Phiên mã là gì? Diễn biến và kết quả của quá trình phiên mã 1. Phiên mã là gì?
Sự truyền thông tin di truyền từ phân tử ADN mạch kép sang phân tử ARn mạch đơn được gọi là
quá trình phiên mã, hay còn có tên khác là sự tổng hợp ARn. Quá trình phiên mã dựa trên một
mạch khuôn của ADN theo nguyên tắc bổ bung
Phiên mã tạo ra nhiều loại ARN khác nhau gôm mARN, tARN, r ARn và một số ARN kích thước nhỏ khác.
2. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN
ARN thông tin ( mARN ) là phiên bản của gen, mang các bộ ba mã sao , làm nhiệm vụ khuân mẫu cho dịch mã ở riboxom.
ARN vận chuyển ( tARN ) có chức năng vận chuyển axit amin và mang bộ ba đối mã tới riboxom
để dịch mã. Trong tế bào có nhiều loại t ARN khác nhau, môi loại t ARN vận chuyển một loại axit amin tương ứng.
ARN riboxom ( hay còn gọi là rARN ) có cấu trúc mạch đơn với nhiều vùng riboxom liên kết với
nhau tạo thành vùng xoắn cục bộ. Về chức năng thì chúng kết hợp với protein để cấu tạo nên riboxom.
3. Cơ chế phiên mã
3.1 Các thành phần tham gia vào quá trình phiên mã
- Mạch mã gốc trên ADN mang thông tin di truyền tôngt hợp nên phân tử ARN.
- Nguyên liệu để tổng hợp mạch ARN là các ribonucleotit tự do trong môi trường ( A, U, G, X)
- Emzim 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 mach mã gốc. Các
Nu gắn vào mạch mã gốc và tổng hợp nên mạch ARN mới 3.2. Diễn biến
Quá trình phiên mã gồm có 3 giai đoạn là 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 tốc giúp nhận biết điểm khởi đầu phiên mã.
Bước 2: Kéo dài chuỗi
Khi bắt đầu tổng hợp ARN , yếu tố sigma rời khỏi phức hệ phiên mã. Tiếp đó, enzym ARN
polimezara trượt trên mạch gốc ADn đồng thời các Nucleotit tự do lân lượt liên kết với cac
snucleotit trên ADN theo nguyên tắc bổ sung:
A trên mạch gốc ADN = U trên ARN
T trên mạch gốc ADN = A trên ARN
G trên mạch gốc ADN = X trên ARN
X trên mạch gốc ADN = G trên ARN
Để các Nu mới liên kết với nhau bằng liên kết potphodieste, hình thành một chuỗi poliribonucleotit
liên tục có chiều 5 ' - 3' cần sử dụng năng lượng ATP.
Các đoạn ARN pol đã đi qua lập tức đóng xoắn lại trả về dạng ADN kép như ban đầu.
Đây là giai đoạn chiếm phần lớn thời gian của quá trình phiên mã. Bước 3: Kết thúc
Khi tín hiệu kết thúc phiên mã được phát ra, ARN pol ròi khỏi ADN và tái kết với yếu tốc sigma
để sử dụng lại ở các lần phiên mã tiếp theo.
Cuối cùng hai mạch của gen liên kết trở lại với nhau.
3.3. Kết quả của quá trình phiên mã
Mỗi lần phiên mã sẽ tạo ra một phân tử ARN có thể là mARN, tARN hoặc r ARN, có trinh tự
giống với mạc bổ sung của ADN nhưng thay T bằng U, chúng sẽ tham gia vào quá trình tiếp theo là quá trình dịch mã. 3.4. Ý nghĩa
Tạo ra các loại ARN tham gia trực tiếp vào quá trình sinh tổng hợp proteinm, từ các protein đó sẽ
tham gia vào quá trình tính trạng của sinh vật.
4. So sánh giữa nhân đôi ADN phiên mã 4.1. Khác nhau - Tự nhân đôi ADN
 Chịu sự điều khiển của enzim ADN polimeraza
 Thực hiện trên cả hai mạch ( mạch gốc tôngt hợp liên tục, mạch bổ sung tổng hợp gián đoạn).
 Bốn loại NU sử dụng từ môi trường là A, T. G, X
 Sản phẩm tạo thành là ADN mạch kép - Phiên mã
 Chịu sự điều khiển của enzim ARN polimerazza
 Chỉ thực hiện trên mạch gốc ( vì ARN chỉ có một mạch đơn )
 Bốn loại Nu sử dụng từ môi trường là A, U, G, X.
 Sản phẩm tạo thành là ARN mạch đơn. 4.2. Giống nhau
- Chỉ thực hiện tự nhân đôi hoặc phiên mã thì NST chưa ADN phải ở trạng thái tháo xoắn.
- Đều được thực hiện theo nguyên tắc bổ sung và khuân mẫu
- Được thực hiện trong nhân tế bào với khuôn mẫu là ADN
- Mạch mới luôn được tổng hợp theo chiều 5' - 3'
5. Các công thức cơ bản liên quan đến quá trình phiên mã
Nếu gọi mạch gốc của gen là mạch một ta có mối liên quan về số lượng các đơn phân giữa gen và ARN: Um = A1 = T2 Am = T1 = A2 Xm = G1 = X2 Gm = X1 = G2
Nếu xét mối tương quan các nucleotit của hai mạch đơn ta có:
T = A = T1 + T2 = A1 + A2 = T1 + A1 = T2 + A2= Um + Am
G = X = G1 + G2 = X1 + X2 = X1 + G1 = X2 + G2 = Xm + Gm
6. Câu hỏi vận dụng
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 protein 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 m ARN 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 gặp tín hiệu kết thúc thì quá trình tổng hợp dừng. A. 1 → 4 → 3 → 2 B. 1 → 2 → 3 → 4 C. 2 → 1 → 3→ 4 D. 2 → 3 → 1 → 4
Câu 5: Phát biểu nào sau đây là sai?
A. phiên mã ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực tạo ra m ARN sơ khai sau đó cắt bỏ cac
sintron 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 và quá trình phiên mã
Câu 6: Trong thực tế, người ta có thể chèn trực tiếp một gen của tế bào nhân chuẩn vào bộ
gen của vi khuẩn và gen đó dịch mã thành protein . Dự đoán nào sau đây không chính xác?
A. protein đó có cấu trúc và chức năng tương tự như protein bình thường được tổng hợp trong tế bào nhân chuẩn
B. protein đó có thể chứa nhiều axit amin như bình thường
C. protein đó có thể chứa ít axit amin như bình thường
D. protein đó có thể có trình tự các axit amin sai khác một phần so với protein bình thường.
Câu 6: Một gen dài 0,51    
m, khi gen này thực hiện sao mã ba lần, môi trường nội bào đã cung cấp số ribonucleotit tự do là: A. 4500 B. 3000 C. 1500 D. 6000
Câu 7: Một phân tử mARN có chiều dài là 2040 A° có tỷ lệ các loại A, G, U, X làn lượt là
20%, 15 %, 40 %, 25 %. Người ta dùng phân tử mARN này làm khuôn để tổng hợp nhân
tạo phân tử ADN có chiều dài bằng phân tử m ARN. 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 8: Một phân tử m ARN có chiều dài 2142 A° 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 só 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 9: Một gen ở vi khuẩn E.coli có chiều dài 4080 A° có tổng hai loại Nu bằng 40 % số Nu
của gen. Khi gen phiên mã tạo ra một phân tử mARN cần môi trường nội bào cung cấp 540
G và 120 A. Số lượng hai loại Nu còn lại của mARN là: A. 240 X và 300 U B. 360 U và 180 X C. 360 X và 180 U D. 300 X và 240 G
Câu 10: Một gen thực hiện hai lần phiên mã đòi hỏi môi trường cung cấp các loại nucleotit
với số lượng như sau 360 A, 460 U, 520 G, 480 X. Số lượng từng loại nucleotits của gen là: A. A =820, G = 1000 B. A = 410, G = 500 C. A= 480, G = 540 D. A = 460, G = 520