Tương tự như phân tử ADN thì ARN là đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là những ribônuclêôtit.
Bạn đang xem: Lý thuyết sinh học 12 bài 2: phiên mã và dịch mã
Mỗi đơn phân (ribônuclêôtit) gồm 3 thành phần:
1 gốc bazơ nitơ (A, U, G, X) không giống ở phân tử ADN là không có T.
1 gốc đường ribôzơ (C5H10O5), ở ADN gồm gốc đường đêôxiribôzơ (C5H10O4)
1 gốc axit phôtphoric (H3PO4).
ARN có cấu trúc chỉ gồm một chuỗi poliribônuclêôtit. Số ribônuclêôtit vào ARN bằng một nửa nuclêôtit trong phân tử ADN tổng hợp ra nó.
2. Những loại ARN cùng chức năng
Có 3 loại ARN là mARN, tARN với rARN thực hiện những chức năng khác nhau.
mARN cấu tạo từ một chuỗi poliribônuclêôtit dưới dạng mạch thẳng, mARN có chức năng truyền đạt thông tin di truyền từ mạch gốc bên trên ADN đến chuỗi polipeptit. Các chuỗi polipeptit sẽ tạo thành prôtêin.
tARN bao gồm cấu trúc với 3 thuỳ, vào đó tất cả một thuỳ sở hữu bộ ba đối mã tất cả trình tự bổ sung với 1 bộ tía mã hóa axit amin bên trên phân tử mARN, tARN gồm chức năng vận chuyển axit amin tới ribôxôm để tổng hợp đề xuất chuỗi polipetit.
rARN có cấu trúc mạch đơn nhưng nhiều vùng những nuclêôtit liên kết bổ sung với nhau tạo các vùng xoắn kép cục bộ. RARN liên kết với những protein tạo nên các riboxom. RARN là loại ARN gồm cấu trúc bao gồm nhiếu liên kết hidro trong phân tử nhất cùng chiếm số lượng lớn nhất trong tế bào.
II. Phiên mã
1. Khái niệm
Phiên mã là quy trình tổng hợp phân tử ARN từ mạch mã gôc của gen. Bản chất của quy trình phiên mã là truyền đạt thông tin trên mạch mã gốc thanh lịch phân tử ARN.
Quá trình này diễn ra vào nhân, ở kì trung gian của tế bào giữa 2 lần phân bào, thời gian NST đang giãn xoắn.
2. Cơ chế phiên mã
a) những thành phần tham gia vào quá trình phiên mã
Mạch mã gốc của genmang thông tin tổng hợp phân tử ARN
Nguyên liệu để tổng hợp mạch là những ribonucleotit tự vì chưng trong môi trường (U, A,G,X)
ARN polimeaza nhận biết điểm khởi đầu phiên mã bên trên mạch mã gốc, bám vào và liên kết với mạch mã gốc, tháo dỡ xoắn phân tử ADN → lộ ra mạch mã gốc, tổng hợp phải mạch ARN mới.
b) Diễn biến
Quá trình phiên mã diễn ra theo các bước:
Bước 1. Khởi đầu:
Enzym ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hoà có tác dụng gen dỡ xoắn để lộ ra mạch gốc gồm chiều 3’→ 5’ với bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu.
Bước 2. Kéo dài chuỗi ARN:
Enzym ARN pôlimeraza trượt dọc theo mạch gốc trên gen gồm chiều 3’ → 5’ với gắn những nuclêôtit trong môi trường nội bào liên kết với các nuclêôtit bên trên mạch gốc theo nguyên tắc bổ sung: Agốc- Umôi trường, Tgốc- Amôi trường, Ggốc– Xmôi trường, Xgốc– Gmôi trường, để tổng hợp cần mARN theo chiều 5’ → 3’.
Vùng làm sao trên gene vừa phiên mã ngừng thì 2 mạch đơn của gene đóng xoắn ngay lập tức lại.
Bước 3.Kết thúc:
Khi enzym di chuyển đến cuối gen, gặp tín hiệu kết thúc thì quy trình phiên mã dừng lại, phân tử ARN được giải phóng.
Do gen ởsinh vật nhân sơcó vùng mã hóa liên tục phải mARN sau phiên mã được sử dụng trực tiếp làm cho khuôn tổng hợp prôtêin.
Ởsinh vật nhân thực,do vùng mã hóa của ren không liên tục đề nghị mARN sau phiên mã phải cắt bỏ những đoạn intron, nối những đoạn êxôn tạo mARN trưởng thành rồi đi qua màng nhân ra tế bào chất làm khuôn tổng hợp chuỗi polipeptit.
Kết quả: 1 lần phiên mã 1 gen tổng hợp phải 1 phân tử ARN, có trình tự giống với mARN bổ sung nhưng cố T bằng U.
Ý nghĩa:hình thành các loại ARN gia nhập trực tiếp vào quy trình sinh tổng hợp prôtêin quy định tính trạng.
B. Dịch mã
1. KHÁI NIỆM VÀ CÁC THÀNH PHẦN tham gia VÀO QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ
Quá trình dịch mã (giải mã) là quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit (prôtêin) diễn ra trong tế bào chất.
Các thành phần tham gia:
Mạch khuôn mARN mang thông tin mã hóa axit amin (a.a).
Nguyên liệu gồm 20 loại a.a thâm nhập vào quá trình trổng hợp chuỗi polipeptit.
tARN cùng riboxom hoàn chỉnh (tiểu phần bé, tiểu phấn lớn liên kết với nhau).
Các loại enzyme có mặt liên kết gắn a.a với nhau với a.a với tARN.
2. DIẾN BIẾN QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ
Quá trình dịch mã bao gồm thể chia nhỏ ra làm hai giai đoạn:
Giai đoạn 1: Hoạt hoá axit amin
Dưới tác động của 1 số enzim, các a.a tự vị trong môi trường nội bào được hoạt hoá nhờ gắn với hợp chất ATP: a.a + ATP → a.a hoạt hoá
Nhờ tác dụng của enzim đặc hiệu, a.a được hoạt hoá liên kết với tARN tương ứng→ phức hợp a.a – tARN: a.a hoạt hoá + tARN → Phức hợp a.a - tARN
Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi pôlipeptit
Quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit diễn ra theo bố bước:
Bước 1. Mở đầu
Tiểu đơn vị bé bỏng của ribôxômgắn vớimARNở vị trí nhận biết đặc hiệu (gần bộ cha mở đầu) và di chuyển đến bộ ba mở đầu (AUG). Ở sinh vật nhân thực bộ cha AUG mã hóa đến a.a Methionin còn ở sinh vật nhân sơ mã AUG mã hóa mang đến a.a foocmin Methionin.
a. A mở đầu - tARNtiến vào bộ bố mở đầu (đối mã của nó – UAX- khớp với mã mở đầu – AUG – bên trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), sau đótiểu phần lớngắn vào tạo ribôxôm trả chỉnh.
Bước 2. Kéo dãn chuỗi polipeptit
Phức hợpaa1- tARNvào ribôxôm khớp bổ sung đối mã với côđon tiếp sau mã mở đầu bên trên mARN,1 liên kết peptitđược hiện ra giữaaa mở đầu và aa1.
Ribôxôm dịch chuyển qua côđon tiếp theo,tARN mở đầurời khỏi ribôxôm, phức hợpaa2- tARNvào ribôxôm khớp bổ sung đối mã với côđon đó, 1 liên kết peptit nữa được sinh ra giữaaa1và aa2.
Quá trình cứ tiếp diễn như vậy mang đến đến khi ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc (UGA, UAG giỏi UAA).
Bước 3. Kết thúc
Khiribôxômchuyển dịch sangbộ ba kết thúc(UAA, UAG, UGA) thì thừa trìnhdịch mã ngừng lại,2 tiểu phần của ribôxôm bóc tách nhau ra. Một enzim đặc hiệu loại bỏ axit amin mở đầuvà giải phóng chuỗi pôlipeptit, quy trình dịch mã hoàn tất.
Kết quả:
Từ một phân tử mARN trưởng thành có 1 riboxom trượt qua sẽ tạo thành một chuỗi polipeptit cấu trúc bậc 1 trả chỉnh.
Chuỗi polipeptit sau khi được tổng hợp thì tiếp tục biến đổi để hình thành những cấu trúc bậc 2, 3, 4 để thực hiện những chức năng sinh học.
Chú ý:Trong dịch mã, mARN thường không gắn với từng riboxom riêng rẽ rẽ cơ mà đồng thời gắn với một đội ribôxôm (pôliribôxôm tốt pôlixôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp.
Ý nghĩa
Từ trình tự sắp xếp những nucleotit bên trên mARN được chuyển đổi thành trình tự sắp xếp các a.a trong chuỗi polipeptit.
Xem thêm: Giải Sinh Học 8 Bài 20 Hô Hấp Và Cơ Quan Hô Hấp Và Các Cơ Quan Hô Hấp
Từ tin tức di truyền vào nhân được biểu hiện thành các tính trạng ở bên phía ngoài kiểu hình.