Bài giảng Sinh học Lớp 12 - Bài 2: Phiên dịch và dịch mã

Tóc xoăn - là một tính trạng do gen quy định. Từ gen tóc để biểu hiện thành tính trạng đã diễn ra những quá trình nào?TÍNH TRẠNG Bài 2: PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ1. Cấu trúc và chức năng của ARN I. PHIÊN MÃ1. Cấu trúc và chức năng các loại ARNLoại ARNmARN(ARN thông tin)tARN(ARN vận chuyển)rARN(ARN ribôxom)Cấu trúc Chức năngLoại ARNmARN(ARN thông tin)tARN(ARN vận chuyển)rARN(ARN ribôxom)Cấu trúc Có cấu trúc một mạch theo chiều 5, 3, . Đầu 5, có trình tự Nu đặc hiệuMã mđ: 5’ AUGBộ 3 kết thúc: 3’ UAA, UGA, UAGCó cấu trúc một mạch, tự xoắn thành 3 thùy.có liên kết bổ sung.Mỗi phân tử có một bộ ba đối mã đặc hiệu.-Là một mạch đơn tự xoắn. - Kích thước lớn.(lớn nhất)- Có 70% ribônuclêôtit cóliên kết hidro (bền nhất)Chức năng- Là bản sao mã, mang TTDT từ trong mạch gốc của gen (nhân) sang phân tử protein (tế bào chất).- Làm khuôn để dịch mã tổng hợp nên chuỗi pôlypeptit.- Vận chuyển axit amin tới ribôxôm để tham gia tổng hợp chuỗi pôlipeptit. - Kết hợp với prôtêin tạonên ribôxôm – nơi tổng hợp chuỗi pôlypeptit.AUGAUXXAUGXUXAUUGA ..XGAKể tên các thành phần có trong hình bên dưới và nêu chức năng của nó?Câu 1: Đặc điểm nào dưới đây thuộc về cấu trúc của mARN?A. mARN có cấu trúc mạch kép, dạng vòng, gồm 4 loại đơn phân A, T, G, X.B. mARN có cấu trúc mạch kép, gồm 4 loại đơn phân A, T, G, X.C. mARN có cấu trúc mạch đơn, gồm 4 loại đơn phân A, U, G, X.D. mARN có cấu trúc mạch đơn, dạng thẳng, gồm 4 loại đơn phân A, U, G, X.Câu 2: Làm khuôn mẫu cho quá trình dịch mã là nhiệm vụ của	A. mạch mã hoá.	B. mARN.	C. tARN.	D. mạch mã gốc.Câu 3: Loại axit nuclêic tham gia vào thành phần cấu tạo nên ribôxôm là	A. rARN.	B. mARN.	C. tARN.	D. ADN.Câu 4: Dịch mã thông tin di truyền trên mARN thành trình tự axit amin trên chuỗi polipeptit là chức năng của:	A. rARN.	B. mARN.	C. tARN.	D. ARN.Câu 5: Nhận định nào sau đây là đúng về phân tử ARN?	A. Tất cả các loại ARN đều có cấu tạo mạch thẳng.	B. tARN có chức năng vận chuyển axit amin tới ribôxôm.	C. mARN được sao y khuôn từ mạch gốc của ADN.	D. Trên các tARN có các anticodon giống nhau. mARN (ARN thông tin)tARN (ARN vận chuyển)rARN (ARN ribôxôm)1. cấu trúc- Là một mạch đơn thẳng, chiều 5’-3’, có 600-1500 đơn phân gọi là ribônuclêôtit (rNu).- Đầu 5’ có trình tự nuclêôtit đặc hiệu, giúp riboxom nhận biết, bám vào khi dịch mã.- chỉ có liên kết cộng hóa trị giữa các ribônuclêôtit, không có kiên kết hidro.+Đa dạng nhất nhưng kém bền nhất+ Thời gian tồn tại ngắn nhất- Có 80–100 đơn phân là ribônuclêôtit (rNu) (nhỏ nhất)- Là một mạch đơn tự xoắn, tạo thành 3 thùy, - Có 1 thùy có 1 bộ ba đối mã đặc hiệu (anticôđon). + một thùy gắn enzim. + một thùy gắn riboxom.- Một đầu mút gắn với axit amin(đầu 3’), đầu kia (đầu 5’)tự do.- Liên kết cộng hóa trị và có liên kết hidro theo nguyên tắc bổ sung giữa các ribônuclêôtit: A=U, G-X.-Là một mạch đơn tự xoắn. - Kích thước lớn, hàng trăm, hàng nghìn đơn phân.(lớn nhất)- Có 70% ribônuclêôtit cóliên kết hidro nguyên tắc bổ sung (bền nhất)2.chức năng- Là bản sao mã, mang thông tin di truyền từ trong mạch gốc của gen sang phân tử protein (từ trong nhân ra ngoài tế bào chất).- Làm khuôn để dịch mã tổng hợp nên chuỗi pôlypeptit.- Có nhiều loại tARN, mỗi phân tử tARN đều có 1 bộ ba đối mã (anticôdon) và 1 đầu để liên kết với axit amin tương ứng. - Vận chuyển axit amin tới ribôxôm để tham gia tổng hợp chuỗi pôlipeptit. .- tARN có thể sử dụng nhiều lần, qua nhiều thế hệ tế bào.- Kết hợp với prôtêin tạonên ribôxôm – nơi tổng hợp chuỗi pôlypeptit. * Riboxom gồm 2 tiểu đơn vị tồn tại riêng rẽ trong tế bào chất.- Khi tổng hợp, chúng liên kết với nhau thành ribôxôm hoàn chỉnh hoạt động chức năng.Phiên mãDịch mã2. KHÁI QUÁT PHIÊN MÃa. Khái niệm Phiên mã là gì? Tên gọi nào khác?Phiên mã (sao mã) là quá trình tổng hợp ARN dựa trên mạch gốc của gen (ADN)Định nghĩa khácPhiên mã là quá trình truyền thông tin di truyền từ phân tử ADN mạch kép sang phân tử ARN mạch đơn.	ADN	ARN	2. KHÁI QUÁT PHIÊN MÃTrả lời các câu hỏi sau:Vị trí phiên mã? Thời điểm?Thành phần tham gia phiên mãb- Vị trí, thời điểm:Vị trí: TBNT: Phiên mã diễn ra trong nhân tế bào, tế bào chấttế bào nhân sơ. ở tế bào chất.- Thời điểm: vào kì trung gian giữa 2 lần phân bào, lúc NST đang tháo xoắn.c- thành phần tham gia:Mạch mã gốc, ribinucleotit tự do, enzim ARN-polimeraza.XTTAATXATGXXTAXGTTAGGGXXAXATTGAAXGTGUAXGAUGXAAUXXXGGUGUAAXUUGXAGAAUUAAÊxônÊxônÊxônIntronIntronARN trưởng thànhARN sơ khaiCơ chế phiên mãHãy trình bày diễn biến và kết quả của quá trình phiên mã?3. Cơ chế phiên mã3. Cơ chế phiên mã.Đây là giai đoạn gì của phiên mã? Nêu rõ nội dung giai đoạn này?Đây là giai đoạn gì của phiên mã? Giai đoạn này diễn ra như thế nào?Đây là giai đoạn gì của phiên mã? Nêu rõ nội dung giai đoạn này?3. Cơ chế phiên mã- Khởi đầu: Enzim ARN-polymeraza bám vào vùng điều hòa làm cho gen bị tháo xoắn để lộ mạch mã gốc có chiều từ 3' 5'và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu-Kéo dài: ARN-polimeraza chạy dọc mạch gốc theo chiều 3’--->5’để tổng hợp mARN theo nguyên tắc bổ sung A - U, G - X theo chiều 5’ ----> 3’-Kết thúc: Khi enzim di chuyển đến cuối gen gặp tín hiệu kết thúc thì nó dừng phiên mã , giải phóng mARN , đoạn nào trên gen phiên mã xong thì ADN xoắn lạiTrong quá trình phiên mã, hãy cho biết:1. Mấy mạch của AND làm khuôn?2. Mạch ARN có chiều như nào? - Chỉ 1 trong 2 mạch đơn của ADN (gen) làm mạch khuôn mẫu. - Phân tử mARN được tổng hợp theo chiều 5’ – 3’ dựa trên mạch khuôn có chiều 3’ - 5’Câu 1: Phiên mã là quá trình tổng hợp nên phân tửA. ADN và ARN	B. prôtêin	C. ARN	D. ADNCâu 2: ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen?A. Từ mạch có chiều 5’ → 3’.	 B. Từ cả hai mạch đơn.C. Khi thì từ mạch 1, khi thì từ mạch 2. D. Từ mạch mang mã gốcCâu 3: Làm khuôn mẫu cho quá trình phiên mã là nhiệm vụ của	A. mạch mã hoá.	B. mARN.	C. mạch mã gốc.	D. tARN.Câu 4: Trong quá trình phiên mã, chuỗi poliribônuclêôtit được tổng hợp theo chiều nào?	A. 3’ → 3’.	B. 3’ → 5’.	C. 5’ → 3’.	D. 5’ → 5’.Câu 5: Enzim chính tham gia vào quá trình phiên mã là	A. ADN-polimeraza.	B. restrictaza.	C. ADN-ligaza.	D. ARN-polimeraza.Câu 6: Trong quá trình phiên mã, ARN-polimeraza sẽ tương tác với vùng nào để làm gen tháo xoắn?A. Vùng khởi động.	B. Vùng mã hoá.	C. Vùng kết thúc.	D. Vùng vận hành.SỰ KHÁC BIỆT mARN Ở TB NHÂN THỰC VÀ TB NHÂN SƠChú ý:Ở SV nhân sơ: Ở SV nhân thực Phiên mã ở TBCPhiên mã ở nhân, TBCmARN sau phiên mã là mARN trưởng thành trực tiếp tham gia dịch mã.mARN sau phiên mã là mARN sơ khai, được cắt bỏ những đoạn intron, nối các đoan Exon tạo mARN trưởng thành đi qua màng nhân ra tế bào chất để dịch mã.Ít enzim tham giaNhiều enzim: mỗi loại mARN polymeraza xúc tác tạo ra mỗi loại ARN khác nhau (mARN, tARN, rARN)II. DỊCH MÃ1. Khái niệm	a. Khái niệm: Dịch mã là quá trình tổng hợp protein, tại ribôxom, ở tế bào chất. (mã di truyền chứa trong phân tử mARN được chuyển thành trình tự các acit amin trong chuỗi polipeptit của phân tử protein)b. Nơi xảy ra? c. Thành phần tham gia dịch mãtARN2. Diễn biến:a. Hoạt hoá aa:b. Tổng hợp chuỗi polipeptit:AGAtARNa. Hoạt hóa axit amin:ATPADPAxitaminAGAAxitaminAxit amin + ATP Axit amin hoạt hóatARNPhức hợpaa – tARN a. HOẠT HÓA AXIT AMINATPaaaa* hoạt hóa+ ATPE đặc hiệuaa* hoạt hóa + t- ARNE đặc hiệuaa - tARN- Trong tb chất nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các aa đựơc hoạt hoá.Sau đó, nhờ 1 enzim đặc hiệu khác gắn với tARN tạo nên phức hợp aa - tARN.b. TỔNG HỢP CHUỖI POLIPEPTITAUGAUXXAUGXUXAUUGA ..XGAAUGAUXXAUGXUXAUUGA ..ARNmLIÊN KẾT PEPTITUAXUAGGUAXGAGUAENZYM CẮTBỘ BA KẾT THÚCCHUỖI POLYPEPTIT ĐƯỢC HÌNH THÀNHBỘ BA MỞ ĐẦUCâu 1: Dịch mã là quá trình tổng hợp nên phân tửmARN	B. ADN	C. prôtêin	D. mARN và prôtêinCâu 2: Làm khuôn mẫu cho quá trình dịch mã là nhiệm vụ củamạch mã hoá.	B. mARN.	C. tARN.	D. mạch mã gốc.Câu 3: Các chuỗi polipeptit được tổng hợp trong tế bào nhân thực đềuA. kết thúc bằng Met.	B. bắt đầu bằng axit amin-Met.C. bắt đầu bằng axit foocmin-Met.	D. bắt đầu từ một phức hợp aa-tARN.Câu 4: Sản phẩm của giai đoạn hoạt hoá axit amin làA. axit amin hoạt hoá.	B. axit amin tự do.	C. chuỗi polipeptit.	D. phức hợp aa-tARN.b. Tổng hợp chuỗi polipeptit:-Mở đầu: +Tiểu phần nhỏ của ribôxôm liên kết với mARN tại vị trí đặc hiệu gần codon mở đầu (AUG).+tARN mang axit amin mở đầu tiến vào vị trí codon mở đầu, anticodon tương ứng trên tARN (UAX) khớp theo nguyên tắc bổ sung với codon mở đầu (AUG) trên mARN. +Tiểu phần lớn của riboxom đến kết hợp với tiểu phần nhỏ hình thành riboxom hoàn chỉnh-Giai đoạn kéo dài:+Phức hợp aa1-tARN sẽ đến xếp đúng vào vị trí cạnh met-tARN trên ribôxôm đối mã khớp mã mở đầu trên mARN theo nguyên tắc bổ sung. Giữa 2 axit amin hình thành liên kết peptit nhờ tác động của enzim.+Ribôxôm dịch chuyển một bước 3 nuclêôtit theo chiều 5’ 3’ trên mARN, tARN mang axit amin mở đầu rời khỏi ribôxôm. -Giai đoạn kéo dài:Phức hợp aa2-tARN tiến vào ribôxôm, đối mã của nó khớp với mã của axit amin thứ 2 theo nguyên tắc bổ sung, liên kết giữa axit amin thứ nhất và axit amin thứ hai được hình thành. Sự dịch chuyển của ribôxôm lại tiếp tục và quá trình trên được lặp lại cho đến khi gặp codon kết thúc trên mARN-Giai đoạn kết thúc:Khi riboxom tiếp xúc với mã kết thúc trên mARN ( ) thì quá trình dịch mã hoàn tất , ribôxôm tách khỏi mARN,.chuỗi pôlipeptit được giải phóng, đồng thời axit amin mở đầu tách ra khỏi chuỗi pôlipeptit. Chuỗi pôlipeptit sau đó hình thành phân tử prôtêin hoàn chỉnh.I I I I I I I AUG GAA XGA AXU AAU AAA GGU XUU UXUUGG UGA I I I I IUAXMetXUUGluGXUArgUGAThrUUAAsnUUULysmARNXXAGlyGAALeuAGASerAXXTrpGlyMetGluArgThrAsnLysLeuSerGlyValPheThrAsnLysGlyValPheThrAsnLysTrpGlyMetGluArgThrAsnLysLeuSerValPheThrAsnLysGlyValPheThrAsnLysTrpGlyGluArgThrAsnLysLeuSerGlyValPheThrAsnLysGlyValPheThrAsnLysTrpGlyGluArgThrAsnLysLeuSerGlyValPheThrAsnLysGlyValPheThrAsnLysTrpGlyPheThrAsnLysGlyValPheThrAsnLysGlyGluArgThrAsnLysLeuSerValHãy trình bày diễn biến và kết quả của quá trình dịch mã?3’Cơ chế dịch mã3’Hoạt động của chuỗi Pôliribôxôm5’TỔNG HỢP CHUỖI PÔLIPEPTIT5’3’3. Poliriboxom (polixom)- Trên mỗi phân tử mARN thường có một số Riboxom cùng hoạt động được gọi là poliriboxom tăng hiệu suất tổng hợp Pr . Như vậy, mỗi một phân tử mARN có thể tổng hợp được từ 1 đến nhiều chuỗi polipeptit cùng loại rồi tự huỷ.- Các riboxom được sử dụng qua vài thế hệ TB và tổng hợp bất cứ loại protein nào. ADN mARN protein Tính trạng Phiên mãDịch mãCơ chế phân tử của hiện tượng di truyền :Kết luận: Mối liên hệ ADN – mARN – tính trạng:Cơ chế của hiện tượng di truyền ở cấp độ phân tử:ADN m ARN Prôtêin tính trạng.TTDT trong ADN đc truyền lại cho thế hệ sau qua nhân đôi.TTDT trong ADN đc biểu hiện thành tính trạng qua phiên mã, dịch mã. Ý nghĩa:Làm cho prôtein luôn được đổi mới nhưng vẫn giữ được tính đặc trưng của nó qua các thế hệCho biết AUG: Met GGU:Gli UGA:MKT 	AAA: Liz AXA: Xis GUU:ValmbsADN 3’ TAX XAA XXA TGT AXT 5’mARNprôtêin5’ATG GTT GGT AXA TGA 3’5’AUG GUU GGU AXA UGA 3’ Met - val -gli -Xis -Mkt Giả sử một đoạn mARN có trình tự các ribonucleotit như sau: 5’	 	 3’ AUG-AAG-XUU-AUA-UAU-AGX-UAG- AAX Khi được dịch mã thì chuổi polipeptic hoàn chỉnh gồm bao nhiêu aa? Giải thích ?SSSĐA5B8C6D7Câu 1: Quá trình phiên mã ở vi khuẩn E.coli xảy ra trongA. ribôxôm.	B. tế bào chất.	C. nhân tế bào.	D. ti thể.Câu 2: Làm khuôn mẫu cho quá trình phiên mã là nhiệm vụ củaA. mạch mã hoá.	B. mARN.	C. mạch mã gốc.	D. tARN.Câu 3: Đơn vị được sử dụng để giải mã cho thông tin di truyền nằm trong chuỗi polipeptit làA. anticodon.	B. axit amin.	B. codon.	C. triplet.Câu 4: Đặc điểm nào dưới đây thuộc về cấu trúc của mARN?	A. mARN có cấu trúc mạch kép, dạng vòng, gồm 4 loại đơn phân A, T, G, X.	B. mARN có cấu trúc mạch kép, gồm 4 loại đơn phân A, T, G, X.	C. mARN có cấu trúc mạch đơn, gồm 4 loại đơn phân A, U, G, X.	D. mARN có cấu trúc mạch đơn, dạng thẳng, gồm 4 loại đơn phân A, U, G, X.Câu 5: Quá trình phiên mã xảy ra ởA. sinh vật nhân chuẩn, vi khuẩn.	B. sinh vật có ADN mạch kép.C. sinh vật nhân chuẩn, vi rút.	D. vi rút, vi khuẩn.Bài tập trắc nghiệm12345AAAAABBBBBCCCCCDDDDDCâu 6: Trong quá trình dịch mã, mARN thường gắn với một nhóm ribôxôm gọi là poliribôxôm giúpA. tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin.	B. điều hoà sự tổng hợp prôtêin.C. tổng hợp các prôtêin cùng loại.	D. tổng hợp được nhiều loại prôtêin.Câu 7: Đối mã đặc hiệu trên phân tử tARN được gọi làA. codon.	B. axit amin.	B. anticodon.	C. triplet.Câu 8: ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen?A. Từ mạch có chiều 5’ → 3’.	B. Từ cả hai mạch đơn.C. Khi thì từ mạch 1, khi thì từ mạch 2.	D. Từ mạch mang mã gốc.Câu 9: Loại axit nuclêic tham gia vào thành phần cấu tạo nên ribôxôm làA. rARN.	B. mARN.	C. tARN.	D. ADN.Câu 10: Ở cấp độ phân tử nguyên tắc khuôn mẫu được thể hiện trong cơ chếA. tự sao, tổng hợp ARN, dịch mã.	B. tổng hợp ADN, dịch mã.C. tự sao, tổng hợp ARN.	D. tổng hợp ADN, ARN.Bài tập trắc nghiệm678910AAAAABBBBBCCCCCDDDDDTr©n träng c¶m ¬nChúc sưc khỏe và thành đạt1.Đặc điểm nào dưới đây thuộc về cấu trúc của mARN?A. mARN có cấu trúc mạch kép, dạng vòng, gồm 4 loại đơn phân A, T, G, X.B. mARN có cấu trúc mạch kép, gồm 4 loại đơn phân A, T, G, X.C. mARN có cấu trúc mạch đơn, gồm 4 loại đơn phân A, U, G, X.D. mARN có cấu trúc mạch đơn, dạng thẳng, gồm 4 loại đơn phân A, U, G, X.2.Trong quá trình dịch mã, mARN thường gắn với một nhóm ribôxôm gọi là poliribôxôm giúp	A. tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin.	B. điều hoà sự tổng hợp prôtêin.	C. tổng hợp các prôtêin cùng loại.	D. tổng hợp được nhiều loại prôtêin.3.ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen?	A. Từ mạch có chiều 5’ → 3’.	B. Từ cả hai mạch đơn.	C. Khi thì từ mạch 1, khi thì từ mạch 2.	D. Từ mạch mang mã gốc 4.Loại axit nuclêic tham gia vào thành phần cấu tạo nên ribôxôm là	A. rARN.	B. mARN.	C. tARN.	D. ADN 5.Thông tin di truyền trong ADN được biểu hiện thành tính trạng trong đời cá thể nhờ cơ chế	A. nhân đôi ADN và phiên mã.	B. nhân đôi ADN và dịch mã.	C. phiên mã và dịch mã.	D. nhân đôi ADN, phiên mã và dịch mã Câu12345ĐADDDACVí dụ:Cho 1 mạch phân tử ADN có trình tự: 5’AXTGTGGATAATXXT3’ Viết trình tự Nu trên mạch bổ sung, trên phân tử ARN, trình tự aa trong chuỗi polipeptit tổng hợp từ mạch khuôn?mARN: Mạch thẳng Làm khuôn cho quá trình dịch mãBị hũy sau khi tổng hợp xong proteintARNMang bộ ba đối mã đặc hiệu.Vận chuyển axitamin đến riboxomCó nhiều loại rARNKết hợp với protein tạo nên riboxom. Sơ đồ hoạt động của polixomPoliriboxom:c. Thành phần tham gia dịch mã