Công thức sinh học - Tham khảo

CÁC CÔNG THỨC TÍNH TOÁN
PHẦN I. CẤU TRÚC ADN
I. TÍNH SỐ NUCLÊÔTIT CỦA AND HOẶC GEN
1. Đối với mỗi mạch của gen
- Trong ADN, 2 mạch bổ sung nhau, nên số nuclêôtit và chiều dài của 2 mạch bằng
nhau.
1 1 1 1
A T G X+ + +
=
2 2 2 2
T A X G+ + +
=
N
20
- Trong cùng một mạch, A và T cũng như G và X, không liên kết bổ sung nên không
nhất thiết phải bằng nhau. Sự bổ sung chỉ có giữa 2 mạch: A của mạch này bổ sung với T của
mạch kia, G của mạch này bổ sung với X của mạch kia . Vì vậy, số nuclêôtit mỗi loại ở mạch 1
bằng số nuclêôtit loại bổ sung mạch 2 .
1
A

=
2
T
;
1
T


=
2

A
;
1
G

=
2
X
;
1
X


=
2
G
2. Đối với cả 2 mạch
- Số nuclêôtit mỗi loại của ADN là số nuclêôtit loại đó ở cả 2 mạch:
A = T =
1
A
+
2
A

=
1
T

+

2
T

=
1
A

+
1
T

=
2
A
+
2
T
G = X =
1
G
+
2
G

=
1
X

+
2

X
=
1
G

+
1
X

=
2
G
+
2
X
Chú ý: khi tính tỉ lệ %
% A gen = % T gen =
1 2 1 2
%A + %A %T + %T
=
2 2
% G gen = % X gen =
1 2 1 2
%G + %G %X + %X
=
2 2
Ghi nhớ: Tổng 2 loại nuclêôtit khác nhóm bổ sung luôn luôn bằng nửa số nuclêôtit của ADN
hoặc bằng 50% số nuclêôtit của ADN : Ngược lại nếu biết :
- Tổng 2 loại nuclêôtit =
N

2
hoặc bằng 50% thì 2 loại nuclêôtit đó phải khác nhóm bổ
sung
- Tổng 2 loại nuclêôtit khác
N
2
hoặc khác 50% thì 2 loại nuclêôtit đó phải cùng nhóm
bổ sung
3. Tổng số nu của ADN
Tổng số nuclêôtit của ADN là tổng số của 4 loại nuclêôtit A + T + G + X.
Nhưng theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) A = T , G = X .
Vì vậy, tổng số nu của ADN được tính là:
N = 2A + 2G = 2T + 2X hay N = 2(A + G)
Do đó A + G =
N
2
hoặc %A + %G = 50%
4. Tính số chu kì xoắn
Một chu kì xoắn gồm 10 cặp nuclêôtit = 20 nuclêôtit, khi biết tổng số nuclêôtit (N) của
ADN :
N = C . 20
⇒
C =
N
20
; C =
l
34
5. Tính khối lượng phân tử ADN
Một nuclêôtit có khối lượng trung bình là 300 đvC, khi biết tổng số nuclêôtit có thể suy

ra
M = N . 300 đvC
6. Tính chiều dài của phân tử ADN
Phân tử ADN là 1 chuỗi gồm 2 mạch đơn chạy song song và xoắn đều đặn quanh 1 trục.
Vì vậy chiều dài của ADN là chiều dài của 1 mạch và bằng chiều dài trục của nó. Mỗi mạch
có
N
2
nuclêôtit, độ dài của 1 nu là 3,4
o
A
L =
N
2
. 3,4
o
A


⇒
N =
L . 2
3,4
Đơn vị thường dùng:
1 micrômet =
4
10
angstron (
o
A

)
1 micrômet =
3
10

nanômet (nm)
1 mm =
3
10

micrômet =
6
10
nm =
7
10

o
A
II. TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIĐRO VÀ LIÊN KẾT HÓA TRỊ Đ ‒ P
1. Số liên kết Hiđrô
- A của mạch này nối với T ở mạch kia bằng 2 liên kết hiđrô
- G của mạch này nối với X ở mạch kia bằng 3 liên kết hiđrô
Vậy số liên kết hiđrô của gen là :
H = 2A + 3 G hoặc H = 2T + 3X
2. Số liên kết hoá trị
a. Số liên kết hoá trị nối các nuclêôtit trên 1 mạch gen:
N
2
‒ 1

Trong mỗi mạch đơn của gen, 2 nuclêôtit nối với nhau bằng 1 lk hoá trị, 3 nuclêôtit nối
nhau bằng 2 liên kết hoá trị …
N
2
nuclêôtit nối nhau bằng:
N
2
‒ 1
b. Số liên kết hoá trị nối các nuclêôtit trên 2 mạch gen: 2(
N
2
‒ 1)
Do số liên kết hoá trị nối giữa các nuclêôtit trên 2 mạch của ADN: 2(
N
2
‒ 1)
c. Số liên kết hoá trị đường – photphat trong gen (
§ P
HT
−
)
Ngoài các liên kết hoá trị nối giữa các nuclêôtit trong gen thì trong mỗi nuclêôtit có 1 liên
kết hoá trị gắn thành phần của H
3
PO
4
vào thành phần đường. Do đó số liên kết hoá trị Đ – P
trong cả ADN là:
§ P
HT

−
= 2(
N
2
‒ 1) + N = 2(N – 1)
PHẦN II. CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐÔI CỦA ADN
I. TÍNH SỐ NUCLÊÔTIT TỰ DO CẦN DÙNG
1. Qua 1 lần tự nhân đôi (tự sao, tái sinh, tái bản)
- Khi ADN tự nhân đôi hoàn toàn 2 mạch đều liên kết các nuclêôtit tự do theo NTBS:
ADN
A

nối với
Tù do
T
và ngược lại;
ADN
G

nối với
Tù do
X
và ngược lại. Vì vây số nuclêôtit tự do
mỗi loại cần dùng bằng số nuclêôtit mà loại nó bổ sung
td
A
=
td
T

= A = T;
td
G
=
td
X
= G = X
- S nuclờụtit t do cn dựng bng s nuclờụtit ca ADN
td
N
= N
2. Qua nhiu t t nhõn ụi (x t)
- Tớnh s ADN con:
+ 1 ADN m qua 1 t t nhõn ụi to: 2 =
1
2


ADN con
+ 1 ADN m qua 2 t t nhõn ụi to: 4 =
2
2

ADN con
+ 1 ADN m qua 3 t t nhõn ụi to: 8 =
3
2

ADN con
+ 1 ADN m qua x t t nhõn ụi to:
x
2

ADN con
Vy : Tng s ADN con =
x
2
- Dự t t nhõn ụi no, trong s ADN con to ra t 1 ADN ban u, vn cú 2 ADN
con m mi ADN con ny cú cha 1 mch c ca ADN m. Vỡ vy s ADN con cũn li l cú c
2 mch cu thnh hon ton t nuclờụtit mi ca mụi trng ni bo .
S ADN con cú 2 mch u mi =
x
2


2
- Tớnh s nuclờụtit t do cn dựng:
+ S nuclờụtit t do cn dựng khi ADN tri qua x t t nhõn ụi bng tng s
nuclờụtit sau cựng cú trong cỏc ADN con tr s nuclờụtit ban u ca ADN m:
Tng s nuclờụtit sau cựng trong trong cỏc ADN con: N .
x
2
S nuclờụtit ban u ca ADN m :N
Vỡ vy tng s nuclờụtit t do cn dựng cho 1 ADN qua x t t nhõn ụi :
td
N

= N .

x
2

N = N(
x
2
1)
S nuclờụtit t do mi loi cn dựng l:
td
A

=
td
T

= A(
x
2
1)
td
G

=
td
X

= G(
x
2
1)

+ Nu tớnh s nuclờụtit t do ca ADN con m cú 2 mch hon tũan mi :
TD hoàn toàn mới
N

= N(
x
2
1)
TD hoàn toàn mới
A

=
td
T

= A(
x
2
2)
TD hoàn toàn mới
G

=
td
X

= G(
x
2
2)

II. TNH S LIấN KT HIRễ; HO TR P C HèNH THNH HOC B
PH V
1. Qua 1 t t nhõn ụi
a. Tớnh s liờn kt hirụb phỏ v v s liờn kt hirụ c hỡnh thnh
Khi ADN t nhõn ụi hon ton :
- 2 mch ADN tỏch ra, cỏc liờn kt hirụ gia 2 mch u b phỏ v nờn s liờn kt hirụ
b phỏ v bng s liờn kt hirụ ca ADN
Bị đứt
H
=
ADN
H
- Mi mch ADN u ni cỏc nuclờụtit t do theo NTBS bng cỏc liờn kt hirụ nờn s
liờn kt hirụ c hỡnh thnh l tng s liờn kt hirụ ca 2 ADN con
Hình thành
H
= 2 .
ADN
H
b. S liờn kt hoỏ tr c hỡnh thnh
Trong quỏ trỡnh t nhõn ụi ca ADN, liờn kt hoỏ tr P ni cỏc nuclờụtit trong mi
mch ca ADN khụng b phỏ v. Nhng cỏc nuclờụtit t do n b sung thỡ dc ni vi nhau
bằng liên kết hoá trị để hình thành 2 mạch mới. Vì vậy số liên kết hoá trị được hình thành bằng
số liên kết hoá trị nối các nuclêôtit với nhau trong 2 mạch của ADN
§­îc h×nh thµnh
HT
= 2 (
N
2
‒ 1) = N ‒ 2

2. Qua nhiều đợt tự nhân đôi (x đợt)
a. Tính tổng số liên kết hidrô bị phá vỡ và tổng số liên kết hidrô hình thành
- Tổng số liên kết hidrô bị phá vỡ:
BÞ ph¸ vì
H
∑
= H(
x
2
– 1)
- Tổng số liên kết hidrô được hình thành:
H×nh thµnh
H
∑
= H .
x
2
b. Tổng số liên kết hoá trị được hình thành
Liên kết hoá trị được hình thành là những liên kết hoá trị nối các nuclêôtit tự do lại thành
chuỗi mạch poli nuclêôtit mới:
- Số liên kết hoá trị nối các nuclêôtit trong mỗi mạch đơn :
N
2
‒ 1
- Trong tổng số mạch đơn của các ADN con còn có 2 mạch cũ của ADN mẹ được giữ lại
- Do đó số mạch mới trong các ADN con là: 2.
x
2
‒ 2, vì vây tổng số liên kết hoá trị
được hình thành là :

§­îc h×nh thµnh
HT
∑
=
N
1
2
 
−
 ÷
 
.(2 .
x
2
– 2) = (N – 2).(
x
2
– 1)
III. TÍNH THỜI GIAN SAO MÃ
Có thể quan niệm sự liên kết các nuclêôtit tự do vào 2 mạch của ADN là đồng thời, khi
mạch này tiếp nhận và đóng góp được bao nhiêu nuclêôtit thì mạch kia cũng liên kết được bay
nhiêu nuclêôtit
Tốc độ tự sao: Số nuclêôtit dược tiếp nhận và liến kết trong 1 giây
1. Tính thời gian tự nhân đôi (tự sao)
Thời gian để 2 mạch của ADN tiếp nhận và kiên kết nu tự do
- Khi biết thời gian để tiếp nhận và liên kết trong 1 nuclêôtit là dt, thời gian tự sao được
tính là:
Thời gian tự sao = dt .
N
2

- Khi biết tốc độ tự sao (mỗi giây liên kết được bao nhiêu nuclêôtit) thì thời gian tự nhân
đôi của ADN là:
Thời gian tự sao =
N
Tèc ®é tù sao
PHẦN III. CẤU TRÚC ARN
I. TÍNH SỐ RIBÔ NUCLÊÔTIT CỦA ARN
- ARN thường gồm 4 loại ribônu: A, U, G, X và được tổng hợp từ 1 mạch ADN theo
NTBS. Vì vậy số ribônu của ARN bằng số nuclêôtit 1 mạch của ADN
rN = rA + rU + rG + rX =
N
2
- Trong ARN A và U cũng như G và X không liên kết bổ sung nên không nhất thiết phải
bằng nhau. Sự bổ sung chỉ có giữa A, U, G, X của ARN lần lượt với T, A, X, G của mạch gốc
ADN. Vì vậy số ribônu mỗi loại của ARN bằng số nuclêôtit bổ sung ở mạch gốc ADN.
rA = T gốc ; rU = A gốc
rG = X gốc ; rX = Ggốc
Chú ý: Ngược lại, số lượng và tỉ lệ % từng loại nuclêôtit của ADN được tính như sau:
+ Số lượng:
A = T = rA + rU
G = X = rR + rX
+ Tỉ lệ %:
% A = %T =
%rA + %rU
2
%G = % X =
%rG + %rX
2
II. TÍNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ ARN
Một ribônu có khối lượng trung bình là 300 đvC, nên:

M
ARN
= rN . 300 đvC =
N
2
. 300 đvC
III. TÍNH CHIỀU DÀI VÀ SỐ LIÊN KẾT HOÁ TRỊ Đ – P CỦA ARN
1. Tính chiều dài
- ARN gồm có mạch rN ribônu với độ dài 1 nuclêôtit là 3,4
o
A
. Vì vậy chiều dài ARN
bằng chiều dài ADN tổng hợp nên ARN đó
- Vì vậy L
ADN
=

L
ARN
= rN . 3,4
o
A

=
N
2
. 3,4
o
A
2. Tính số liên kết hoá trị Đ – P

- Trong chuỗi mạch ARN: 2 ribônu nối nhau bằng 1 liên kết hoá trị, 3 ribônu nối nhau
bằng 2 liên kết hoá trị … Do đó số liên kết hoá trị nối các ribônu trong mạch ARN là: rN – 1
- Trong mỗi ribônu có 1 liên kết hoá trị gắn thành phần axit H
3
PO
4
vào thành phần
đường. Do đó số liên kết hóa trị loại này có trong rN ribônu là rN
Vậy số liên kết hoá trị Đ – P của ARN:
HT
ARN
= rN – 1 + rN = 2 . rN – 1

PHẦN IV. CƠ CHẾ TỔNG HỢP ARN
I. TÍNH SỐ RIBÔNUCLÊOTIT TỰ DO CẦN DÙNG
1. Qua 1 lần sao mã
Khi tổng hợp ARN, chỉ mạch gốc của ADN làm khuôn mẫu liên các ribônu tự do theo
NTBS :
ADN
A
nối
ARN
U
;
ADN
T
nối
ARN
A
ADN

G
nối
ARN
X
;
ADN
X
nối
ARN
G
Vì vậy :
- Số ribônu tự do mỗi loại cần dùng bằng số nu loại mà nó bổ sung trên mạch gốc của
ADN