mở đầu là foocmin metionin Mối liên quan - Diễn ra đồng thời - Diễn ra không đồng thời giữa phiên mã và dịch mã Điều hòa sau - Không - Có dịch mã Câu 14. EF-Tu là một yếu tố kéo dài với GTP tham gia giai đoạn kéo dài chuỗi pôlipeptit ở tế bào nhân sơ. EF-Tu gắn với tất cả các phức hợp aminoaxyl-tARN(aa-tARN) với ái lực gần như nhau để đưa chúng đến ribôxôm với tần xuất giống nhau. Sau đây là kết quả thí nghiệm xác định sự liên kết của EF-Tu và phức hợp aminoaxyl-tARN bắt cặp chính xác và không chính xác.
Phức hợp aminoaxyl-tARN Hệ số phân ly(nM) Ala-tARNAla 6,2 Ala Gln-tARN 0,05 Gln Gln –tARN 4,4 Gln Ala-tARN 260 a. Dựa vào số liệu trên hãy giải thích vì sao hệ thống nhận biết tARN- EF-Tu có thể ngăn ngừa sự ghép sai axit amin trong quá trình dịch mã? b. Hãy chỉ ra vai trò của EF-Tu trong quá trình dịch mã. Phức hợp aminoaxyl-tARN bắt cặp chính xác (Ala-tARN Alavà Gln-tARNGln) có ái lực gần như nhau với EF-Tu và được chuyển đến vị trí A trên ribôxôm.
- Phức hợp bắt cặp không chính xác Ala-tARN Gln gắn với EF-Tu lỏng lẻo hơn nhiều và sẽ phân ly với EF-Tu trước khi tiến đến ribôxôm. - Phức hợp Gln-tARNAla gắn chặt với EF-Tu làm cho EF-Tu không tách được khỏi chúng tại ribôxôm. - Do đó, dù ái lực gắn kết cao hay thấp hơn đều ảnh hưởng đến hoạt động của EF- Tu và làm giảm tốc độ gắn vào vị trí A trên ribôxôm của phức hợp aminoaxyl-tARN bắt cặp sai. Vai trò của EF-Tu giúp sự bắt cặp chính xác bộ ba đối mã của tARN với bộ ba mã hóa của mARN.
14 skkn - Sự thủy phân GTP gắn với EF-Tu khi có sự cặp đôi chính xác tạo cấu hình phù hợp cho sự tương tác giữa côđon- anticôđon và đảm bảo cho sự hình thành liên kết peptit xảy ra tiếp theo. Trong phản ứng kéo dài các đại phân tử sinh học, có hai cơ chế cơ bản như hình dưới đây. Ở dạng kéo dài loại I, gốc hoạt hóa (đánh dấu X) được giải phóng từ chuỗi đang kéo dài. Ở dạng II, gốc hoạt hóa được giải phóng từ một đơn phân tham gia kéo dài chuỗi.
ADN và ARN được tổng hợp theo dạng nào? Giải thích. Trả lời -Dạng hoạt hóa của DNA và RNA tương ứng là dNTP và NTP sau khi được liên kết vào chuỗi polinu đang tổng hợp thì dNTP và NTP loại đi gốc pyrophosphate Phương trình : NTP + chuỗi n nu chuỗi n+1 nu + pyrophosphate(2Pi) => gốc hoạt hóa được giải phóng từ đơn phân tham gia vào phản ứng kéo dài chuỗi => tương ứng với Type II - Type I gốc hoạt hóa giải phóng từ chuỗi đang kéo dài => tương ứng với quá trình tổng hợp protein: + aa~tRNA khi liên kết với chuỗi polipeptit đang tổng hợp sẽ loại tRNA cũ đang gắn vào chuỗi polipeptit ra + Phương trình : aa~tRNA + chuỗi polipep n aa chuỗi polipep n+1 aa+tRNA Câu 16. Quá trình phiên mã và dịch mã của một gen ở tế bào 1 loài sinh vật được minh họa bởi hình vẽ sau: Hãy cho biết: a) Sinh vật trên thuộc nhóm nào?Giải thích. b) Quá trình phiên mã của gen trên thực hiện theo chiều nào? Giải thích.
Trả lời -Sinh vật trên thuộc nhóm sinh vật nhân sơ Giải thích: do trong hình vẽ, quá trình phiên mã, dịch mã xảy ra đồng thời, đặc điểm này chỉ có ở sinh vật nhân sơ, do chúng không có màng nhân và là gen không phân 15 skkn mảnh nên không cần hoàn thiện và vận chuyển mRNA ra khỏi nhân => dịch mã ngay trong khi phiên mã chưa kết thúc - Quá trình phiên mã của gen trên thưc hiện theo chiều từ B A Giải thích : - mRNA đang được dịch mã theo chiều từ D E => từ D E là chiều 5’ 3’ của mRNA đó. => tương ứng trên gen theo chiều từ B A là chiều 3’5’ cùng chiều với chiều phiên mã => chiều phiên mã là từ B A 3. Câu hỏi về điều hòa hoạt động của gen Câu 1. Bình thường người ta thấy loài vi sinh vật nọ không sản xuất ra enzim D, nhưng khi đưa thêm vào môi trường nuôi cấy của chúng một chất dinh dưỡng E thì sau 15 phút người ta thấy enzim D xuất hiện.
Hãy giải thích hiện tượng trên về mặt cơ chế di truyền. Trả lời * Dữ kiện đề bài cho ta nhận định sự điều hoà tổng hợp enzim D ở VSV nọ có thể xảy ra theo cơ chế điều hoà hoạt động gen ở vi khuẩn của F. - Trong tế bào của VSV, các gen cấu trúc có liên quan về chức năng được phân bố liền nhau thành từng cụm có chung một cơ chế điều hoà được gọi là một opêron. - 1 Opêrôn gồm các thành phần cơ bản sau: +1 nhóm gen cấu trúc có liên quan về chức năng.
+ Vùng vận hành (O): là nơi protêin ức chế có thể liên kết làm ngăn cản sự phiên mã, khi không có prôtêin ức chế thì vùng vận hành hoạt động. + Vùng khởi động: Nơi ARN polimeraza bám vào và khởi đầu phiên mã. Sự hoạt động của Opêrôn phụ thuộc váo sự điều khiển của gen điều hoà Opêrôn (R), gen điều hoà không nằm trong thành phần của Opêrôn mà nằm trước Opêrôn. Bình thường gen điều hoà tổng hợp prôtêin ức chế liên kết với vùng vận hành ngăn cản quá trình phiên mã (không cho Opêrôn hoạt động).
* Trong đề bài thấy bình thường gen điều hoà phiên mã tạo mARN, tổng hợp prôtêin ức chế, chất ức chế bám vào vùng vận hành, do đó các gen cấu trúc không được phiên mã nên enzim D không được tổng hợp. - Khi đưa thêm chất dinh dưỡng E vào môi trường nuôi cấy VSV nọ thì chính chất này với vai trò là chất cảm ứng gắn với prôtêin ức chế nên nó không gắn vàp vùng vận hành được nữa, vùng vậnh được tự do điều khiển quá trình phiên mã của Opêrôn, mARN của các gen cấu trúc được tổng hợp và quá trình dịch mã xảy ra enzim D được tổng hợp. Vì sao cơ chế điều hoà hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực lại phức tạp hơn so với ở sinh vật nhân sơ? Trả lời ở Nhân thực ở nhân sơ Quá trình phiên tách rời nhau diễn ra đồng thời mã và dịch mã ADN liên kết với các histon tạo nên dạng trần vì vậy những yếu tố chất nhiễm sắc vì vậy những điều hoà có thể tác động trực 16 skkn yếu tố điều hoà khó có thể tác tiếp vào ADN động trực tiếp vào ADN chứa nhiều những đoạn lặp lại ADN nhân sơ chỉ có một vài và phần lớn không được dịch đoạn lặp lại mã do vậy ADN ở sinh vật nhân thực thì phần lớn đóng vai trò điều hoà mARN sau khi được tổng hợp xong Không có hiện tượng cắt nối phải cắt bỏ itron, nối exon sau như ở nhân thực đó mới đến riboxom để tổng hợp protein Nhu cầu protein việc tổng hợp các loại protein tương đối ổn định trong suốt ở các giai đoạn khác nhau thì quá trình sống. khác nhau và còn phụ thuộc vào từng loại mô, nhu cầu tế bào v.
Mức điều hòa có nhiều cách điều hoà khác chủ yếu ở dang phiên mã và nhau: Điều hoà phiên mã, sau nhìn chung chủ yếu theo mô phiên mã, dịch mã v. hình Operon Câu 3. Tại sao sự điều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân thực thể hiện khác nhau ở những giai đoạn phát triển khác nhau của cá thể? Trả lời Sự điều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân thực thể hiện khác nhau ở những giai đoạn phát triển khác nhau của cá thể, vì: - Sinh vật nhân thực thường có cấu tạo cơ thể rất phức tạp, bao gồm các mô và các cơ quan chuyên hóa khác nhau phát sinh từ một tế bào duy nhất (hợp tử). Vì thế, sự điều hòa biểu hiện của nhiều gen vào những giai đoạn khác nhau cần nhiều cơ chế điều hòa tinh tế mới có thể đảm bảo cho cơ thể phát triển và sinh trưởng bình thường.
- Trong sự phát sinh cá thể, tùy từng giai đoạn, tùy từng loại mô mà chỉ có một số gen trong tế bào hoạt động. Điều đó được diễn ra nhờ cơ chế điều hòa hoạt động gen. Khi nghiên cứu cấu trúc vùng điều hòa của gen X (một gen được biểu hiện ở tế bào biệt hóa của chuột ), một nhà nghiên cứu đã dùng enzim cắt giới hạn để cắt đoạn AND phía trước gen X thành nhiều đoạn ngắn có độ dài khác nhau. Sau đó, các đoạn cắt được nối với gen lacZ (một gen chỉ thị)đã bị cắt bỏ vùng khởi động (promoter).
Các AND tái tổ hợp này được chuyển vào tế bào gan để theo dõi mức độ biểu hiện của gen lacZ. Kết quả theo dõi được trình bày ở hình dưới đây. 17 skkn Vùng điều của gen X trong tế bào thần kinh M M H M M H LacZ Mức độ biểu hiện Các đoạn nối với gen lacZ của gen lacZ 0 0 0 5 5 80 5 80 Hãy cho biết vùng nào là vùng khởi động (promoter), vùng nào là vùng tăng cường (enhancer)của gen X? Giải thích. Trả lời - Vùng M-H nằm cạnh gen lacZ là promoter cua gen X vì trong AND tái tổ hợp, phân tử nào thiếu đoạn này gen lacZ đều không biểu hiện.
Mặt khác, đây là vùng liên kết với yếu tố phiên mã chung giúp ARN poolimeraza có thể nhận biết và phiên mã nhưng ở mức thấp(chỉ 5 đơn vị). - Hai vùng M-M không phải là enhancer vì sự có mặt của chúng không làm tăng mức biểu hiện của lacZ. - Vùng H-M năm gữa hai đoạn M-M là vùng enhancer vì khi lien kết với promoter thì gen lacZ đã biểu hiện ở mức cao nhất. So sánh cơ chế điều hòa âm tính và điều hòa dương tính ở opêron Lac.
Trả lời * Giống nhau: - Đều để thích ứng với các điều kiện môi trường biến động, đồng thời để tiết kiệm năng lượng và vật chất của tế bào. - Đều liên quan đến sự tham gia của các gen điều hòa. Các gen này mã hóa cho các sản phẩm trực tiếp (prôtêin điều hòa) điều hòa sự biểu hiện của các gen cấu trúc. Đều có hệ thống điều hòa cảm ứng và ức chế thông qua sự tương tác của các tác nhân môi trường (vai trò làm tín hiệu điều hòa) với prôtêin điều hòa.
18 skkn * Khác nhau: - Trong cơ chế điều hòa dương tính, prôtêin điều hòa có vai trò làm tăng sự biểu hiện của một hoặc một số gen cấu trúc. Còn trong điều hòa âm tính, prôtêin điều hòa có vai trò ức chế sự biểu hiện của gen cấu trúc.