Mục lục bài viết
1. Khi nói về quá trình phiên mã ở tế bào nhân sơ, phát biểu nào sau đây đúng?
A. Enzim xúc tác cho quá trình phiên mã là ADN polimeraza.
B. Trong quá trình phiên mã, phân tử ARN được tổng hợp theo chiều 5’ – 3’.
C. Quá trình phiên mã diễn ra theo nguyên tắc bổ sung và nguyên tác bán bảo toàn.
D. Nguyên liệu của quá trình phiên mã là các axit amin.
Hướng dẫn trả lời:
A. sai, ARN polimeraza mới xúc tác cho quá trình phiên mã.
B. đúng.
C. sai, quá trình phiên mã không diễn ra theo nguyên tắc bán bảo toàn.
D sai, axit amin là nguyên liệu của quá trình dịch mã.
Chọn B.
Trong quá trình phiên mã ở tế bào nhân sơ, phân tử ARN được tổng hợp theo chiều 5′ – 3′. Quá trình này diễn ra tại nơi gọi là tử trùng (nucleus) trong tế bào, nơi mà các gen nằm và ARN polymerase thực hiện việc sao chép thông tin gen từ ADN ra phân tử ARN.
Quá trình phiên mã bắt đầu khi enzyme ARN polymerase gắn vào một vùng cụ thể của chuỗi ADN, được gọi là promotor, trên một gen. Enzyme này sau đó di chuyển dọc theo chuỗi ADN và tổng hợp phân tử ARN theo một quy trình chuẩn. Trong quá trình này, enzyme ARN polymerase di chuyển theo hướng từ đầu 5′ của chuỗi ADN (đây là đầu có phân tử nucleotide bắt đầu) đến đầu 3′ của chuỗi ADN (đây là đầu có phân tử nucleotide kết thúc) và do đó, phân tử ARN được tổng hợp theo chiều 5′ – 3′.
Kết quả là ta thu được một chuỗi ARN mạch đơn, được tạo ra từ một phần của chuỗi ADN, chứa thông tin gen cần thiết cho tổng hợp protein. Phân tử ARN này sau đó sẽ được di chuyển ra khỏi tử trùng và đi vào quá trình dịch mã (translation) tại ribosome để tạo ra các protein. Quá trình phiên mã là một bước quan trọng trong quá trình biểu diễn thông tin gen của tế bào.
2. Kiến thức về phiên mã ở tế bào nhân sơ:
Phiên mã là quá trình quan trọng trong sinh học phân tử, nơi mà thông tin gen được chuyển đổi từ ngôn ngữ của DNA sang ngôn ngữ của ARN. Quá trình này diễn ra thông qua sự hợp tác giữa nhiều phân tử khác nhau, trong đó enzyme ARN polymerase đóng vai trò chính.
Trong một tế bào, gen là các đoạn DNA chứa thông tin di truyền. Phiên mã xảy ra ở kì trung gian của chu trình tế bào, thường là trong giai đoạn G1. Ở đâu có gen, ở đó có khả năng xảy ra quá trình phiên mã. Trong tế bào eukaryotic, gen thường nằm trong nhân, nhưng cũng có trường hợp gen có thể nằm trong các cấu trúc như ti thể hoặc lục lạp. Do đó, phiên mã không chỉ xảy ra trong nhân mà còn có thể xảy ra ở các cấu trúc khác như ti thể hoặc lục lạp.
Trong quá trình phiên mã, enzyme ARN polymerase chơi vai trò quan trọng. Enzyme này giúp tháo gỡ cặp xoắn của DNA để lộ ra một mạch DNA làm khuôn, sau đó, nó sẽ sử dụng thông tin từ mạch DNA này để tổng hợp mạch ARN tương ứng. Mạch ARN này sau đó có thể được sử dụng để tạo ra các protein, hoặc có thể tham gia vào các quy trình khác trong tế bào.
Mỗi gen trên DNA thường bao gồm hai mạch: mạch gốc và mạch liên kết. Trong quá trình phiên mã, chỉ mạch gốc của gen (mạch có chiều 3’→ 5′ so với chiều trượt của enzyme tháo xoắn) được sử dụng để làm khuôn cho tổng hợp ARN. Enzyme ARN polymerase di chuyển trên mạch gốc và tổng hợp mạch ARN tương ứng dựa trên thông tin gen.
Mỗi lần một gen được phiên mã, sẽ tạo ra một phân tử ARN thông tin (mARN). Nếu một gen được phiên mã 10 lần, sẽ tạo ra 10 phân tử mARN. Vì quá trình phiên mã bổ sung, nên các phân tử mARN này sẽ có cấu trúc hoàn toàn giống nhau.
Trên mỗi phân tử DNA có thể chứa nhiều gen, nhưng không phải tất cả các gen đều được phiên mã. Sự phiên mã của gen phụ thuộc vào nhu cầu của tế bào trong tổng hợp protein. Do đó, các gen khác nhau thường có số lần phiên mã khác nhau, phản ánh nhu cầu của tế bào trong sản xuất các protein cụ thể.
Trong sinh vật nhân sơ, khi một gen được phiên mã để tổng hợp mARN, mARN đó được dịch mã ngay tại chỗ để tạo ra protein tương ứng. Tuy nhiên, trong sinh vật nhân thực, mARN sau khi được tổng hợp sẽ trải qua một quá trình gọt intron và liên kết exon lại với nhau, tạo thành mARN trưởng thành. MARN trưởng thành sau đó di chuyển ra khỏi nhân và vào tế bào chất để tham gia vào quá trình dịch mã, tức là quá trình tổng hợp protein.
Tóm lại, quá trình phiên mã là quá trình quan trọng trong sinh học phân tử, nơi mà thông tin gen được chuyển đổi thành mARN, từ đó điều chỉnh hoạt động của tế bào và sản xuất các protein cần thiết cho sự sống. Quá trình này đa dạng và quyết định bởi nhu cầu của tế bào và cấu trúc gen cụ thể.
3. Kiến thức về mối quan hệ giữa gen, mARN, prôtêin:
Thông tin di truyền được biểu hiện trên cơ thể thông qua hai quá trình quan trọng là phiên mã và dịch mã. Cả hai quá trình này đều tuân theo nguyên tắc bổ sung, tức là thông tin từ DNA được chuyển đổi thành ARN trong quá trình phiên mã, sau đó ARN này được dịch mã thành protein tương ứng trong quá trình dịch mã.
Một đặc điểm chỉ có ở quá trình phiên mã ở sinh vật nhân thực mà không có ở sinh vật nhân sơ là quá trình hoàn thiện ARN sau khi phiên mã. Sau khi ARN được tổng hợp, ở sinh vật nhân thực, ARN này sẽ trải qua quá trình gọt intron, tức là loại bỏ các đoạn intron không cần thiết và sau đó nối các đoạn exon lại với nhau để tạo thành mARN trưởng thành. MARN trưởng thành này sau đó di chuyển ra khỏi nhân và vào tế bào chất để tham gia vào quá trình dịch mã. Trong khi đó, ở sinh vật nhân sơ, ARN được tổng hợp và dịch mã mà không có quá trình gọt intron và nối exon.
Trong các enzyme tham gia vào cơ chế di truyền ở cấp phân tử, enzyme ARN polymerase là enzyme chính tham gia vào quá trình phiên mã. Enzyme này có khả năng tháo xoắn phân tử DNA để lộ ra mạch gốc và sau đó tổng hợp mạch ARN tương ứng. ARN polymerase không chỉ làm nhiệm vụ tổng hợp mà còn tham gia vào quá trình tháo xoắn của DNA, một tính năng quan trọng giúp cho quá trình phiên mã diễn ra một cách hiệu quả.
Quá trình phiên mã là một quy trình quan trọng trong tổng hợp protein, nơi thông tin di truyền từ DNA được chuyển đổi thành ARN messenger (mARN) và sau đó từ mARN, thông tin này được dịch mã thành chuỗi axit amin để tổng hợp protein. Mỗi bộ ba nucleotide trên mARN được gọi là một mã codon và thông thường mã codon này tương ứng với một axit amin cụ thể trong chuỗi polypeptit. Quy tắc này cho phép dự đoán trình tự axit amin dựa trên trình tự nucleotide trên mARN.
Tuy nhiên, quá trình ngược lại, từ trình tự axit amin trên chuỗi polypeptit để suy ra trình tự nucleotide trên mARN không thể thực hiện được một cách chính xác. Điều này là do tính thoái hóa của mã di truyền. Tức là một axit amin cụ thể trong chuỗi polypeptit có thể được mã hóa bởi nhiều mã codon khác nhau trên DNA. Điều này dẫn đến sự không độc đáo của mã codon và khó khăn trong việc xác định trình tự nucleotide trên mARN chỉ từ chuỗi axit amin.
Trong quá trình phiên mã, quy tắc bổ sung thường được áp dụng, có nghĩa là mỗi mã codon trên mARN sẽ được dịch mã thành một axit amin cụ thể. Tuy nhiên, không phải lúc nào quy tắc này cũng được tuân theo và có thể xảy ra các trường hợp không theo quy tắc, khi một mã codon không tương ứng với việc dịch mã thành một axit amin. Điều này có thể dẫn đến tổng hợp ra các phân tử ARN messenger có cấu trúc khác với ARN bình thường.
Mặc dù sự không tuân theo quy tắc bổ sung không gây ra đột biến gen vì không làm thay đổi cấu trúc của gen, nhưng nó có thể ảnh hưởng đến quá trình dịch mã và tổng hợp protein. Các polypeptit được tạo ra có thể không có cấu trúc hoặc chức năng mong đợi, do không đúng trình tự axit amin dự kiến.
Vì vậy, mặc dù quá trình phiên mã là quan trọng và phức tạp, sự không độc đáo của mã codon và sự không tuân theo quy tắc bổ sung có thể tạo ra sự biến đổi và đa dạng trong quá trình tổng hợp protein, ảnh hưởng đến các tính chất của protein cuối cùng.
THAM KHẢO THÊM:
