Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Gene - Quá trình biểu hiện thông tin di truyền - Coggle Diagram
Gene - Quá trình biểu hiện thông tin di truyền
Gene
Khái niệm
Một đoạn DNA mang thông tin mã hoa cho một loại sản phẩm là chuỗi polypeptide hoặc RNA
Gồm có 2 mạch polynucleotide
Một mạch được sử dụng làm khuôn tổng hợp mRNA (mạch khuôn)
Một mạch mã hóa (mạch bổ sung)
Cấu trúc
Vùng điều hoà: nằm ở đầu 3' của mạch khuôn, chứa trình tự khởi đầu phiên mã (promotor) và một số vùng liên kết với protein điều hoà
Vùng mã hóa: chứa thông tin quy định trình tự các amino acid trong chuỗi polypeptide hoặc trình tự RNA
Vùng kết thúc: nằm ở đầu 5' của mạch khuôn, mang tín hiệu kết thúc phiên mã
So sánh
Nhân sơ
Vùng mã hóá liên tục.
Thường tồn tại thành một nhóm có chung vùng điều hòa và vùng kết thú
Nhân thực
Vùng mã hoá gồm exon (đoạn được dịch mã) xen kẽ với các đoạn intron (đoạn không được dịch mã)
Phần lớn các gene có vùng điều hòa và vùng kết thúc riêng
Phân loại
Theo chức năng: gene cấu trúc và gene điều hoà
Theo cấu trúc: gene phân mảnh và gene không phân mảnh
Hệ gene
Tập hợp tất cả vật chất di truyền trong tế bào của một sinh vật
Một số thành tựu và ứng dụng
Y học: giúp xác định gene gây bệnh, đưa ra biện pháp phòng và trị bệnh; xác định mối quan hệ họ hàng; xác định thủ phạm, danh tính nạn nhân
Nghiên cứu tiến hoá: xác định mối quan hệ giữa các loài
Dịch mã
Mã di truyền
Một bộ các bộ ba trên mRNA (codon) quy định các amino acid trong protein
Có 61 bộ ba mã hóa cho các amino acid và 3 bộ ba kết thúc
Bắt đầu: AUG
Kết thúc: UAA, UAG, UGA
Đặc điểm
Mã di truyền là mã bộ ba
Tính liên tục: đọc liên tục theo từng bộ ba, bắt đầu từ bộ ba mở đầu (5'AUG3') không chồng gối lên nhau
Tính thoái hóá: nhiều bộ ba → một amino acid
Tính đặc hiệu: một bộ ba → một amino acid
Tính phổ biến: sử dụng cho mọi sinh vật, trừ một vài trường hợp ngoại lệ
Diễn biến
Giai đoạn 1: Hoạt hoá amino acid
Nhờ enzyme đặc hiệu và ATP, amino acid được gắn vào tRNA tạo thành phức hợp a.a - tRNA
Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi polypeptide
Khởi đầu
Tiểu phần nhỏ của ribosome liên kết với bộ ba mở đầu trên mRNA
Phức hợp a-amd - tRNA gắn vào bộ ba AUG trên mRNA. Amino acid mở đầu là methionine (sinh vật nhân thực) hoặc formylmethionine (sinh vật nhân sơ)
Tiểu đơn vị lớn gắn với mRNA tạo thành ribosome hoàn chỉnh
Kéo dài
Phức hợp a.a1 - tRNA gắn vào bộ ba tiếp theo trên mRNA (vị trí A)
Ribosome xúc tác hình thành liên kết peptit giữa a.a1 và a.amd (vị trí P)
Ribosome dịch chuyển thêm 1 bộ ba trên mRNA, tRNA ở vị trí P chuyển sang vị trí E rồi rời khỏi ribosome
Kết thúc
Khi ribosome tiếp xúc với bộ ba kết thúc trên mRNA thì quá trình dịch mã kết thúc, giải phóng chuỗi polypeptide
Chuỗi polypeptide được cắt đi a.amd để tạo thành protein hoàn chỉnh
Trên mỗi mRNA thường có nhiều ribosome tham gia dịch mã (polyribosome) → tăng hiệu suất tổng hợp protein cùng loại
Khái niệm
Quá trình tổng hợp protein dựa trên trình tự nucleotide trong mRNA
Nơi diễn ra: tế bào chất (ribosome)
Phiên mã
Khái niệm
Quá trình tổng hợp RNA dựa trên mạch khuôn của gene
Diễn biến
Khởi đầu: RNA polymerase liên kết với vùng promoter, tháo xoắn và tách mạch của gene
Kéo dài: RNA polymerase tổng hợp RNA có chiều 5' - 3' dựa trên NTBS giữa mạch khuôn của gene với RNA: A-U, T-A, G-C, C-G
Kết thúc: Quá trình phiên mã kết thúc khi RNA polymerase gặp tín hiệu kết thúc ở đầu 5' của mạch khuôn
Phiên mã ngược
Quá trình tổng hợp DNA dựa trên mạch khuôn là RNA
Thường gặp ở một số loại virus có vật chất di truyền là RNA
Ở tế bào nhân thực, enzyme telomerase dùng một mạch RNA để tổng hợp mạch DNA gắn vào DNA đầu mút NST → NST không bị ngắn đi sau mỗi lần nhân đôi
Một số loại RNA
tRNA: mạch đơn, nhiêu vùng tự bắt đôi với nhau tạo 3 thuỳ chức năng
Vận chuyến amino acid tới ribosome để dịch mã
rRNA: mạch đơn
Kết hợp với protein tạo nên ribosome
mRNA: mạch đơn, dạng thẳng
Làm khuôn cho quá trình dịch mã
Nhân sơ: mỗi mRNA thường mang thông tin của nhiều gene khác nhau
Nhân thực: mỗi mRNA mang thông tin của một gene
Công thức
RNA và phiên má
Số phân tử RNA được tạo ra từ một gene phiên mã k lần: k
Số ribonucleotide của RNA được tạo ra sau phiên mã
Tổng số ribonucleotide: rN = rN = rA + rU + rC + rG = N
Số ribonucleotide mỗi loại: rA = Tg; rU=Ag; rC=Gg; G=Cg
1 gene phiên mã k lần
Số liên kết hóa trị được hình thành: (rN - 1).k
Số nucleotide môi trường cung cấp: rNmt = rN.k
Dịch mã
Số bộ ba trên trên mRNA: rN/3
Số amino acid trên mỗi chuỗi amino acid: rN/3 - 1
Số amino acid trên mỗi phân tử protein hoàn chỉnh: rN/3 - 2
Số liên kết peptide = số phân tử nước được giải phóng: rN/3 - 2
Mối quan hệ DNA - RNA - Protein