I. Phiên âm- tổng hợp các loại ARN trên ma trận ADN. Quá trình phiên mã hoặc viết lại không xảy ra trên toàn bộ phân tử DNA mà diễn ra trên vị trí chịu trách nhiệm về một loại protein (gen) cụ thể.

Điều kiện cần để phiên mã:

a) tháo xoắn một đoạn ADN với sự trợ giúp của các enzim protein tháo xoắn

b) sự hiện diện của vật liệu xây dựng ở dạng ATP. GTP. UTF. 1DTF

5. Có gen cấu trúc và chức năng. Gen cấu trúc mã hóa quá trình tổng hợp một phân tử prôtêin. Có những gen cấu trúc mã hóa cả protein cấu trúc và protein enzyme, cũng như những gen có thông tin về sự tổng hợp tRNA, rRNA, v.v.

6. Gen chức năng không mã hóa cho prôtêin mà điều khiển, chỉ đạo hoạt động của gen cấu trúc.

7. Sự sắp xếp các bộ ba nuclêôtit trong gen cấu trúc tương ứng thẳng hàng với sự sắp xếp các axit amin trong phân tử prôtêin.

8. Các đoạn của phân tử ADN cấu tạo nên gen có khả năng phục hồi, tức là sửa chữa nên không phải mọi thay đổi về trình tự các nuclêôtit trong một đoạn ADN đều dẫn đến đột biến.

9. Kiểu gen bao gồm các gen riêng lẻ (rời rạc), nhưng hoạt động như một tổng thể, bởi vì Các gen có thể tương tác và ảnh hưởng lẫn nhau. Chức năng của gen bị ảnh hưởng bởi cả các yếu tố môi trường bên trong và bên ngoài.

Gen có một số đặc tính:

Hành động rời rạc;

Ổn định (lâu dài);

Chuyển thông tin di truyền ở dạng không thay đổi, trong trường hợp không có đột biến;

Khả năng thay đổi (thay đổi) của gen có liên quan đến khả năng đột biến của chúng;

Tính đặc hiệu - mỗi gen xác định sự phát triển của một tính trạng nhất định;

Pleiotropy - một gen có thể chịu trách nhiệm cho một số tính trạng;

Tính biểu cảm - mức độ biểu hiện của đặc điểm;

Sự thâm nhập - tần suất biểu hiện của một gen trong số các chất mang của nó.

Bộ gen của con người chứa khoảng 30.000 gen khác nhau. Một số trong số họ đang hoạt động, những người khác bị vô hiệu hóa. Toàn bộ khối lượng thông tin di truyền chịu sự kiểm soát chặt chẽ của các cơ chế điều hòa. Tất cả các gen được liên kết với nhau, tạo thành một hệ thống duy nhất. Hoạt động của họ được điều chỉnh bởi các cơ chế phức tạp.

Điều này bao gồm các quá trình điều hòa hoạt động của gen ở các giai đoạn phiên mã (trước, trong, sau nó), dịch mã (trước, trong, sau nó), cũng như điều hòa hoạt động của nhóm theo tầng phối hợp của gen (biểu hiện của chúng), sự tham gia của các hormone (tín hiệu tín hiệu) trong quá trình này. các chất), sự biến đổi hóa học của DNA (Hình 8).

Cơm. 8. Sơ đồ điều hoà phiên mã các gen cấu trúc ở tế bào nhân sơ theo kiểu cảm ứng.

Sự biểu hiện (biểu hiện hoạt động của gen) của một gen riêng lẻ phụ thuộc vào trạng thái mà gen này định vị. Vì vậy, có sự khác nhau sự thâm nhập(phần trăm biểu hiện kiểu hình định lượng của gen) và biểu hiện (mức độ biểu hiện của gen). Những khái niệm này lần đầu tiên được đưa vào di truyền học M.V. Timofeev-Ressovsky. Một kiểu gen cụ thể của con người được xác định bởi mức độ nghiêm trọng của kiểu hình của một đặc điểm bệnh lý được xác định bởi một gen nhất định (tính biểu hiện), ngay cả khi không có hình ảnh lâm sàng về bệnh lý với sự có mặt của các alen đột biến trong kiểu gen.

Nhiệm vụ từ vựng-ngữ pháp:

Nhiệm vụ số 1. Thay thế các mệnh đề quy kết bằng các cụm từ tham gia.

1. Gen là đơn vị di truyền quy định sự phát triển của một tính trạng nào đó.

2. Các gen nằm trên nhiễm sắc thể chiếm một vị trí xác định - locus.

3. Việc thực hiện thông tin được mã hóa trong gen được trình bày dưới dạng sơ đồ.

4. Gen - một phần của phân tử DNA, khác nhau về một trình tự nuclêôtít nhất định.

5. Số lượng nuclêôtit cấu tạo nên các gen khác nhau là khác nhau.

Nhiệm vụ số 2. Thay thế cấu trúc bị động bằng cấu trúc chủ động.

1. Quá trình tổng hợp một phân tử prôtêin do gen cấu trúc quy định.

2. Hoạt động của gen cấu trúc do gen chức năng kiểm soát và chỉ đạo.

Cái gìảnh hưởng đến Cái gì Các gen có thể ảnh hưởng lẫn nhau. mỗi chức năng Gì chịu ảnh hưởng của các yếu tố thuộc môi trường bên trong và bên ngoài

Nhiệm vụ số 3. Viết câu, mở ngoặc.

1. Vùng exon của gen mã hóa (cấu trúc sơ cấp của prôtêin).

2. Các vùng intron của gen chơi (kết cấu, vai phụ).

3. Gen là một phần của phân tử ADN được (đơn vị chức năng của thông tin di truyền).

Nhiệm vụ số 4. Đọc một phần văn bản về các quy định chính của thuyết gen và viết các định nghĩa: a) locus, b) recons, c) đột biến.

Bài tập Số 5. Sử dụng thông tin đã cho, hoàn thành các cụm từ.

1. Tính ổn định được gọi là 1 .... truyền tính chất di truyền của gen ... thông tin ở dạng không thay đổi.

2. Tính không ổn định của gen là... 2.... mức độ biểu hiện của một tính trạng.

3. Tính cộng hưởng của gen bằng 3 .... tần số biểu hiện của một gen trong số các vật mang gen.

4. Tính biểu hiện của gen - ... 4 .... gắn liền với khả năng đột biến của chúng

Giải pháp của các nhiệm vụ điển hình

1. Một đoạn gen cấu trúc có trình tự như sau
nucleotid:

ATA-CIA-A1^ - CTA-GGA-CGA-GTA-CAA

AGA-TCA-CGA-AAA-ATG. Sử dụng từ điển mã di truyền, hãy xác định:

a) trình tự nucleotide nào sẽ có một pro-mRNA được phiên mã từ vị trí này;

b) người ta biết rằng codon 3, 4, 5, 9, 10, 11, 12 của pro-mARN là một phần của intron. mARN sẽ có trình tự nào;

c) chuỗi axit amin nào sẽ có một đoạn protein được mã hóa bởi vị trí gen xác định;

d) Viết anticodon nên có trong tRNA cung cấp sự tổng hợp của đoạn protein này.

2. Các đoạn gen cấu trúc ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực có trình tự các nuclêôtit giống nhau:

CAT-GTC-A1TA-TTC-TGA-AAA-CAA-C1^^ ACA-ATA. Cần lưu ý rằng các trình tự nucleotide ACA-TTC-TGA-AAA và GGA-ACA-ATA mã hóa các vùng intron ở sinh vật nhân chuẩn.

Quyết tâm:

a) trình tự các nucleotide trong bản phiên mã sơ cấp ở sinh vật nhân chuẩn;

b) sự trưởng thành của mARN được gọi là gì? Xác định trình tự nuclêôtit trong mARN.

c) trình tự sắp xếp các axit amin trong prôtêin ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực có gì khác nhau. Giải thích nguyên nhân của sự khác biệt này.

1. Đưa ra định nghĩa các khái niệm.
Mã di truyền - bộ ba nuclêôtit tổ hợp mã hóa cho 20 loại axit amin cấu tạo nên prôtêin.
Sinh ba- ba nuclêôtít liên tiếp.
đối mã Một vùng trong tARN bao gồm ba nucleotide chưa ghép cặp liên kết đặc hiệu với một codon của mARN.
Phiên mã - quá trình tổng hợp ARN sử dụng ADN làm khuôn, xảy ra ở mọi tế bào sống.
Phát tin- quá trình tổng hợp prôtêin từ axit amin trên khuôn mẫu mARN (mARN), do ribôxôm thực hiện.

2. So sánh các khái niệm "thông tin di truyền" và "mã di truyền". Sự khác biệt cơ bản của họ là gì?
Thông tin di truyền - thông tin về cấu trúc của protein, được mã hóa bằng cách sử dụng trình tự nucleotide - mã di truyền - trong gen.
Nói cách khác, mã di truyền là nguyên tắc ghi thông tin di truyền. Thông tin là thông tin và mã là cách thông tin được truyền đạt.

3. Điền vào cụm “Tính chất của mã di truyền”.
Thuộc tính: bộ ba, rõ ràng, dư thừa, không chồng chéo, phân cực, phổ quát.

4. Ý nghĩa sinh học của sự dư thừa mã di truyền?
Vì có 61 codon trên 20 axit amin tạo nên protein nên một số axit amin được mã hóa bởi nhiều hơn một codon (cái gọi là thoái hóa mã).
Sự dư thừa này làm tăng độ tin cậy của mã và toàn bộ cơ chế sinh tổng hợp protein.

5. Giải thích phản ứng tổng hợp ma trận là gì. Tại sao chúng được gọi như vậy?
Đây là quá trình tổng hợp các phân tử polymer phức tạp trong tế bào sống, xảy ra trên cơ sở thông tin di truyền của tế bào được mã hóa trên chất nền (phân tử DNA, RNA). Quá trình tổng hợp mẫu xảy ra trong quá trình sao chép, phiên mã và dịch mã DNA. Nó làm cơ sở cho quá trình tái sản xuất đồng loại của chính mình.

6. Phác thảo một phân tử tRNA và dán nhãn các bộ phận chính của nó.

7. Điền vào bảng.

VAI TRÒ CỦA CÁC CHẤT HỮU CƠ TRONG QUÁ TRÌNH SINH TỔNG HỢP ĐẠM

8. Một trong các chuỗi ADN có trình tự các nuclêôtit sau:
C-T-T-A-A-C-A-C-C-C-C-T-G-A-C-G-T-G-A-C-G-C-G-G-C-C-G
Viết cấu trúc của mARN được tổng hợp trên mạch này. Thành phần axit amin của đoạn protein được tổng hợp trên cơ sở thông tin này trong ribosome sẽ như thế nào?
mARN
G-A-A-U-U-G-U-G-G-G-G-A-C-U-G-C-A-C-U-G-C-G-C-C-G- G-C-
chuỗi polipeptit
Glu-le-trp-gli-ley-gis-cis-ala-gli.

9. Vẽ sơ đồ quá trình tổng hợp prôtêin.

10. Điền vào bảng.

CÁC GIAI ĐOẠN THỰC HIỆN THÔNG TIN DI TRUYỀN TRONG TẾ BÀO

11. Đọc § 2.10 và chuẩn bị câu trả lời cho câu hỏi: “Tại sao việc giải mã mã di truyền là một trong những khám phá khoa học quan trọng nhất của thời đại chúng ta?”
Giải mã mã di truyền, tức là xác định "ý nghĩa" của từng codon và các quy tắc đọc thông tin di truyền, được coi là một trong những thành tựu nổi bật nhất của sinh học phân tử.
Nó đã được chứng minh rằng mã là phổ quát cho cuộc sống. Việc khám phá và giải mã mật mã có thể giúp tìm ra các phương pháp điều trị các bệnh nhiễm sắc thể và gen khác nhau, nghiên cứu cơ chế của các quá trình trao đổi chất ở cấp độ tế bào và phân tử.
Một lượng lớn dữ liệu thử nghiệm đang được tích lũy nhanh chóng. Một giai đoạn mới của nghiên cứu DNA đã bắt đầu. Sinh học phân tử đã chuyển sang các hệ thống tế bào và siêu phân tử phức tạp hơn nhiều. Hóa ra là có thể tiếp cận các vấn đề liên quan đến di truyền phân tử của sinh vật nhân chuẩn, với hiện tượng phát sinh bản thể.

12. Chọn câu trả lời đúng.
kiểm tra 1
Quá trình tổng hợp protein không thể xảy ra:
2) trong lysosome;

kiểm tra 2
Phiên mã là:
3) tổng hợp mARN trên ADN;

kiểm tra 3
Tất cả các axit amin cấu tạo nên prôtêin đều mã hóa cho:
4) 64 sinh ba.

kiểm tra 4
Nếu để tổng hợp prôtêin ta lấy ribôxôm của cá vược, enzim và axit amin của quạ xám, ATP của thằn lằn bay nhanh, mARN của thỏ rừng thì prôtêin sẽ được tổng hợp:
4) thỏ rừng.

13. Xác lập sự tương ứng giữa các tính chất của mã di truyền với các đặc điểm của chúng.
Tính chất của mã di truyền
1. Bộ ba

3. Tính độc đáo
4. Tính linh hoạt
5. Không chồng chéo
6. Phân cực
đặc trưng
A. Mỗi nuclêôtit chỉ thuộc một bộ ba
B. Mã di truyền của mọi sinh vật trên Trái Đất là giống nhau
B. Một axit amin do 3 nuclêôtit liên tiếp mã hóa
D. Một số bộ ba xác định điểm bắt đầu và điểm kết thúc của một phép tịnh tiến
E. Mỗi bộ ba chỉ mã hóa một loại axit amin xác định.
E. Một axit amin có thể được xác định bởi nhiều bộ ba.

14. Chèn phần tử còn thiếu.
Nucleotide - Thư
Bộ Ba - Lời
Gen - Gợi ý

15. Giải thích nguồn gốc và nghĩa chung của từ (thuật ngữ), dựa vào nghĩa của các gốc tạo nên từ đó.

16. Chọn một thuật ngữ và giải thích nghĩa hiện đại của nó tương ứng với nghĩa gốc của nó như thế nào.
Thuật ngữ được chọn là phiên âm.
Tương ứng - thuật ngữ tương ứng với ý nghĩa ban đầu của nó, vì có sự chuyển giao thông tin di truyền từ DNA sang RNA.

17. Trình bày và viết ra những ý chính của § 2.10.
Thông tin di truyền trong các sinh vật sống được ghi lại bằng cách sử dụng mã di truyền. Mã là tập hợp các tổ hợp của ba nucleotide (bộ ba) mã hóa 20 loại axit amin cấu tạo nên prôtêin. Mã này có các thuộc tính:
1. Bộ ba
2. Suy biến (dư thừa)
3. Tính độc đáo
4. Tính linh hoạt
5. Không chồng chéo
6. Phân cực.
Các quá trình tổng hợp các phân tử polime phức tạp trong tế bào sống xảy ra trên cơ sở thông tin di truyền của tế bào được mã hóa trên chất nền (phân tử ADN, ARN). Tổng hợp ma trận là quá trình sao chép, phiên mã và dịch mã DNA.

1. Những quá trình nào liên quan đến phản ứng tổng hợp chất nền?

Lên men, dịch mã, phiên mã, quang hợp, sao chép.

Phản ứng tổng hợp ma trận bao gồm dịch mã, phiên mã và sao chép.

2. Phiên âm là gì? Quá trình này đang diễn ra như thế nào?

Phiên mã là quá trình viết lại thông tin di truyền từ DNA sang RNA (sinh tổng hợp RNA trong các đoạn tương ứng của một trong các chuỗi DNA); một trong những phản ứng tổng hợp ma trận.

Quá trình phiên mã được thực hiện như sau. Ở một vùng nào đó của phân tử ADN xảy ra sự phân li của các chuỗi bổ sung. Quá trình tổng hợp RNA sẽ được thực hiện trên một trong các chuỗi (nó được gọi là chuỗi phiên mã).

Enzyme RNA polymerase nhận ra promoter (một chuỗi nucleotide đặc biệt nằm ở đầu gen) và tương tác với nó. Sau đó, RNA polymerase bắt đầu di chuyển dọc theo chuỗi được phiên mã và đồng thời tổng hợp một phân tử RNA từ các nucleotide. Chuỗi DNA được phiên mã được sử dụng làm khuôn mẫu, vì vậy RNA được tổng hợp sẽ bổ sung cho phần tương ứng của chuỗi DNA được phiên mã. RNA polymerase xây dựng chuỗi RNA bằng cách thêm các nucleotide mới vào nó cho đến khi nó chạm tới bộ kết thúc (một chuỗi nucleotide đặc biệt nằm ở cuối gen), sau đó quá trình phiên mã dừng lại.

3. Thế nào gọi là quá trình dịch mã? Mô tả các giai đoạn chính của dịch thuật.

Dịch mã là quá trình sinh tổng hợp prôtêin từ axit amin xảy ra trên ribôxôm; một trong những phản ứng tổng hợp ma trận.

Các giai đoạn chính của phát sóng:

● Liên kết của mARN với tiểu đơn vị nhỏ của ribosome, sau đó tiểu đơn vị lớn sẽ tham gia.

● Sự xâm nhập của methionine tRNA vào ribosome và liên kết bổ sung của anticodon (UAC) của nó với codon khởi đầu của mRNA (AUG).

● Xâm nhập vào ribosome của tRNA tiếp theo mang axit amin hoạt hóa và liên kết bổ sung của anticodon của nó với codon tương ứng của mARN.

● Sự xuất hiện của một liên kết peptide giữa hai axit amin, sau đó tRNA đầu tiên (methionine) được giải phóng khỏi axit amin và rời khỏi ribosome, và mARN được dịch chuyển bởi một bộ ba.

● Kéo dài chuỗi polypeptide (theo cơ chế đã mô tả ở trên), xảy ra cho đến khi một trong ba codon kết thúc (UAA, UAG hoặc UGA) xâm nhập vào ribosome.

● Chấm dứt tổng hợp prôtêin và phân giải ribôxôm thành 2 tiểu đơn vị riêng biệt.

4. Tại sao trong quá trình dịch mã, không phải bất kỳ axit amin nào được đưa vào protein theo thứ tự ngẫu nhiên mà chỉ những axit được mã hóa bởi các bộ ba trên mARN và theo đúng trình tự của các bộ ba này? Bạn nghĩ có bao nhiêu loại tRNA tham gia vào quá trình tổng hợp protein trong tế bào?

Việc đưa các axit amin vào chuỗi polypeptide đang phát triển một cách chính xác và nhất quán được đảm bảo bởi sự tương tác bổ sung chặt chẽ của các anticodon tRNA với các codon mRNA tương ứng.

Một số học sinh có thể trả lời rằng có 20 loại tRNA tham gia vào quá trình tổng hợp protein - mỗi loại cho một axit amin. Nhưng trên thực tế, 61 loại tRNA tham gia vào quá trình tổng hợp protein - số lượng của chúng nhiều như số lượng codon cảm giác (bộ ba mã hóa axit amin). Mỗi loại tRNA có một cấu trúc chính duy nhất (trình tự nucleotide) và do đó, có một anticodon cụ thể để liên kết bổ sung với codon mRNA tương ứng. Ví dụ, axit amin leucine (Leu) có thể được mã hóa bởi sáu bộ ba khác nhau, vì vậy có sáu loại tRNA leucine, tất cả đều có các anticodon khác nhau.

Tổng số codon là 4 3 = 64, tuy nhiên, không có phân tử tRNA nào đối với codon kết thúc (có ba trong số chúng); 64 – 3 = 61 loại tRNA.

5. Các phản ứng tổng hợp chất nền nên được quy cho các quá trình đồng hóa hay phân tán? Tại sao?

Phản ứng tổng hợp ma trận được phân loại là quá trình đồng hóa vì:

● kèm theo quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ phức tạp từ các chất đơn giản hơn, cụ thể là các polyme sinh học từ các monome tương ứng (sao chép đi kèm với quá trình tổng hợp chuỗi DNA con từ các nucleotide, phiên mã - bằng cách tổng hợp RNA từ các nucleotide, dịch mã - bằng cách tổng hợp protein từ axit amin);

● cần năng lượng (ATP đóng vai trò là nguồn cung cấp năng lượng cho các phản ứng tổng hợp chất nền).

6. Đoạn chuỗi ADN được phiên mã có thứ tự các nuclêôtit như sau:

TACGGACATATTACAGACT

Trình tự các axit amin của peptit do vùng này mã hóa.

Theo nguyên tắc bổ sung, chúng ta sẽ thiết lập trình tự các nucleotide của mARN tương ứng, sau đó sử dụng bảng mã di truyền, chúng ta sẽ xác định trình tự các axit amin của đoạn mã hóa peptit.

Trả lời: trình tự các axit amin của peptit là: Met-Tre-Cis-Ile-Met-Phen.

7. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong một phân tử mARN có 34% tổng số bazơ nitơ là guanine, 18% là uracil, 28% là cytosine và 20% là adenine. Xác định thành phần phần trăm của các bazơ nitơ của đoạn ADN mạch kép, một trong các mạch của nó được dùng làm khuôn để tổng hợp mARN này.

● Theo nguyên tắc bổ sung, chúng tôi xác định thành phần phần trăm của các bazơ nitơ của chuỗi DNA được phiên mã tương ứng. Nó chứa 34% cytosine (bổ sung cho guanine mRNA), 18% adenine (bổ sung cho uracil mRNA), 28% guanine (bổ sung cho cytosine mRNA) và 20% thymine (bổ sung cho adenine mRNA).

● Dựa trên thành phần của chuỗi được phiên mã, chúng tôi xác định thành phần phần trăm của các bazơ nitơ của chuỗi DNA bổ sung (không được phiên mã): 34% guanine, 18% thymine, 28% cytosine và 20% adenine.

● Tỷ lệ phần trăm của từng loại bazơ nitơ trong DNA sợi kép được tính bằng trung bình cộng của tỷ lệ phần trăm các bazơ này trong cả hai chuỗi:

C \u003d G \u003d (34% + 28%): 2 \u003d 31%

A \u003d T \u003d (18% + 20%): 2 \u003d 19%

Trả lời: vùng DNA sợi đôi tương ứng chứa 31% mỗi loại cytosine và guanine, 19% mỗi loại adenine và thymine.

số 8*. Trong hồng cầu của động vật có vú, quá trình tổng hợp huyết sắc tố có thể xảy ra trong vài ngày sau khi các tế bào này mất nhân. Làm thế nào bạn có thể giải thích nó?

Sự mất nhân diễn ra trước quá trình phiên mã mạnh mẽ của các gen mã hóa chuỗi polypeptide của huyết sắc tố. Một lượng lớn mRNA tương ứng tích tụ trong hyaloplasm, do đó quá trình tổng hợp hemoglobin vẫn tiếp tục ngay cả sau khi mất nhân tế bào.

* Các nhiệm vụ được đánh dấu hoa thị yêu cầu học sinh đưa ra các giả thuyết khác nhau. Vì vậy, khi cho điểm, giáo viên không chỉ tập trung vào đáp án đưa ra ở đây mà phải tính đến từng giả thuyết, đánh giá tư duy sinh học của học sinh, tính logic trong suy luận của các em, tính độc đáo của ý tưởng, v.v. nên cho học sinh làm quen với câu trả lời đã cho.

Mã di truyền- Là cách ghi vào phân tử ADN thông tin về số lượng và thứ tự sắp xếp các axit amin trong prôtêin.

Của cải:

Bộ ba - một axit amin được mã hóa bởi ba nucleotide

Không chồng chéo - cùng một nucleotide không thể là một phần của hai hoặc nhiều bộ ba cùng một lúc

Tính rõ ràng (tính đặc hiệu) - một codon nhất định chỉ tương ứng với một

Tính phổ quát - mã di truyền hoạt động giống nhau ở các sinh vật có mức độ phức tạp khác nhau - từ virus đến con người

Thoái hóa (dư thừa) - một số codon có thể tương ứng với cùng một axit amin.

14. Các giai đoạn thực hiện thông tin di truyền ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực.

Sao chép (tổng hợp) DNA

Quá trình tổng hợp DNA luôn bắt đầu tại các điểm được xác định nghiêm ngặt. Enzyme topoisomerase tháo xoắn. Helicase phá vỡ các liên kết hydro giữa các chuỗi DNA và tạo thành một ngã ba sao chép. Các protein SSB ngăn chặn sự tái hình thành các liên kết hydro.

RNA primase tổng hợp các đoạn RNA ngắn (mồi) được gắn vào đầu 3'.

DNA polymerase bắt đầu từ đoạn mồi và tổng hợp chuỗi con (5 "3") -

Hướng tổng hợp một sợi DNA trùng với hướng chuyển động của chạc sao chép nên sợi này được tổng hợp liên tục. Ở đây quá trình tổng hợp diễn ra nhanh chóng. Hướng tổng hợp chuỗi thứ hai ngược với hướng của ngã ba sao chép. Do đó, quá trình tổng hợp chuỗi này diễn ra dưới dạng các đoạn riêng biệt và diễn ra từ từ (các đoạn Okazaki).

Sự trưởng thành của DNA: Đoạn mồi RNA bị cắt, các nucleotide còn thiếu được hoàn thiện, các đoạn DNA được nối với nhau bằng ligase. Topoisomerase tháo xoắn.

Các giai đoạn thực hiện thông tin di truyền (ở sinh vật nhân thực)

1. Phiên âm

2. Xử lý

3. Bản dịch

4. Biến đổi sau dịch mã

Phát tin- tổng hợp phân tử ARN trên cơ sở phân tử ADN. Enzyme quan trọng là RNA polymerase.

RNA polymerase phải nhận ra promoter và tương tác với nó. Promoter là một phần đặc biệt của DNA nằm trước phần thông tin của gen. Tương tác với promoter là cần thiết để kích hoạt RNA polymerase. Sau khi kích hoạt, RNA polymerase phá vỡ liên kết hydro giữa các chuỗi DNA.

Quá trình tổng hợp RNA luôn diễn ra dọc theo một sợi DNA mã hóa nhất định.Trên sợi này, promoter nằm gần đầu 3' hơn.

Quá trình tổng hợp ARN xảy ra theo nguyên tắc bổ sung và phản song song.

RNA polymerase đến một codon kết thúc (terminator hay còn gọi là codon kết thúc), đây là tín hiệu dừng tổng hợp. Enzyme bị bất hoạt, tách khỏi DNA và một phân tử DNA mới được tổng hợp được giải phóng - bản phiên mã chính - pro-RNA. Cấu trúc DNA ban đầu được phục hồi.

Đặc điểm cấu trúc của gen ở sinh vật nhân thực:

Ở sinh vật nhân thực, gen bao gồm các vùng có chức năng khác nhau.

A) Intron - đoạn DNA (gen) không mã hóa axit amin trong protein

B) Exon là những đoạn ADN mã hóa axit amin trong prôtêin.

Tính chất không liên tục của gen được Roberts và Sharpe phát hiện (Giải thưởng Nob. 1903).

Số lượng intron và exon trong các gen khác nhau rất khác nhau.

Xử lý(trưởng thành)

Phiên mã sơ cấp trưởng thành và phân tử RNA thông tin trưởng thành được hình thành, phân tử này có thể tham gia tổng hợp protein trên ribosome.

Ở đầu 5" của RNA, một vị trí (cấu trúc) đặc biệt được hình thành - CEP hoặc nắp. CEP cung cấp sự tương tác với tiểu đơn vị nhỏ của ribosome.

Ở đầu 3” của RNA có từ 100 đến 200 phân tử nucleotide mang adenine (polyA) được gắn vào. Trong quá trình tổng hợp protein, các nucleotide này dần dần bị tách ra, sự phá hủy polyA là tín hiệu cho sự hủy diệt của các phân tử RNA.

Một nhóm CH 3 được thêm vào một số nucleotide RNA - methyl hóa. Điều này làm tăng sức đề kháng của DNA đối với hoạt động của các enzym tế bào chất.

Nối - intron bị cắt ra và exon được khâu lại với nhau. Enzim cắt giới hạn loại bỏ, nối chéo ligaza)

RNA thông tin trưởng thành bao gồm:

Người lãnh đạo đảm bảo sự liên kết của RNA thông tin với tiểu đơn vị ribosome.

SC - codon khởi đầu - giống nhau đối với tất cả các RNA thông tin, mã hóa cho một axit amin

Vùng mã hóa - mã hóa các axit amin trong protein.

Stop codon - tín hiệu dừng tổng hợp protein.

Trong quá trình xử lý, một sự chọn lọc nghiêm ngặt xảy ra trong tế bào chất, khoảng 10% phân tử từ số lượng bản phiên mã sơ cấp được giải phóng khỏi nhân.

Nối thay thế

Một người có 25-30 nghìn gen.

Tuy nhiên, khoảng 100 nghìn protein đã được phân lập ở người.

Ghép nối thay thế là tình huống trong đó cùng một gen cung cấp quá trình tổng hợp các phân tử proRNA giống nhau trong các tế bào của các mô khác nhau. Trong các tế bào khác nhau, số lượng và ranh giới giữa exon và intron được xác định khác nhau. Kết quả là, các mARN khác nhau thu được từ cùng một bản phiên mã sơ cấp và các protein khác nhau được tổng hợp.

Ghép nối thay thế đã được chứng minh cho khoảng 50% gen của con người.

Dịch mã là quá trình lắp ráp chuỗi peptit trên ribôxôm theo thông tin chứa trong mARN.

1. Điểm đạo (bắt đầu)

2. Độ giãn dài (độ giãn dài của phân tử)

3. Chấm dứt (kết thúc)

Bắt đầu.

Phân tử matrRNA tiếp xúc với tiểu đơn vị nhỏ của ribosome với sự trợ giúp của CEP. RNA dẫn đầu liên kết với một tiểu đơn vị của ribosome. TranspRNA, mang axit vận chuyển methionine, được gắn vào codon khởi đầu. Sau đó, tiểu đơn vị lớn của ribosome tham gia. Trong toàn bộ ribosome, hai trung tâm hoạt động được hình thành: aminoacyl và peptidyl. Aminoacyl là miễn phí, và peptidyl được chiếm giữ bởi tRNA với methionine.

độ giãn dài.

Trung tâm aminoacyl chứa mRNA, anticodon của nó tương ứng với mã hóa.

Sau đó, ribosome dịch chuyển so với mRNA 1 codon, trong trường hợp này, trung tâm aminoacyl được giải phóng. MARN nằm ở trung tâm peptidyl và liên kết với axit amin thứ hai. Quá trình được lặp đi lặp lại theo chu kỳ.

3. Chấm dứt

Một codon dừng đi vào trung tâm aminoacyl, được protein đặc biệt nhận biết, đây là tín hiệu dừng tổng hợp protein. Các tiểu đơn vị của ribosome được tách ra, giải phóng mRNA và polypeptide được tổng hợp lại.

4. Những thay đổi sau dịch thuật.

Trong quá trình dịch mã, cấu trúc chính của polypeptide được hình thành, cấu trúc này không đủ để thực hiện các chức năng của protein nên protein sẽ thay đổi, đảm bảo hoạt động của nó.

hình thành:

A) cấu trúc thứ cấp (liên kết hydro)

B) hạt cầu - cấu trúc bậc ba (liên kết disulfua)

C) cấu trúc bậc bốn - huyết sắc tố

D) Glycosyl hóa - gắn dư lượng đường (kháng thể) vào protein

E) phân cắt một polypeptit lớn thành nhiều mảnh.

Sự khác nhau trong quá trình thực hiện thông tin di truyền ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực:

1. Sinh vật nhân sơ thiếu exon và intron nên không có giai đoạn xử lý và nối.

2. Ở sinh vật nhân sơ, quá trình phiên mã và dịch mã xảy ra đồng thời, tức là Quá trình tổng hợp RNA đang diễn ra và quá trình tổng hợp DNA đã bắt đầu.

3. Ở sinh vật nhân thực, quá trình tổng hợp các loại ARN chịu sự điều khiển của nhiều loại enzim. Ở sinh vật nhân sơ, tất cả các loại RNA được tổng hợp bởi một loại enzyme.

4. Ở sinh vật nhân thực, mỗi gen có một promoter riêng, ở sinh vật nhân sơ, một promoter có thể điều khiển hoạt động của nhiều gen.

5. Chỉ sinh vật nhân sơ mới có hệ thống operon

Câu 1. Nhớ định nghĩa đầy đủ về khái niệm “đời sống”.

Vào giữa thế kỷ XIX. Friedrich Engels đã viết: “Sự sống là một phương thức tồn tại của các cơ thể protein, thời điểm thiết yếu của nó là sự trao đổi liên tục các chất với thiên nhiên bên ngoài xung quanh chúng, và khi quá trình trao đổi chất này chấm dứt, sự sống cũng chấm dứt, dẫn đến sự phân hủy. của chất đạm.” Ở mức độ hiểu biết hiện tại, định nghĩa cổ điển về sự sống này được bổ sung bởi ý tưởng về tầm quan trọng đặc biệt của axit nucleic - các phân tử chứa thông tin di truyền cho phép các sinh vật tự làm mới và tự tái tạo (sinh sản).

Đây là một trong những định nghĩa hiện đại: "Các cơ thể sống tồn tại trên Trái đất là những hệ thống mở, tự điều chỉnh và tự tái tạo được xây dựng từ các polyme sinh học - protein và axit nucleic." Đồng thời, khái niệm "hệ thống mở" bao hàm sự trao đổi chất và năng lượng với môi trường (dinh dưỡng, hô hấp, bài tiết) được F. Engels lưu ý; khái niệm "tự điều chỉnh" - khả năng duy trì sự không đổi của thành phần hóa học, cấu trúc và tính chất. Một điều kiện quan trọng để tự điều chỉnh thành công là tính cáu kỉnh - khả năng phản ứng của cơ thể với thông tin đến từ thế giới bên ngoài.

Câu 2. Mã di truyền có những tính chất chính nào và giải thích ý nghĩa của chúng.

Có bảy thuộc tính chính của mã di truyền.

Bộ ba. Ba nuclêôtít liên tiếp mã hóa cho một axit amin.

sự rõ ràng. Một bộ ba không thể mã hóa nhiều axit amin.

dư. Một axit amin có thể được mã hóa bởi nhiều bộ ba.

Liên tục. Không có "dấu chấm câu" giữa các bộ ba. Nếu "khung đọc" bị dịch chuyển một nucleotide, thì toàn bộ mã sẽ được giải mã không chính xác. Ví dụ, hãy lấy một câu gồm các từ có ba chữ cái: có một con mèo, con mèo màu xám. Bây giờ, hãy thay đổi "khung đọc" bằng một chữ cái: ilb ylk otk đã khởi hành ep.

Mã di truyền không trùng nhau. Mỗi nucleotide chỉ có thể là một phần của một bộ ba.

phân cực. Có những bộ ba xác định điểm bắt đầu và điểm kết thúc của từng gen riêng lẻ.

Tính linh hoạt. Ở tất cả các sinh vật sống, các bộ ba giống nhau mã hóa cho cùng một loại axit amin.

Câu 3. Thực chất của quá trình truyền thông tin di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác và từ nhân ra tế bào chất, đến nơi tổng hợp prôtêin là gì?

Trong quá trình truyền thông tin di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, các phân tử DNA nhân đôi trong quá trình nhân đôi. Mỗi tế bào con nhận được một trong hai phân tử DNA giống hệt nhau. Trong sinh sản vô tính, kiểu gen của sinh vật con gái giống hệt bố mẹ. Trong quá trình sinh sản hữu tính, sinh vật của con cái nhận được bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của riêng mình, được lắp ráp từ bộ đơn bội của mẹ và đơn bội của bố.

Khi chuyển thông tin di truyền từ nhân sang tế bào chất, quá trình quan trọng là phiên mã - tổng hợp RNA trên DNA. Phân tử mRNA được tổng hợp là một bản sao bổ sung của một đoạn DNA nhất định - một gen và chứa thông tin về cấu trúc của một loại protein nhất định. Một phân tử mARN như vậy là trung gian giữa kho lưu trữ thông tin di truyền - nhân và tế bào chất với các ribosome nơi tạo ra protein. Ribosome sử dụng mRNA làm khuôn mẫu ("chỉ dẫn") để tổng hợp protein trong quá trình dịch mã.

Câu 4. Axit ribônuclêic được tổng hợp ở đâu?

Axit ribonucleic được tổng hợp trong nhân. Sự hình thành rRNA và sự lắp ráp các tiểu đơn vị ribosome diễn ra ở những vùng đặc biệt của nhân, nucleoli. Một lượng nhỏ ARN được tổng hợp trong ti thể và thể lạp, chúng có ADN và ribôxôm riêng.

Câu 5. Hãy cho biết quá trình tổng hợp prôtêin xảy ra ở đâu và được tiến hành như thế nào.

Quá trình tổng hợp protein xảy ra trong tế bào chất và được thực hiện với sự trợ giúp của các bào quan chuyên biệt - ribosome. Phân tử mARN kết nối với ribôxôm ở đầu mà từ đó quá trình tổng hợp prôtêin sẽ bắt đầu. Các axit amin cần thiết cho quá trình tổng hợp chuỗi protein được phân phối bằng các phân tử RNA vận chuyển (tRNA). Mỗi tRNA chỉ có thể mang một trong số 20 axit amin (ví dụ: chỉ có alanine). Loại axit amin cụ thể mà tRNA mang được xác định bởi bộ ba nucleotide nằm ở đầu vòng lặp trung tâm của tRNA, bộ ba đối mã.

Nếu anticodon bổ sung cho bộ ba nucleotide của mRNA hiện đang tiếp xúc với ribosome, thì tRNA sẽ tạm thời liên kết với mRNA và axit amin sẽ được đưa vào chuỗi protein.

Ở giai đoạn tiếp theo, tRNA được giải phóng sẽ đi vào tế bào chất và ribosome sẽ thực hiện một “bước” và chuyển sang bộ ba mRNA tiếp theo. Sau đó, tRNA với bộ ba đối mã tương ứng sẽ tiếp cận bộ ba này và cung cấp axit amin tiếp theo, axit này sẽ được gắn vào protein đang phát triển.