PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ

PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ

I. PHIÊN MÃ :

1 Cơ chế phiên mã

- Thời điểm : Xảy ra trước khi tế bào tổng hợp prôtêin ph aG₁; G₂ kì trung gian..

- Diển biến :

+ Đầu tiên ARN polimeraza bám vào vùng điều hoà làm gen tháo xoắn để lộ ra mach mã gốc(có chiều 3^,→ 5^,) và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu.

+ Sau đó, ARN polimeraza trượt dọc theo mạch mã gốc trên gen có chiều 3^,→ 5^, để tổng hợp nên mARN theo nguyên tắc bổ sung (A – U; G – X) theo chiều 5^, → 3^,.

+ Khi enzim di chuyển đến cuối gen, gặp tín hiệu kết thúc → phiên mã kết thúc, phân tử mARN được giải phóng. Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn của gen xoắn ngay lại.

+ Ở sinh vật nhân sơ, mARN sau phiên mã được sử dụng trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protêin.

Còn ở sinh vật nhân thực, mARN sau phiên mã phải được chế biến lại bằng cách loại bỏ các đoạn không mã hoá( intron), nối các đoạn mã hoá (exon) tạo ra mARN trưởng thành.

Sơ đồ cơ chế phiên mã

- Kết quả : Một đoạn phân tử ADN (gen) 1 phân tử ARN .

- Ý nghĩa : Hình thành ARN trực tiếp tham gia vào quá trình tổng hợp prôtêin quy định tính trạng .

II. DỊCH MÃ :

* Khái niệm:

Mã di truyền chứa trong mARN được chuyển thành trình tự các axit amin trong chuỗi polipeptit của protein gọi là dịch mã.

Cơ chế dịc mã:

1. Hoạt hoá axit amin :

aa + ATP + tARN → aa- tARN.

2. Tổng hợp chuỗi pôlipeptit :

Giai đoạn mở đầu:

+ Tiểu đơn vị bé của riboxom gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu(gần bộ ba mở đầu) và di chuyển đến bộ ba mở đầu (AUG), aa _{mở đầu} – tARN tiến vào bộ ba mở đầu ( đối mã của nó khớp với mã mở đầu trên mARN theo NTBS), sau đó tiểu phần lớn gắn vào tạo riboxom hoàn chỉnh.

- Giai đoạn kéo dài:

- aa₁- tARN tiến vào riboxom (đối mã của nó khớp với mã của aa₁/mARN theo NTBS), liên kết peptit được hình thành giữa aa mở đầu và aa ₁.Ri chuyển dịch sang bộ ba thứ hai, tARN vận chuyển axit amin mở đầu được giải phóng.

- aa₂-tARN → Ri , đối mã của nó khớp với mã của aa₂/mARN theo NTBS) liên kết peptit được hình thành giữa aa₁ và aa₂ .Riboxom chuyển dịch đến bộ ba thứ ba, tARN vận chuyển axit amin thứ hai được giải phóng. Quá trình cứ tiếp tục như vậy đến bộ ba tiếp giáp với bộ ba kết thúc của phân tử mARN.

Giai đoạn kết thúc:

- Khi Ri chuyển dịch sang bộ ba kết thúc thì quá trình dịch mã ngừng lại, 2 tiểu phần của riboxom tách nhau ra. Một enzim đặc hiệu loại bỏ aa mở đầu và giải phóng chuỗi pôlipeptit.

VÍ DỤ MINH HOẠ

Câu1 : Trong tổng hợp prôtêin. tARN có vai trò

A. vận chuyển các nuclêotit tham gia vào quá trình giải mã.

B.vận chuyên các tiêu phân nhỏ của ribôxôm.

C. gắn với axitamin trong môi trường nội bào.

D. vận chuyển axitamin đặc trưng đến riboxom và đối mã di truyền.

Lời giải:

Trong tổng hợp prôtêin, tARN có vai trò vận chuyển axitamin đặc trưng đến riboxom và đối mã di truyền.

Chọn D.

Câu 2 Bằng chứng nào sau đây ủng hộ giả thuyết cho rằng vật chất di truyền xuất hiện đầu tiên trên Trái Đất có thể là ARN?

A. ARN có thể nhân đôi mà không cần đến enzim(prôtêin).

B. ARN cỏ kích thước nhỏ hơn ADN.

C ARN có thành phần nuclêôtit loại uraxin.

D. ARN là hợp chất hữu cơ đa phân tử.

Lời giải:

Vật chất di truyền xuất hiện đầu tiên trên Trái Đất có thể là ARN, bởi vì chúng có thể tự nhân đôi mà không cần emzim. Chúng cũng có thể đóng vai trò xúc tác sinh học như 1 enzim.

Chọn A.

Câu 3

Một phân tử mARN chỉ chứa 3 loại A, U và G. Nhóm các bộ ba nào sau đây có thể có trên

mạch bổ sung của gen đã phiên mã ra mARN nói trên?

A. TAG, GAA, AAT, ATG.

B. ATX, TAG, GXA, GAA.

C. AAG, GTT, TXX, XAA.

D. AAA, XXA, TAA, TXX

Trả lời:

mARN chứa A,U,G => gen đã phiên mã ra mARN chứa T,A,X =>mạch bổ sung của gen chứa A,T,G (theo

nguyên tắc bổ sung)

Đáp án A

Câu 4. Cho các thông tin sau đây:

(1) mARN sau phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protein

(2) khi riboxom tiếp xúc với mã kết thúc trên mARN thì quá trình dịch mã hoàn tất.

(3) nhờ một enzim đặc hiệu, acid amin mở đầu được cắt khỏi chuỗi polypeptit vừa tổng hợp

(4) mARN sau phiên mã được cắt bỏ itron và nối các exon lại với nhau thành mARN trưởng thành

Các thông tin về sự phiên mã và dịch mã với cả tế bào nhân thực và nhân sơ là:

A. (2) và (4)

B. (2) và (3)

C. (3) và (4)

D. (1) và (4).

Trả lời:

Các thông tin về sự phiên mã và dịch mã với cả tế bào nhân thực và nhân sơ là:

(2) khi riboxom tiếp xúc với mã kết thúc trên mARN thì quá trình dịch mã hoàn tất.

(3) nhờ một enzim đặc hiệu, acid amin mở đầu được cắt khỏi chuỗi polypeptit vừa tổng hợp

(1) chỉ có ở sinh vật nhân sơ

(4) chỉ có ở sinh vật nhân thực

Đáp án B

Câu 5.Phát biểu nào sau đây chưa chính xác?

A. 1 riboxom có thể tham gia tổng hợp bất cứ loại protein nào

B. Enzim phiên mã tác dụng theo chiều 3’ -> 5’ trên mạch mã gốc

C. Riboxom dịch chuyển trên mARN theo từng bộ ba theo chiều từ 5’ -> 3’

D. Enzim phiên mã tác dụng từ đầu đến cuối phân tử AND theo chiều 3’ -> 5’

Trả lời:

Enzim phiên mã tác dụng từ đầu đến cuối phân tử ADN theo chiều 3’ -> 5’ chưa chính xác (Enzim phiên mã tác

dụng theo chiều 3’ -> 5’ trên mạch mã gốc)

Đáp án D

Câu 6: Một đoạn của chuỗi polipeptit có trình tự axit amin như sau: NH2...Phe-Tyτ-Cys...COOH. Cho biết các bộ ba mã hóa axit amin là Phe: UUU,UUX; Tyr: UAU, UAX; Cys: UGU,UGX. Vậy mạch mã gốc của gen có trình tự nucleotit là

A. 3’...GAA-GTA-GXA...5’.

B. 3’...TTT-XAT-XGT...5’

C. 5’...GXA-GTA-GAA...3’

D. 5’...AAA-XAT-TGT...3’

Lời giải:

Phe: UUU; UUX => Trên mạch gen gốc: 3'AAA5'; 3'AAG5'

Tyr: UAU; UAX => Trên mạch gen gốc: 3'ATA5'; 3'ATG5'

Cys: UGU; UGX => Trên mạch gen gốc: 3'AXA5'; 3'AXG5'

=> Mạch mã gốc có thể là: 5’...GXA-GTA-GAA...3’

Chọn C.

BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Câu 1 : Mục đích của quá trình tổng hợp ARN trong tế bào là:

A. Chuẩn bị cho sự phân chia tế bào

B. Chuẩn bị cho sự nhân đôi ADN

C. Chuẩn bị tổng hợp prôtêin cho tế bào

D. Tham gia cấu tạo nhiễm sắc thể

Câu 2 : Trong quá trình tổng hợp ARN không xảy ra hiện tượng nào sau đây?

A. G trên mạch gốc liên kết với X của môi trường nội bào

B. X trên mạch gốc liên kết với G của môi trường

C. A trên mạch gốc liên kết với T của môi trường

D. T trên mạch gốc liên kết với A của môi trường

Câu 3: Enzim tham gia vào quá trình phiên mã là:

A. ADN polimeraza

B. ADN ligaza

C. ARN polimeraza

D. enzim tháo xoắn

Câu 4: Cho các sự kiện diễn ra trong quá trình phiên mã:

1. ARN polimeraza bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu (khởi đầu phiên mã).

2. ARN polimeraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn để lộ ra mạch gốc có chiều 3^’ – 5^’

3. ARN polimeraza trượt dọc theo mạch mã gốc trên gen có chiều 3^’ – 5^’

4. Khi ARN polimeraza di chuyển đến cuối gen gặp tín hiệu kết thúc thì quá trình tổng hợp dừng.

Trong quá trình phiên mã, trật tự diễn ra theo trình tự đúng là:

A. 1 → 4 → 3 →2 B. 1 → 2 → 3 → 4

C. 2 → 1 → 3 → 4 D. 2 → 3 → 1 →4

Câu 5: Chuỗi nu của mạch ADN mã gốc có chiều 3^'-5^' nào sau đây mã hoá cho chuỗi pôlipeptit phe-pro-lys tương ứng với các codon trên mARN của nó là 5’UUX-XXG-AAG3^’?

A. 5’UUU-GGG-AAA3^’ B. 5’AAA-AXX-TTT3^’

C. 5’GAA-XXX-XTT3^’ D. 5’XTT-XGG-GAA3^’

Câu 6: Loại ARN nào sau đây có hiện tượng cắt bỏ intron rồi nối các exon với nhau?

A. mARN sơ khai của sinh vật nhân thực B. mARN trưởng thành của sinh vật nhân thực

C. mARN sơ khai của sinh vật nhân sơ D. mARN trưởng thành của sinh vật nhân sơ

Câu 7: Phát biểu nào sau đây là sai:

A. Phiên mã ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực tạo ra mARN sơ khai sau đó cắt bỏ các intron mới tạo thành mARN trưởng thành.

B. Phiên mã và tái bản ADN ở sinh vật nhân sơ và nhân thực đều thực hiện ở nhân tế bào hoặc vùng nhân.

C. Chiều mạch được tổng hợp trong quá trình phiên mã là chiều 5→→3^’

D. ADN polimeraza không tham gia vào quá trình phiên mã.

Câu 8 : Trên thực tế, người ta có thể chèn trực tiếp một gen của tế bào nhân chuẩn vào bộ gen của vi khuẩn và cho gen đó dịch mã thành prôtêin. Dự đoán nào sau đây không chính xác?

A. Prôtêin đó có cấu trúc và chức năng tương tự như prôtêin bình thường được tổng hợp trong tế bào nhân chuẩn.

B. Prôtêin đó có thể chứa nhiều axit amin như bình thường.

C. Prôtêin đó có thể chứa ít axit amin như bình thường.

D. Prôtêin đó có thể có trình tự các axit amin sai khác một phần so với prôtêin bình thường.

Câu 9 : Một gen có 20% ađênin và trên mạch gốc có 35% xitôzin. Gen tiến hành phiên mã 4 lần và đã sử dụng mội trường tổng số 4800 ribônuclêôtit tự do. Mỗi phân tử mARN được tạo ra có chứa 320 uraxin. Số lượng từng loại ribônuclêôtit môi trường cung cấp cho phiên mã là:

A. rA = 640, rU = 1280, rG = 1680, rX = 1200

B. rA = 480, rU = 960, rG = 1260, rX = 900.

C. rA = 480, rU = 1260, rG = 960, rX = 900.

D. rA = 640, rU = 1680, rG = 1280, rX = 1200.

Câu 10 : Một gen dài 2448 A^o có A= 15% tổng số nucleotit, phân tử mARN do gen trên tổng hợp có U= 36 ribonucliotit và X = 30 % số ribonucleotit của mạch.

Tỉ lệ phần trăm từng loại nucleotit A, T, G, X trong mạch khuôn của gen lân lượt là :

A. 25 %, 5%, 30%, 40% B. 5%, 25 %, 30%, 40%

C. 5%, 25%, 40%, 30% D. 25%, 5%, 40%, 30%

Câu 11 : Một gen dài 2448 A^o có A= 15% tổng số nucleotit, phân tử mARN do gen trên tổng hợp có U= 36 ribonucliotit và X = 30 % số ribonucleotit của mạch.

Số lượng các loại ribonucleotit A,U, G, X trên mARN lần lượt là :

A. 216, 288, 36, 180 B. 180, 36, 288, 216

C. 216, 36, 288, 180 D. 180, 288, 36 và 216

Câu 12: Một gen dài 0.51 µm , khi gen này thực hiện sao mã 3 lần , môi trường nội bào đã cung cấp số ribonucleotit tự do là

A. 4500 B. 3000 C. 1500 D. 6000

Câu 13: Một phân tử mARN có chiều dài 2040A⁰có tỷ lệ các loại A,G,U,X lần lượt là 20% , 15% ,40% , 25% . Người ta dùng phân tử mARN này làm khuôn để tổng hợp nhân tạo một phân tử AND có chiều dài bằng phân tử mARN. Tính theo lí thuyết số loại Nu mỗi loại môi trường cần cung cấp cho quá trình tổng hợp phân tử ADN trên là

A. G = X= 360, A = T = 240 B. G = X= 320, A = T = 280

C. G = X= 240, A = T = 360 D. G = X= 280 , A = T = 320

Câu 14: Một phân tử mARN có chiều dài là 2142A⁰ và tỉ lệ các loại nucleotit lần lượt là A: U: G:X = 1:2:2:4. Nếu phân tử ADN dùng để tổng hợp phân tử mARN này có chiều dài bằng nhau thì số loại Nu mỗi loại của phân tử ADN là

A. A= 140, T= 70, G= 280. X= 140

B. A=T= 420, G=X= 210

C. T= 140, A = 70,X= 280. G= 140

D.A=T= 210 G=X= 420

Câu 15: Trên mạch gốc của một gen ở vi khuẩn có 300A, 400G , 600T, 200X Gen phiên mã 5 lần, số ribonucleotit mỗi loại mà môi trường cung cấp cho gen phiên mã là

A.3000A, 2000X, 1500U, 1000G B. 3000U, 2000G, 1500A, 1000X

C.1860A, 12400X, 9300U, 6200G D. 600A, 400X, 300U,200G

Câu 16: Một gen thực hiện phiên mã hai lần đòi hỏi môi trường cung cấp số lượng các loại nucleotit các loại A=400 , U= 360 , G= 240 và X= 480 . Số lượng nucleotit từng loại của mỗi gen là

A. A=T=360, G=X=380 B. A=T= 380, G=X= 360 C. A=200, T= 180 , G= 120, X= 240 D. A=180, T=200, G= 240, X= 120

Câu 17: Một gen thực hiện hai lần phiên mã đòi hỏi môi trường cung cấp các loại nucleotit với số lượng như sau 360A, 460U, 520G, 480X. Số lượng từng loại nucleotit của gen là

A. A= 820, G= 1000 .

B. A= 410, G= 500

C. A= 480, G= 540

D. A= 460, G= 520

Câu 18: Một gen ở vi khuẩn E.coli có chiều dài 4080 A⁰ và có tổng hai loại nu bằng 40% số nu của gen. Khi gen phiên mã tạo ra 1 phân tử mARN cần môi trường nội bào cung cấp 540 G và 120A. Số lượng 2 loại nu còn lại của mARN là:

A. 240X và 300U

B. 360U và 180 X

C. 360X và 180 U

D. 300X và 240G

ĐA: 1C- 2 C- 3C - 4 C-5D - 6C- 7 A -8A -9A - 10B -11B -12A- 13C-14D-15A-16B- 17B- 18B