức chế được gắn vào vùng vận hành thì sự mở đầu phiên mã mARN
Lac do ARN – Pol bị cản trở, vì enzym này không thể vượt qua đó để đến với các gen
cấu trúc

18
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
- Các chất cảm ứng kích thích sự tổng hợp mARN bằng cách bám vào và làm
bất hoạt chất ức chế. Vùng vận hành được giải toả và vùng khởi động sẵn sàng khởi
động cho quá trình tổng hợp mARN
* Sự điều hoà dương tính của Operon Lac: Sản phẩm của gen điều hoà có vai trò làm
tăng sự biểu hiện của một hay một số gen cấu trúc
* Sự điều hoà âm tính của Operon Lac . Sản phẩm của gen điều hoà thường ức chế
hoặc làm tắt sự biểu hiện của gen cấu trúc
2. Sự điều hoà hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực
-Một số sai khác quan trọng về sự điều hoà di truyền của sinh vật nhân sơ và
sinh vật nhân thực
- Ở sinh vật nhân thực thường chỉ có kiểu chuỗi pôlypeptit đơn được dịch mã
từ một phân tử mARN hoàm chỉnh, do vậy những kiểu opêron bắt gặp ở sinh vật nhân
sơ không tìm thấy ở sinh vật nhân thực
- ADN của sinh vật nhân thực liên kết với Histon tạo thành NST và với nhiều protein
khác. Chỉ có một phần nhỏ ADN là trần. Ở vi khuẩn hầu hết các ADN ở dạng tự do.
- Do vậy những yếu tố điều hoà có thể tác động trực tiếp trên ADN sinh vật

nhân sơ nhưng không thể xẩy ra ở sinh vật nhân thực
- Một phần đáng kể ADN của sinh vật nhân thực có đoạn nu lặp lại hàng trăm
tới hàng triệu lần. Vi khẩn chỉ chứa một vài đoạn lặp
- Một phần lớn các đoạn bazơ nitơ ở ADN sinh vật nhân thực không được dịch
mã
- Các sinh vật nhân thực có cơ chế nhằm sắp xếp lại những đoạn ADN nhất
định theo một cách có kiểm soát và để làm tăng lượng bản sao những gen đặc trưng
khi cần thiết. Điều này ít có ở vi khuẩn
- Ở sinh vật nhân thực ARN được tổng hợp trong nhân và được vận chuyển qua
màng nhân tới tế bào chất để được sử dung. Ở vi khuẩn không xẩy ra
*Chú ý:
Ở sinh vật nhân sơ các phân tử ARN thường mang thông tin di truyền cho các
trật tự axit amin của nhiều chuỗi polypeptit khác nhau. Lúc đó được gọi là mARN đa
ciston (ciston là một trật tự bazơ nitơ mã hoá cho một chuỗi polypeptit). Ở sinh vật
nhân thực thì hầu như mARN là đơn ciston.
* Một số câu hỏi bài tập ứng dụng:

19
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
Câu 1. So sánh sự phiên mã ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực.
*Hd:
a. Giống nhau
- Sản phẩm đều là ARN sợi đơn
- Phản ứng trùng hợp nhờ enzim ARN pol theo chiều 5’ – 3’
- Vùng ADN chứa gen được phiên mã phải có sự mở xoắn cục bộ làm lộ ra sợi khuôn
ADN
- Nguyên liệu: ATP, và các dNTP (UTP, GTP, XTP)
- Sự khởi đầu và kết thúc quá trình phiên mã đều phụ thuộc vào các tín hiệu nằm ở
vùng khởi động và vùng kết thúc của gen
- Quá trình phiên mã đều gồm 3 giai đoạn: Khởi động, kéo dài, kết thúc

b. Khác nhau
- Ở tế bào nhân sơ:Enzim tham gia phiên mã ARN pol chỉ có 1 loại; Ở nhân thực ARN
poli có 3 loại: ARN poli - I tổng hợp nên rARN, ARN poli -II tổng hợp nên mARN và
ARN poli - III tổng hợp nên tARN.
- Các nhân tố tham gia quá trình phiên mã ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực
không giống nhau
- Ở sinh vật nhân thực sự phiên mã không tạo ra các mARN hoạt động và được dịch
mã ngay như ở sinh vật nhân sơ. Các tiền mARN phải trải qua nhiều biến đổi trước khi
trở thành mARN trưởng thành (cắt bỏ các đoạn intron nối các đoạn exon)
-mARN của sinh vật nhân thực thường là đơn ciston còn sinh vật nhân sơ là đa ciston
Câu 2. Hai gen I và II có chiều dài bằng nhau. Mạch khuôn của gen I có
AT
3
1
=
;
TXG 7
9
7
==
. Gen II có 2160 liên kết hiđrô, tổng hợp phân tử mARN có tỷ lệ
GX
3
5
=
;
GU
3
4
=

và A = 2U. Quá trình sao mã của hai gen môi trường cung cấp 1170
nuclêôtit loại A.
a. Xác định số lượng nuclêôtit từng loại của mỗi gen
b. Số liên kết hiđrô bị phá huỷ trong quá trình sao mã của cả hai gen
c. Trên mỗi phân tử mARN có một số riboxom tham gia giải mã, khoảng
cách giữa các riboxom bằng nhau. Khoảng cách giữa riboxm thứ nhất đến riboxom
cuối cùng là 240A
0
. Khi chuỗi polipeptit do riboxom thứ nhất tổng hợp có 50 axit

20
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
amin thì riboxom cuối cùng đang ở vị trí nào trên mARN?
*Đáp án
a. từ tỷ lệ bài ra có: Gen II có: A = T = 30%; G = X = 20%
 tổng số nuclêôtit của mỗi gen là 1800. Từ tỷ lệ % nuclêotit của mỗi mạch ta có gen
I có: A = T = 10%; G = X = 40%
Vậy: Gen I: A= T = 180; G = X = 720
Gen II: A = T = 540; G = X = 360
b. Số liên kết hiđrô của gen I là 3420; gen II là 2160. Mặt khác mARN
1
có A = 45;
mARN2 có A = 360
Gọi x và y là số lần sao mã của gen I và gen II. ta có 45x + 360y = 1170. ta có các cặp
nghiệm (2;3); (10;2); (18;1)
Cặp nghiệm 1: số liên kết H bị phá vỡ 3420x2 + 2160x3 = 13320
c. gọi n là số riboxom, d là khoảng cách giữa các riboxom kế tiếp
dndn :2041204)1(
=−=>=−
d nằm trong khoảng 50 đến 100 và d chia hết cho 10.2. suy ra n = 5; d = 51

ĐỘT BIẾN GEN
I. Khái niệm và các dạng đột biến gen:
1. Khái niệm: Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen, liên quan đến
một cặp nuclêôtit làm thay đổi trình tự nu tạo ra alen mới.
2. Các dạng đột biến gen: + Đột biến thay thế một cặp nuclêôtit
+ Đột biến thêm hoặc mất một cặp nuclêôtit.
II. Nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gen
1. Nguyên nhân
- Bên ngoài: do các tác nhân gây đột biến như vật lý (tia phóng xạ, tia tử ngoại…), hoá
học (các hoá chất 5BU, NMS…) hay sinh học(1 số virut…).
- Bên trong: do rối loạn các quá trình sinh lí hóa sinh trong tế bào.
2. Cơ chế phát sinh đột biến gen:

21
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
a) Sự kết cặp không đúng trong nhân đôi AND.
- Trong quá trình nhân đôi do sự kết cặp không hợp đôi( không theo nguyên tắc bổ
sung) dẫn đến phát sinh đột biến gen.
b) Tác động của các tác nhân gây đột biến
- Tia tử ngoại (UV) có thể làm cho 2 bazơ T trên cùng 1 mạch liên kết với nhau→ đột
biến.
- 5-brômua uraxin ( 5BU) gây ra thay thế cặp A-T bằng G-X→ đột biến.
- Virut viêm gan B, virut hecpet…→ đột biến.
III. Hậu quả và ý nghĩa của đột biến gen:
1. Hậu quả của đột biến gen:
Đột biến thay thế một cặp có thể làm thay đổi trình axit amin trên Pro làm thay đổi
chức năng Pro.
Đột biến thêm, mất cặp nu làm mã di truyền bị đọc sai từ bộ ba đột biến đến cuối
gen làm thay đổi trình tự axit amin, chức năng pro.
Ở cấp độ phân tử đột biến gen thường trung tính. Nếu đột biến làm thay đổi chức

năng Pro thương có hại. Tuy nhiên có một số đột biến có lợi.
Tính có hại của đột biến phụ thuộc môi trường, tổ hợp gen.
2. Vai trò và ý nghĩa của đột biến gen
a) Đối với tiến hoá
- Đột biến gen làm xuất hiện các alen mới tạo ra biến dị di truyền phong phú là nguồn
nguyên liệu cho tiến hoá.
b) Đối với thực tiễn
- Cung cấp nguồn nguyên liệu cho quá trình tạo giống cũng như trong nghiên cứu di
truyền
NHIỄM SẮC THỂ SINH VẬT NHÂN SƠ VÀ NHÂN THỰC
Tất cả các sinh vật đang sống có cấu trúc tế bào đều có vật chất di truyền là nhiễm
sắc thể mang các gen được mã hoá trên phân tử ADN. Tuy nhiên cấu trúc NST của
sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực rất khác nhau. Ở sinh vật nhân sơ NST gồm
một chuỗi ADN xoắn kép duy nhất, thường là mạch vòng, sự nhân đôi ADN diễn ra từ
một điểm duy nhất
Ở sinh vật nhân thực tế bào chứa NST có cấu trúc mạch thẳng và nằm trong bào
quan có màng bao bọc là nhân tế bào. Các ADN liên kết chặt chẽ với một lượng lớn

22
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
prôtêin đặc biệt. Lượng ADN có trong tế bào nhân thực lớn hơn rất nhiều trong tế bào
nhân sơ. Vì thế để đáp ứng được yêu cầu về tốc độ nhân đôi các NST ở sinh vật nhân
thực thường có nhiều điểm khởi đầu nhân đôi
I. HÌNH THÁI NHIỄM SẮC THỂ
Các NST sinh vật nhân thực thường chỉ nhìn thấy được khi tế bào đang phân
chia, sau khi NST đã nhân đôi tạo thành cấu trúc kép giống hệt nhau gọi là NST tử
(các NST con). Các NST được phân loại dựa trên hình thái của nó. Hình thái được xác
định bởi vị trí của tâm động. Thể hiện bốn kiểu hình thái NST khác nhau: NST tâm
giữa, tâm động nằm gần với điểm giữa của NST, phân chia NST thành hai nửa bằng
nhau; NST tâm cận giữa, tâm động cách xa điểm giữa đủ để phân biệt cánh dài và

cánh ngắn của NST; Hai loại NST khác có tâm động nằm gần về một đầu của NST
II. CẤU TRÚC NST ĐIỂN HÌNH
Tất cả các NST nhân thực đều chứa hai vùng khác biệt có tầm quan trọng đặc
biệt về cấu trúc. Đó là tâm động và đầu mút. Ngoài ra một số NST còn có vùng tổ
chức hạch nhân.
Tâm động là vị trí để các sợi thoi vô sắc gắn vào trong quá trình phân chia tế
bào. Bất kì đoạn NST nào không liên kết với tâm động cũng không được phân ly về
các tế bào con. Sự liên kết của tâm động với các sợi thoi vô sắc là nhờ các prôtêin gắn
với tâm động tạo thành một cấu trúc gồm nhiều lớp gọi là hạch phân chia (thể động).
Các đầu mút của NST không chỉ đơn giản là phần cuối của NST hay phân tử
ADN mà là một cấu trúc được biệt hoá. Chúng chứa nhiều đoạn trình tự ADN đơn
giản, ngắn và lặp lại nhiều lần. ở người đoạn trình tự lặp lại đó là TTAGGG, nhưng có
sự biến động nhỏ giữa các loài sinh vật nhân thực khác nhau. Các prôtêin đặc biệt liên
kết ở vùng đầu mút và tạo nên cấu trúc nuclêôprôtêin.
Cấu trúc đó có tác dụng cản trở sự tái tổ hợp giữa phần đầu mút của các NST
khác nhau. Số lượng các đoạn lặp lại ở đầu mút thường nhiều ở các tế bào mầm nhưng
giảm dần theo số lần phân bào ở các tế bào xôma. Vì vậy đây chính là chỉ thị phân tử
xác định quá trình già hoá.
Độ dài của đầu mút được duy trì nhờ nhờ hoạt động của enzym đặc biệt gọi
là telomeraza – một loại prôtêin có chứa trình tự ARN bổ trợ với đoạn ADN lặp lại tại
đầu mút. Khi enzym này hoạt động trình tự ARN được sử dụng như mạch khuôn để
kéo dài phần đầu mút bị ngắn đi sau mỗi lần phân bào.

23
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12
Ở tế bào xôma thường vắng mặt enzym telomeraza, nhưng enzym này lại
xuất hiện ở nhiều dạng tế bào khối u. Ở những tế bào khối u này (còn gọi là các dòng
tế bào bất tử) độ dài phần đầu mút được duy trì ổn định.
Vùng tổ chức hạch nhân thường được tìm thấy ở eo thứ cấp. Chúng gồm các
trình tự mã hoá các gen rARN 5,8S; 18S và 28S được lặp lại kế tiếp nhau

III. CẤU TRÚC PHÂN TỬ CỦA NHIỄM SẮC THỂ
Nhiễm sắc thể được cấu tạo gồm ADN và prôtein; cũng có một lượng nhỏ
ARN nhưng chỉ là để chuẩn bị chuyển ra tế bào chất. Hỗn hợp ADN và prôtêin gọi là
chất nhiễm sắc
Prôtêin cấu trúc được chia thành hai loại: Histon (prôtêin có tính kiềm) và
phi Histon (prôtêin có tính axit). Cả hai loại prôtêin đều có vai trò quan trọng trong cấu
trúc và chức năng của NST. Histon là loại prôtêin có khối lượng phân tử nhỏ, pH sinh
lí, chúng tích điện dương do tần số lizin và arginin cao. Sự tích điện dương giúp nó
tương tác được với ADN mang điện tích âm. Có 5 loại Histon là H1; H2a; H2b; H3 và
H4. Các Histon này được tìm thấy ở mọi sinh vật nhân thực.
Về cấu trúc, các thể nhân gồm lõi Histon bao quanh là vòng ADN. Phần lõi
gồm hai đĩa song song, mỗi đĩa gồm bốn phân tử Histon là H2a, H2b, H3 và H4. Phân
tử ADN chạy quanh vành đĩa và gắn với một phân tử Histon H1 nằm ngoài thể nhân.
Vòng xoắn ADN cuốn quanh phần lõi thể nhân gồm 146 cặp bazơ nitơ. Độ
dài đoạn nối giữa các thể nhân có thể thay đổi khác nhau ở các loài khác nhau. Ở
người nó gồm khoảng 60 cặp bazơ nitơ nên độ dài tổng cộng của phân đoạn ADN
tương ứng với mỗi thể nhân là khoảng 200 cặp bazơ nitơ. Đây là mức độ đóng xoắn
cơ bản của ADN trong chất nhiễm sắc. Sự đóng xoắn tiếp theo phụ thuộc vào prôtêin
H1 (nằm ngoài lõi nhân). Các phân tử prôtêin H1 có thể tương tác với nhau để cuộn
các thể nhân thành cấu trúc cuộn xoắn có đường kính khoảng 30nm. Đây chính là
đường kính của sợi nhiễm sắc thường nhìn thấy ở các ảnh chụp từ kính hiển vi điện tử.
IV. CHẤT NHIỄM SẮC HOẠT ĐỘNG CHỨC NĂNG VÀ KHÔNG HOẠT
ĐỘNG CHỨC NĂNG
Không phải tất cả mọi vùng của chất nhiễm sắc đều tham gia hoạt động như
nhau trong quá trình phiên mã. Một số vùng chất nhiễm sắc không tham gia vào quá
trình phiên mã. Chúng được gọi là chất dị nhiễm sắc để phân biệt với chất nhiễm sắc
hoạt động. Dưới kính hiển vi điện tử, chất dị nhiễm sắc gồm dày đặc các sợi nhiễm

24
Chuyên đề bồi dưỡng HSG 12

sắc. Chất dị nhiễm sắc gồm hai nhóm là dị nhiễm sắc bắt buộc và dị nhiễm sắc không
bắt buộc.
Động vật có vú giới cái thường có hai NST X, nhưng một chiếc thường
không hoạt động. Nó được chuyển thành chất di nhiễm sắc và được quan sát thấy như
một chấm nhỏ đậm đặc bên cạnh nhân ở kì trung gian gọi là thể ba hay chất nhiễm sắc
X. Bằng cách đó dường như có sự bù trù lượng chất nhiễm sắc giữa con đực và con
cái, vì ở con đực chỉ có một NST X còn NST Y chủ yếu được cấu tạo từ chất dị nhiễm
sắc bắt buộc. Sự bất hoạt một NST X trong cặp NST giới tính XX của giới cái là một
sự kiện ngẫu nhiên. Trong quá trình hình thành giao tử NST X bất hoạt được hoạt hoá
trở lại.
ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST

1. Khái niệm
Đ.Biến là những biến đổi đột ngột trong cấu trúc của NST do tác nhân gây đột biến.
I. Cấu trúc siêu hiển vi của nhiễm sắc thể
Thành phần: ADN + Protein Histon
- Nuclêôxôm: Một đoạn ADN (khoảng 146 cặp Nu) quấn quanh 8 phân tử histôn.
- Chuỗi nuclêôxôm (mức xoắn 1) tạo sợi cơ bản có đường kính ≈ 11nm.
- Sợi cơ bản xoắn (mức 2) tạo sợi chất nhiễm sắc có đường kính≈ 30nm.
- Sợi chất nhiễm sắc xoắn mức 3→ có đường kính ≈ 300 nm và hình thành Crômatit
có đường kính ≈ 700 nm.
2. Nguyên nhân
Do tác nhân lý hoá trong ngoại cảnh (tia phóng xạ, tia tử ngoại, sốc nhiệt, các loại
hoá chất) hoặc những rối loạn trong các quá trình sinh lý, hoá sinh tế bào làm phá vỡ
cấu trúc NST ảnh hưởng tới quá trình tái bản, tiếp hợp, trao đổi chéo của NST.
3. Cơ chế và hậu quả

25