Hải Quảng

Hãy đi, sẽ đến!

Cơ sở vật chất di truyền ở cấp độ phân tử

Phần I: CƠ SỞ DI TRUYỀN HỌC

Một số khái niệm về di truyền học

  1. Hiện tượng di truyền: là sự sao chép lại các tính trạng của cơ thể từ thế hệ này sang thế hệ khác.
  2. Hiện tượng biến dị: là hiện tượng con sinh ra có những điểm sai khác so với cha mẹ và những cá thể cùng gia đình.
  3. Di truyền học: là khoa học nghiên cứu về các quy luật di truyền và biến dị.
(xem thêm:  bằng chứng về cơ sở vật chất di truyền ở cấp độ phân tử)

Bài 1: CƠ S VT CH DI TRUY CP Đ PHÂN T

1. Axít nuclêic:

Cấu trúc ADN

Cấu trúc ADN

- Nằm trong nhân tê bào (nhiễm sắc thể)

- Gồm 2 loại: ADN và ARN (ở một số vi rút)

- Đó là những phân tử lớn có cấu trúc đa phân, bào gồm nhiều đơn phân là nuclêôtit

 a. Nuclêôtit (cấu trúc hóa học):

Mỗi nuclêôtit có khố lượng phân tử trung bình là 300 đơn vị cacbon (đvC) và gồm 3 thành phần:

  • 1 phân tử đường 5 cacbon
  • 1 axit phôtphoric (H3PO4)
  • 1 trong 4 loại bazơ nitric

+ Adênin (A)

+ Guanin (G)

+ Timin (T) hoặc Uraxin (U)

+ Xitôzin (X)

b.  ADN (axit dêôxiribônuclêic):

Thành phần:

  • ADN là loại phân tử lớn (đại phân tử), có cấu trúc đa phân, bào gồm nhiều đơn phân là nuclêôtit.
  • 1 nuclêôtit gồm:
    • Đường C5: C5H10O5 (đường đêôxiribô).
    • axit phôtphoric (H3PO4).
    • 1 trong 4 loại bazơ nitric (A, T, G, X).

Cấu trúc:

  • ADN là một chuỗi xoắn kép gồm 2 mạch pôlinuclêôtit xoắn đều quanh một trục theo chiều từ trái sang phải (xoắn phải).
  • 1 vòng xoắn có:

+ 10 cặp nuclêôtit.

+ Dài 34 Ao (Ăngstrôn)

+ Đường kính 20AO.

  • Liên kết  trong 1 mạch đơn: nhờ liên kết hóa trị giữa axít phôtphôric của nuclêôtit với đường C­5 của  nuclêôtit tiếp theo.
  • Liên kết giữa 2 mạch đơn: nhờ mối liên kết ngang (liên kết hyđrô) giữa 1 cặp bazơ nitríc đứng đôi diện theo nguyên tắc bổ sung (A liên kết với T bằng 2 liên kết hyđrô hay ngược lại; G liên kết với X bằng 3 liên kết hyđrô hay ngược lại).
  • Hệ quả của nguyên tắc bổ sung:
  • Nếu biết được trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong một mạch đơn này à trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong mạch còn lại.
  • Trong phân tử ADN 2 mạch: Tỉ số: (A+T) / (G+X) là hằng số nhất định đặc trưng cho mỗi loài.
  • Công thức cơ bản:
  • Về tương quan giữa 2 loại đơn phân của ADN hoặc gen.

+    A = T; G = X.                                                        (1)

+   N = A + T + G + X = 2A + 2G = 2T + 2X            (2)

+    A% + T % + G% + X% = 100%                          (3)

+    N/2 = A + G =  T + X                                            (4)

+   A% + G % =  T% + X% = 50%                            (5)

+    Chiều dài của ADN hoặc gen là chiều dài của 1 mạch đơn:

L = N/2 x 3,4 Ao                                          (6)

+    Khối lượng phân tử của ADN hay gen:

M = N x 300 đvC                                        (7)

+     Số liên kết hyđrô trong phân tử ADN hay gen: 

H = 2A + 3 G = 2T + 3X                             (8)

+     Số lượng từng loại nu của 2 mạch đơn:

A = T + A1 + A2 = T1 + T2 ; G = X + G1 + G2 = X1 +X2      (9)

+     Tỉ lệ từng loại nu của  2 mạch đơn:

A% = T% = (A1% + A2%)/2 = (T1% + T2%)/2;

G% = X% = (G1% + G2%)/2 = (X1% + X2%)/2      (10)

+         Số liên kết hóa trị nối giữa các nu = N – 2        (11)

+         Tổng số liên kết hóa trị =  2N – 2                     (12)

*    Tính chất:

  • ADN có tính đặc thù: ở mỗi loài, số lượng + thành phần +  trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong phân tử ADN là nghiêm ngặt và đặc trưng cho loài.
  • ADN có tính đa dạng: Chỉ cầng thay đổi cách sắp xếp của 4 loại nuclêôtit à các ADN khác nhau.

Tính đa dạng + tính đặc thù của ADN là cơ sở cho tính đa dạng và tính đặc thù của mỗi loài sinh vật.

*    Chức năng:

Bào quản và truyền đạt thông tin di truyền về cấu trúc và toàn bộ các loại prôtêin của cơ thể sinh vật, do đó uy định các tính trạng của cơ thể sinh vật.

  • Thông tin di truyền: Được chứa đựng trong ADN dưới hình thức mật mã (bằng sự mã hóa bộ 3) cứ 3 nuclêôtit kế tiếp nhau trên 1 mạch đơn quy định 1 axít amin (aa) (= mã bộ 3) hay bộ 3 mã hóa = mã di truyền = đơn vị mã = 1 codon).

Vậy trình tự sắp xếp các axít amin trong phân tử prôtêin được quy định bởi trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong ADN.

  • Mỗi đoạn của phân tử ADN mang thông tin di truyền  quy định cấu trúc của 1 loại prôtêin được gọi là gen cấu trúc.

c. ARN (axít ribônuclêic)

*        Thành phần:

  • ARN là loại phân tử lớn, có cấu trúc đa phân, gồm nhiều đơn phân là ribônuclêôtit
  • 1 ribonucleotit gồm:

+  Đường C5H10O5 (đường ribô)

+  Axit photphoric H3PO4

+  1 trong 4 loại bazơ nitric (A, U, G, X)

*  Cấu trúc: là mạch xoắn đơn

  • Các ribônuclêôtit liên kết với nhau bằng liên kết  cộng hóa trị giữa H3PO4 của ribônuclêôtit này với đường C5H10O5 của ribônuclêôtit kế tiếp. Tạo nên một  chuỗi pôlinuclêôtit.
  • Có 3 loại ARN:
  •  ARN thông tin (mARN): sao chép đúng một đoạn mạch ADN theo nguyên tắc bổ sung nhưng trong đó A thay cho T.
  • ARN ribôxôm (rARN): là thành phần cấu tạo nên ribôxôm.
  • ARN vận chuyển (tARN): 1 mạch pôlinuclêôtit nhưng cuộn lại một đầu

+ Ở một đầu của tARN có bộ ba đối mã, gồm 3 nuclêôtit đặc hiệu đối diện với aa mà nó vận chuyển.

+ Đầu đối diện có vị trí gắn aa đặc hiệu.

* Chức năng:

  • ARN thông tin: truyền đạt thông tin di truyền từ ADN (gen cấu trúc) tới ribôxôm.
  • ARN vận chuyển: vận chuyển aa tương ứng tới ribôxôm (nơi tổng hợp prôtêin).
  • ARN ribôxôm:  thành phần cấu tạo nên ribôxôm.
  • Công thức cần nhớ:

+  Số rNu của ARNm: rN = rA+rG+rX+rU = N/2      (13)

+  Chiều dài của mARN = chiều dài gen:

l = N/2 x 3,4 = rN x 3,4                         (14)

+ Số lần sao mã của gen (m):

rN tự do = m x rN (của ARN)                  (15)

+ Số lần sao mã (m) = số rN tự do / rN (ARN)

2.     Prôtêin

a. Cấu trúc:

*    Cấu trúc hóa học:

- Prôtêin là một đại phân tử, có cấu trúc đa phân, bao gồm nhiều đơn phân là aa.

- Không lượng 1 phan tử aa = 110đVC

-  Mỗ aa gồm 3 thành phần:

+ Nhóm cacboxin: (- COOH)

+ Nhóm amin:( – NH2)

+ Gốc hữu cơ R (gồm 20 loại khác nhau) => có 20 loại aa khác nhau.

- Công thức tổng quả của 1 aa

————————– H

————————— |

(gốc hữu cơ R) R – C – COOH (nhóm cácbôxin)

————————— |

—————————NH2 (nhóm amin)

- Các aa liên kết với nhau bằng liên kết peptit (nhóm amin của aa này liên kết với nhóm cacbôxin của aa tiếp theo và giải phóng 1 phân tử nước) tạo thành chuỗi pôlipeptit. Mỗi phân tử prôtêin gồm 1 hay nhiều chuỗi pôlipeptit.

——-R1                       R2                               R2            R2

——–|                           |                                |                |

HNH-C-COOH + HNH-C–COOH à HNH-C-CO-NH-C-COOH + H2O

——–|                           |                                |                |

——-NH2                      H                              H              H

*        Cấu trúc không gian: có 4 bậc cấu trúc cơ bản

+   Cấu trúc bậc 1: là trình tự sắp xếp các aa trong chuỗi pôlipeptit.

+     Cấu trúc bậc 2: là chuỗi pôlipeptit bậc 1 có câu trúc xoắn hình lò xo.

+    Cấu trúc bậc 3: do cấu trúc bậc 2 uốn khúc đặc trưng cho mỗi loại prôtêin.

+    Cấu trúc bậc 4: do nhiều cấu trúc bậc 3 kết hợp thành khối cầu.

b. Tính chất:

+     Prôtêin có tính đa dạng và đặc thù: được quy định bởi số lượng + thành phần + trật tự sắp xếp của các aa trong chuỗi pôlipeptit.

c. Chức năng:

+     Thành phần cấu tạo chủ yếu của tế bào.

+     Xúc tác cho các phản ứng sinh hóa.

+     Điều hòa sự trao đổi chất.

+    Bảo vệ cơ thể.

Như vậy:  prôtêin đảm nhiệm nhiều chức năng liên quan đến toàn bộ hoạt động sống của tế bào, quy định các tính trạng và các tính chất của cơ thể sống.

Bài tiếp theo: Cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử
About these ads

One response to “Cơ sở vật chất di truyền ở cấp độ phân tử

  1. Phương Anh 20.07.2013 lúc 6:59 sáng

    “Liên kết trong 1 mạch đơn: nhờ liên kết hóa trị giữa axít phôtphôric của nuclêôtit với đường C­5 của nuclêôtit tiếp theo.”
    Theo mình chỗ này chưa rõ lắm, Liên kết trong 1 mạch đơn: Liên kết giữa axit photphoric gắn với C5′ của nucleotit đứng sau với nhóm OH ở vị trí C3′ của nucleotit đứng trước khiến cho 1 chuỗi polinucleotit luôn có chiều 5′p- 3OH (5-3′).
    Nguyên tắc cấu tạo này rất có ý nghĩa trong các hoạt động chức năng của ADN.

Gửi phản hồi

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 1 194 other followers

%d bloggers like this: