Phiên mã là quá trình tổng hợp ARN từ mạch khuôn của gen. Trong quá trình này, trình tự các đêôxyribônuclêôtit ở mạch khuôn của gen [bản chất là ADN] được chuyển đổi [phiên] thành trình tự các ribônuclêôtit của ARN theo nguyên tắc bổ sung.
A. Từ cả 2 mạch.
B. Từ mạch có chiều 5′ – 3′.
C. Từ mạch mang mã gốc.
D. Khi thì từ một mạch, khi thì từ 2 mạch.
Đáp án đúng C.
ARN được tổng hợp từ mạch nào của AND là Từ mạch mang mã gốc, Một mạch đơn gen [mạch đối nghĩa] hay còn gọi là mạch gốc, gồm các đêôxyribônuclêôtit, sẽ được ARN-pôlymêraza dùng làm khuôn, để tổng hợp nên các ribônuclêôtit theo nguyên tắc bổ sung, Trong quá trình này, chuỗi trình tự đêôxyribônuclêôtit được chuyển đổi thành chuỗi trình tự các ribônuclêôtit, ví dụ: A-T-G-X tạo nên U-A-X-G. Do đó gọi là phiên.
Lý giải việc chọn đáp án C là do:
ARN là một đại lượng phân tử sinh học, còn được người dùng biết đến với tên gọi khác là RNA. ARN là bản sao của một đoạn ADN [tương ứng với một gen], ngoài ra ở một số virut ARN là vật chất di truyền.
Phiên mã là quá trình tổng hợp ARN từ mạch khuôn của gen. Trong quá trình này, trình tự các đêôxyribônuclêôtit ở mạch khuôn của gen [bản chất là ADN] được chuyển đổi [phiên] thành trình tự các ribônuclêôtit của ARN theo nguyên tắc bổ sung.
Có nhiều loại ARN khác nhau [như mARN, tARN, rARN, snARN, tmARN v.v], nhưng chỉ có mARN [ARN thông tin] là bản phiên mã dùng làm khuôn để dịch mã di truyền thành trình tự các axit amin trong chuỗi pôlypeptit, từ đó tạo ra sản phẩm quan trọng nhất là prôtêin, nên – theo nghĩa hẹp và thường dùng – thì phiên mã là quá trình tổng hợp mARN.
Theo đó: Một mạch đơn gen [mạch đối nghĩa] hay còn gọi là mạch gốc, gồm các đêôxyribônuclêôtit, sẽ được ARN-pôlymêraza dùng làm khuôn, để tổng hợp nên các ribônuclêôtit theo nguyên tắc bổ sung. Trong quá trình này, chuỗi trình tự đêôxyribônuclêôtit được chuyển đổi thành chuỗi trình tự các ribônuclêôtit, ví dụ: A-T-G-X tạo nên U-A-X-G. Do đó gọi là phiên, chứ không phải là chép hoặc dịch.
Chuỗi ribônuclêôtit bổ sung cho mã gốc vốn là mạch đối nghĩa, nên trực tiếp mang mã di truyền [bản mã phiên]. Sau khi được tổng hợp hợp xong, bản mã phiên sẽ tách khỏi mã gốc, ra khỏi vùng nhân để tARN giải mã thành bản dịch là chuỗi pôlypeptit.
Hầu hết các gen chứa thông tin cần thiết để tạo ra các phân tử chức năng được gọi là protein. [Một số gen tạo ra các phân tử khác giúp tế bào tổng hợp protein.] Hành trình từ gen đến protein rất phức tạp và được kiểm soát chặt chẽ trong mỗi tế bào. Nó bao gồm hai bước chính: phiên mã và dịch mã. Cùng nhau, phiên mã và dịch mã được gọi là biểu hiện gen.
Trong quá trình phiên mã, thông tin được lưu trữ trong ADN của gen được chuyển đến một phân tử tương tự gọi là ARN [axit ribonucleic] trong nhân tế bào. Cả ARN và ADN đều được tạo thành từ một chuỗi các base nucleotide, nhưng chúng có các tính chất hóa học hơi khác nhau. Loại ARN chứa thông tin để tạo ra một protein được gọi là ARN thông tin [mARN] vì nó mang thông tin từ ADN ra khỏi nhân vào tế bào chất.
Nguồn: U.S. National Library of Medicine
Quá trình dịch mã là bước thứ hai để chuyển thông tin từ gen để tổng hợp protein, diễn ra trong tế bào chất. mARN tương tác với một phức hợp chuyên biệt gọi là ribosome, phức hợp này “đọc” trình tự của các base mARN. Mỗi trình tự ba base, được gọi là codon, thường mã hóa cho một axit amin cụ thể. [Các axit amin là thành phần cấu tạo nên protein.] Một loại ARN được gọi là ARN vận chuyển [tARN] lắp ráp protein, mỗi lần một axit amin. Quá trình lắp ráp protein diễn ra tiếp tục cho đến khi ribosome gặp codon “dừng” [một trình tự gồm ba base không mã hóa cho axit amin]. Chuyển thông tin từ ADN đến ARN đến protein là một trong những nguyên tắc cơ bản của sinh học phân tử. Nó quan trọng đến mức đôi khi được gọi là “tín điều trung tâm”.
ARN
Nói chung, quá trình tổng hợp các loại ARN diễn ra trong nhân, tại các NST thuộc «- trang gian đang ở dạng sợi mảnh chua xoắn. Các loại ARN đều được tổng hợp dựa trên khuôn mẫu là ADN dưới tác động của enzim. Khi bắt đầu tổng hợp ARN,
gen được tháo xoắn và tách dần 2 mạch đơn đồng thời các nuclêôtit trên mạch vừa được tách ra liên kết với các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào thành từng cặp để hình thành dẩn dần mạch ARN. Sự hình thành mạch ARN được thể hiện đơn giản hoá ở hình 17.2. Khi kết thúc, phân từ ARN được hình thành liền tách khỏi gen và sau đó rời nhân đi ra chất tế bào để thực hiện quá trình tổng hợp prôtêin. Phân tử ARN này được tổng hợp dựa trên khuôn mẫu là gen mang thông tin cấu trúc của một loại prôtêin được gọi là mARN. Quá trình tổng hợp tARN và rARN cũng theo nguyên tắc tương tự, nhưng sau khi được hình thành, mạch nucl ê ô tít sẽ tiếp tục hoàn thành phân tử tARN hay rARN hoàn chỉnh.
Như vậy, quá trinh tổng hợp phân từ ARN dựa trên một mạch đem của gen với vai trò khuôn mẫu và sự liên kết giữa các nuclêôtit trên mạch khuôn với các nuclêôtit tự do của môi trường cũng diễn ra theo NTBS. trong đó A liên kết với u, T liên kết với A, G liên kết với X và X liên kết với G. Mạch ARN được tổng hợp có trình tự các nuclêôtit tương ứng với trình tự các nuclêôtit trên mạch khuôn nhưng theo NTBS, hay giống như trình tự các nuclêôtit trên mạch bổ sung với mạch khuôn, chi khác T được thay thế bằng u. Qua đó cho thấy trình tự các nuclêôtit trên mạch khuôn của gen quy định trình tự các nuclêôtit trong mạch ARN.
Cùng Top lời giảitrả lời chính xác nhất cho câu hỏi trắc nghiệm: “Quá trình tổng hợp protein xảy ra ở đâu?”kết hợp với những kiến thức mở rộng về Mối quan hệ giữa gen và tính trạng là tài liệu hay dành cho các bạn học sinh trong quá trình luyện tập trắc nghiệm.
Trắc nghiệm:Quá trình tổng hợp protein xảy ra ở đâu?
A. Trong nhân tế bào
B. Trên phân tử ADN
C. Trên màng tế bào
D. Tại ribôxôm của tế bào chất
Trả lời:
Đáp án đúng:D.Tại ribôxôm của tế bào chất
Quá trình tổng hợp protein xảy ra tại ribôxôm của tế bào chất
Giải thích:
Quá trình tổng hợp prôtêin xảy ratại ribôxôm của tế bào chất
Kiến thức tham khảo vềMối quan hệ giữa gen và tính trạng
1. Mối quan hệ giữa ARN và Protein
- Gen mang thông tin cấu trúc nên phân tử prôtêin. Gen chỉ có trong nhân tế bào là chủ yếu, mà prôtêin lại được tổng hợp ở tế bào chất → giữa gen và prôtêin phải có mối quan hệ với nhau thông qua 1 cấu trúc trung gian nào đó.
- Cấu trúc trung gian đó là phân tử ARN được tạo ra thông qua quá trình phiên mã.
- ARN được hình thành → rời khỏi nhân → tế bào chất → tổng hợp chuỗi axit amin [dịch mã] → Phản ánh mối quan hệ mật thiết giữa ARN và protein
- Thành phần tham gia dịch mã: phân tử mARN, tARN, riboxom, các axit amin tự do của môi trường.
- Diễn biến:
+ mARN rời khỏi nhân đến riboxom để làm khuôn mẫu tổng hợp protein.
+ Các tARN mang axit amin vào riboxom khớp với mARN theo nguyên tắc bổ sung A-U, G-X, sau đó đặt axit amin vào đúng vị trí.
+ Khi riboxom dịch đi một nấc trên mARN thì một axit amin được nổi tiếp vào chuỗi.
+ Khi riboxom được dịch chuyển hết chiều dài của mARN thì chuỗi axit amin được tổng hợp xong và tách khỏi riboxom, riboxom tách ra thành 2 tiểu phần.
- Kết quả: tạo ra chuỗi pôlipeptit gồm các axit amin với trình tự sắp xếp được quy định bởi trình tự sắp xếp các nuclêôtit trên mARN.
2. Mối quan hệ giữa gen và protein
- Gen --> mARN --> Protein --> Tính trạng
- Gen mang thông tin quy định trình tự các nucleotit trên ARN
- mARN mang thông tin quy định trình tự các axit amin trên protein
- Protein hoàn thiện cấu trúc không gian để tham gia các chức năng => biểu hiện thành tính trạng
3. Giải bài tập SGK Sinh 9 Bài 19 trang 59
Câu 1: Nêu mối quan hệ giữa gen và ARN, giữa ARN và prôtêin.
Gợi ý đáp án
Giữa gen và ARN, giữa ARN và prôtêin có mối quan hệ chặt chẽ với nhau: ADN là khuôn mẫu quy định tổng hợp ARN, ARN lại là khuôn để tổng hợp chuỗi axit amin quy định cấu trúc của prôtêin. Từ đó, prôtêin trực tiếp biểu hiện thành tính trạng của cơ thể.
Câu 2: Nguyên tắc bổ sung được biểu hiện trong mối quan hệ ở sơ đồ dưới đây như thế nào?
Gợi ý đáp án
Nguyên tắc bổ sung được biểu hiện trong mối quan hệ:
- Trình tự các nuclêôtit trong ADN quy định trình tự các nuclêôtit trong mARN theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với U, T liên kết với A, G liên kết với X và X liên kết với G.
- mARN sau khi được hình thành rời nhân ra tế bào chất để tổng hợp chuỗi axit amin, mà thực chất là xác định trật tự sắp xếp của các axit amin. Sự tạo thành chuỗi axit amin dựa trên khuôn mẫu của mARN và diễn ra theo nguyên tắc bổ sung trong đó A liên kết với U, G liên kết với X, đồng thời tương quan cứ 3 nuclêôtit ứng với một axit amin.
Câu 3: Nêu bản chất của mối quan hệ giữa gen và tính trạng qua sơ đồ:
Gợi ý đáp án
Bản chất mối quan hệ giữa gen và tính trạng qua sơ đồ là trình tự các nuclêôtit trong mạch khuân của ADN quy định trình tự các nuclêôtit trong mARN, qua đó quy định trình tự các axit amin trong cấu trúc bậc 1 của prôtêin. Prôtêin trực tiếp tham gia vào cấu trúc và hoạt động sinh lí của tế bào, từ đó biểu hiện thành tính trạng của cơ thể. Như vậy, thông qua prôtêin giữa gen và tính trạng có mối quan hệ mật thiết với nhau, hay gen quy định tính trạng.