Thông tin di truyền trong ADN được biểu hiện thành tính trạng thông qua 2 cơ chế là phiên mã và dịch mã. Khi ADN thay đổi cấu trúc do đột biến sẽ dẫn tới thay đổi cấu trúc của mARN và của protein tương ứng, có thể kéo theo sự thay đổi tính trạng tương ứng. Để hiểu hơn về vấn đề này, mời bạn đọc theo dõi những chia sẻ dưới đây của VIETGEN.
Giải Đáp: Thông Tin Di Truyền Trong ADN Được Biểu Hiện Thành Tính Trạng Của Cơ Thể Thông Qua Cơ Chế Nào?
Chức năng của ADN là mang thông tin di truyền, bảo quản, bảo tồn thông tin di truyền và biến đổi tạo nền tảng cho sự tiến hóa. Thông tin di truyền mang các dữ liệu về cấu trúc và đặc điểm của từng loại nucleotide có trong cơ thể sinh vật, do đó ADN sẽ góp phần quy định các đặc tính của sinh vật.
Bạn đang xem: Thông Tin Di Truyền Trong ADN Được Biểu Hiện Thành Tính Trạng Của Cơ Thể Thông Qua Cơ Chế Nào?
Thông tin di truyền trong ADN được biểu hiện thành tính trạng của cơ thể thông qua cơ chế phiên mã từ ADN sang mARN rồi dịch mã từ mARN sang protein và từ protein biểu hiện thành tính trạng. Tính đa dạng và tính đặc thù của ADN là cơ sở cho tính đa dạng và đặc thù của mỗi loài sinh vật.
Phiên Mã Là Gì? Những Thông Tin Cần Biết Về Phiên Mã
Phiên Mã Là Gì?
Trong sinh học phân tử và di truyền học, phiên mã là quá trình tổng hợp ARN từ mạch khuôn của gen. Trong quá trình này, trình tự các deoxyribonucleotit ở mạch khuôn của gen (bản chất là ADN) được chuyển đổi thành trình tự các ribonucleotit của ARN theo nguyên tắc bổ sung.
Các Thành Phần Tham Gia Vào Quá Trình Phiên Mã
Theo đó, các thành phần tham gia vào quá trình phiên mã gồm:
- ADN mạch khuôn mang thông tin di truyền tổng hợp nên phân tử ARN.
- Nguyên liệu để tổng hợp mạch ARN là các ribonucleotit tự do trong môi trường (A, U, G, X)
- Enzim ARN polimeraza giúp nhận biết điểm khởi đầu phiên mã trên mạch ADN gốc, sau đó bám vào và liên kết với mạch ADN gốc đó, tháo xoắn phân tử ADN và để lộ ra mạch mã gốc. Các Nu gắn vào mạch mã gốc và tổng hợp nên mạch ARN mới.
Ngoài ra, một số thành phần khác bắt buộc phải có trong quá trình phiên mã đó là: nước cất làm dung môi; Diethylpyrocarbonate (DEPC) hay diethyldicarbonate (tên theo IUPAC) để khử hoạt tính RNase (enzym ribonucleotidaza) trong dung dịch và xử lí các dụng cụ thí nghiệm; pH và nhiệt độ ủ thích hợp (thường là 37 độ C).
Quá Trình Phiên Mã Diễn Ra Như Thế Nào?
Quá trình phiên mã được diễn ra theo 3 giai đoạn: khởi đầu, kéo dài và kết thúc.
Bước 1: Khởi đầu
ADN được cuộn xoắn, đồng thời liên kết với protein. Khi nhận biết tín hiệu phiên mã, đoạn ADN gốc sẽ dãn xoắn để lộ ra vùng điều hòa. Lúc này, ARN polimezara phát hiện mạch mã gốc và bám vào trượt trên mạch gốc ADN theo chiều 3′ – 5 ‘ , yếu tố sigma là nhân tố giúp nhận biết điểm khởi đầu phiên mã.
Bước 2: Kéo dài chuỗi
RNA-polymeraza vừa trượt dọc trên mạch khuôn gen theo chiều 3’- 5’, vừa lắp các ribonucleotit tự do vào mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung, rồi sử dụng ATP để gắn các ribonucleotit vừa được lắp trên mạch khuôn với nhau bằng liên kết photphodieste, tạo nên chuỗi polyribonucleotit mới theo hướng 5’-3’.
Đoạn nào trên gen đã phiên mã xong đóng xoắn lại ngay. Ở bước này, chuỗi polyribonucleotit được dài dần ra, nên được gọi là giai đoạn kéo dài (elongation), cũng là giai đoạn lâu nhất trong toàn bộ quá trình.
Xem thêm : Mang thai 3 tháng đầu uống sữa gì?
Bước 3: Kết thúc
Khi RNA-polymeraza trượt tới tín hiệu kết thúc trên gen thì dừng phiên mã và tách khỏi gen, phân tử RNA vừa tạo thành được giải phóng, đồng thời đoạn gen bị tách “khép” lại rồi trở thành cấu trúc xoắn kép như trước.
Kết Quả Và Ý Nghĩa Của Phiên Mã
Kết quả của phiên mã: Mỗi lần phiên mã sẽ tạo ra một phân tử ARN có thể là mARN, tARN hoặc r ARN, có trình tự giống với mạch bổ sung của ADN nhưng thay T bằng U, chúng sẽ tham gia vào quá trình tiếp theo là quá trình dịch mã.
Ý nghĩa của phiên mã: Tạo ra các loại ARN tham gia trực tiếp vào quá trình sinh tổng hợp protein, từ các protein đó sẽ tham gia vào quá trình tính trạng của sinh vật.
Sự Khác Nhau Giữa Nhân Đôi ADN Và Phiên Mã
Tự nhân đôi ADN Phiên mã Chịu sự điều khiển của enzim ADN polimeraza Chịu sự điều khiển của enzim ARN polimeraza Thực hiện trên cả hai mạch (mạch gốc tổng hợp liên tục, mạch bổ sung tổng hợp gián đoạn) Chỉ thực hiện trên mạch gốc (vì ARN chỉ có một mạch đơn) 4 loại NU sử dụng từ môi trường là A, T, G, X 4 loại Nu sử dụng từ môi trường là A, U, G, X Sản phẩm tạo thành là ADN mạch kép Sản phẩm tạo thành là ARN mạch đơn
Dịch Mã Là Gì? Ý Nghĩa Của Quá Trình Dịch Mã
Dịch Mã Là Gì?
Trong sinh học phân tử và di truyền học, dịch mã là quá trình trong đó ribosome trong tế bào chất hoặc mạng lưới nội chất tổng hợp protein sau quá trình phiên mã từ ADN đến ARN trong nhân. Toàn bộ quá trình được gọi là biểu hiện gen.
Dịch mã gồm ba giai đoạn:
- Khởi đầu: Ribosome gắn với xung quanh đoạn đầu mRNA. Các tRNA đầu tiên được gắn tại bộ 3 mở đầu.
- Kéo dài: tRNA chuyển một amino acid tới tRNA tương ứng với codon tiếp theo. Sau đó ribosome di chuyển (translocates) tới bộ 3 mRNA tiếp theo để tiếp tục quá trình tạo ra một chuỗi amino acid.
- Kết thúc: Khi đạt tới bộ 3 dừng, ribosome giải phóng polypeptide.
Các Thành Phần Tham Gia Vào Quá Trình Dịch Mã
Bao gồm:
- Mạch khuôn mARN mang thông tin mã hóa axit amin (a.a)
- Nguyên liệu gồm 20 loại a.a tham gia vào quá tình tổng hợp chuỗi polipeptit.
- tARN và ribosome hoàn chỉnh (tiểu phần bé, tiểu phần lớn liên kết với nhau).
- Các loại enzyme hình thành liên kết gắn a.a với nhau và a.a với tARN.
Quá Trình Dịch Mã Được Diễn Ra Như Thế Nào?
Gồm:
Giai đoạn 1: Hoạt hóa axit amin
Trong tế bào chất, nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, mỗi axit amin được hoạt hóa và gắn với tARN tương ứng tạo nên phức hợp axit amni – tARN (aa – tARN).
Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi polipeptit
Xem thêm : Ăn sầu riêng có mập không?
– Mở đầu:
Tiểu đơn vị bé của ribosome gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu. Vị trí này nằm gần côđon mở đầu. Bộ ba đối mã của phức hợp mở đầu Met – tARN (UAX) bổ sung chính xác với côđon mở đầu (AUG) trên mARN. Tiểu đơn vị lớn của ribosome hoàn chỉnh sẵn sàng tổng hợp chuỗi pôlipeptit.
– Khéo dài chuỗi pôlipeptit:
Codon thứ hai trên mARN (GAA) gắn bổ sung với anticôđon của phức hợp Glu-tARN (XUU). Ribosome giữ vai trò như một khung đỡ mARN và phức hợp aa-tARN với nhau, đến khi hai axit amin Met và Glu tạo nên liên kết peptit giữa chúng.
Ribosome dịch đi một côđon trên mARN để đỡ phức hợp côđon-anticôđon tiếp theo cho đến khi axit amin thứ ba (Arg) gắn với axit amin thứ hai (Glu) bằng liên kết peptit. Ribosome lại dịch chuyển đi một côđon trên mARN và cứ tiếp tục như vậy đến cuối mARN.
– Kết thúc:
Khi ribosome tiếp xúc với mã kết thúc trên mARN (UAG) thì quá trình dịch mã hoàn tất. Nhờ một loại enzim đặc hiệu, axit amin mở đầu (Met) được cắt khỏi chuỗi pôlipeptit vừa tổng hợp. Chuỗi polipeptit tiếp tục hình thành các cấu trúc bậc cao hơn, trở thành protein có hoạt tính sinh học.
Kết Quả Và Ý Nghĩa Của Dịch Mã
Kết quả của quá trình dịch mã: Khi ribosome chuyển dịch sang bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA) thì quá trình dịch mã ngừng lại, 2 tiểu phần của ribosome tách nhau ra. Một enzim đặc hiệu loại bỏ axit amin mở đầu và giải phóng chuỗi pôlipeptit, quá tình dịch mã hoàn tất.
Ý nghĩa của dịch mã: Từ trình tự sắp xếp các nucleotit trên mARN được chuyển đổi thành trình tự sắp xếp các aa trong chuỗi polipeptit. Từ thông tin di truyền trong nhân được biểu hiện thành các tính trạng ở bên ngoài kiểu hình.
Mối Quan Hệ Của ADN, ARN, Protein, Tính Trạng
Theo đó, mối quan hệ của ADN, ARN, Protein, tính trạng được thể hiện như sau:
- Trình tự các nucleotit trên ADN quy định trình tự các ribonuleotit trên mARN, nên phân tử mARN là bản mã sao của gen cấu trúc. Enzim ARN – polimeraza tách 2 mạch đơn của gen đồng thời liên kết các ribônucleotit tự do trong môi trường nội bào với các nucleotit trên mạch mã gốc của gen theo NTBS (A-U, G-X) tạo ra phân tử mARN.
- Trình tự các ribônucleotit trên mARN quy định trình tự các axit amin trong protein. Các ribosome tiếp xúc với mARN ở tế bào chất, tại từng bộ ba mã sao mà ribosome trượt qua trên mARN, các phức hợp aa – tARN vào ribosome so đối mã theo NTBS để gắn axit amin tạo thành chuỗi pôlipeptit. Sau đó chuỗi polipeptit hình thành các bậc cấu trúc cao hơn để trở thành phân tử protein có hoạt tính sinh học.
- Protein thực hiện chức năng theo từng loại và biểu hiện thành tính trạng.
- Khi ADN thay đổi cấu trúc do đột biến sẽ dẫn tới thay đổi cấu trúc của mARN và của protein tương ứng rồi có thể kéo theo sự thay đổi tính trạng tương ứng.
Trên đây là những kiến thức liên quan về thông tin di truyền trong ADN được biểu hiện thành tính trạng mà bạn đọc có thể tham khảo. VIETGEN là trung tâm xét nghiệm ADN ở Hà Nội uy tín, nếu có nhu cầu thử ADN, xét nghiệm NIPT ở Hà Nội thì bạn đừng quên liên hệ ngay với chúng tôi nhé!
Thông tin liên hệ:
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG GEN CÔNG NGHỆ CAO – VIETGEN
- Trụ sở chính: Số 3, ngõ 1, Lê Văn Thiêm, Nhân Chính, Thanh Xuân, Hà Nội
- Hệ thống văn phòng đại diện:
- Hotline: 083-527-5588 | 096-6593-797
- Email: vietgen2021@gmail.com
- Website: www.vietgen.vn
- Fanpage: https://www.facebook.com/XetnghiemVIETGEN
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp