Cấu tạo và chức năng của ADN và gen
ADN là đại phân tử hữu cơ cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, các đơn phân là các nucleotit.ADN gồm hai chuỗi polinucleotit liên kết với với nhau theo nguyên tắc bổ sung
Chức năng của ADN là mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền
I. ADN
1. Cấu tạo hóa học của ADN
Bạn đang đọc: Cấu tạo và chức năng của ADN và gen
ADN là đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là những nucleotit. Mỗi nucleotit cấu tạo gồm 3 thành phần :
- 1 gốc bazơ nitơ ( A, T, G, X ) .
- 1 gốc đường đêoxiribôzơ ( \ ( C_5H_ { 10 } O_ { 4 } \ ) )
- 1 gốc Axit photphoric ( \ ( H_ { 3 } PO_ { 4 } \ ) )
Các loại nucleotit chỉ khác nhau ở bazo nito nên người ta đặt tên những loại nucleotit theo tên của bazo nito .Nucleotit liền nhau link với nhau bằng link hóa trị ( phospho dieste ) để tạo nên chuỗi polinucleotit .Liên kết hóa trị là link giữa gốc đường đêoxiribôzơ ( \ ( C_5H_ { 10 } O_ { 4 } \ ) ) của nucleotit này với gốc axit photphoric ( \ ( H_ { 3 } PO_ { 4 } \ ) ) của nucleotit khác .
Hình 1 : Cấu tạo của một chuỗi polinucleotit
2. Cấu trúc không gian của phân tử ADN
Mỗi phân tử ADN gồm có hai chuỗi polinucleotit song song ngược chiều nhau ( chiều 3 ‘ \ ( \ rightarrow \ ) 5 ‘ và chiều 5 ‘ \ ( \ rightarrow \ ) 3 ‘ ). Các nucleotit của hai mạch link với nhau theo nguyên tắc bổ trợ .- A – T link với nhau bằng 2 link H- G – X link với nhau bằng 3 link HTừ hệ quả của nguyên tắc bổ trợ thì ta hoàn toàn có thể suy ra được số lượng nucleotit và thành phần của nucleotit ở mạch còn lại .
Hình 2 :Cấu tạo hóa học và cấu trúc không gian của phân tử ADN
Khoảng cách giữa hai cặp bazo là 3,4 A0Một chu kì vòng xoắn có 10 cặp nucleotit ( 20 nucleotit )Đường kính của vòng xoắn là 20 A0
3. Chức năng của phân tử ADN
ADN có tính năng lưu giữ truyền đạt và dữ gìn và bảo vệ thông tin di truyền giữa những thế hệ .
II. GEN
Gen là một đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một chuỗi pôlipeptit hay ARN.
Từ định nghĩa gen ta thấy :
Gen có thực chất là ADN, trên một phân tử ADN chứa rất nhiều gen ,Nhưng điều kiện kèm theo đủ để 1 đoạn ADN dược gọi là một gen khi nó mang thông tin mã hóa cho một loại sản phẩm nhất định .
1. Các loại gen :
Gen cấu trúc : mang thông tin mã hoá cho các sản phẩm tạo nên thành phần cấu trúc hay chức năng của tế bào.
Gen điều hoà : mang thông tin tạo ra sản phẩm kiểm soát hoạt động các gen khác.
2. Cấu trúc chung của gen cấu trúc
Mỗi gen có hai mạch polinucleotit, nhưng chỉ có mạch gốc ( 3 ‘\(\rightarrow\)5’)mang thông tin mã hóa cho các axit amin, mạch còn lại được gọi là mạch bổ sung
Mỗi gen mã hóa prôtêin gồm 3 vùng trình tự nuclêôtit
Hình 3 : Cấu trúc chung của một gen điển hình
Vùng điều hòa: Nằm ở đầu 3’của gen,mang tín hiệu đặc biệt giúp ARN polimeraza nhận biết và liên kết để khởi động quá trình phiên mã và chứa trình tự nucleotit điều hòa quá trình phiên mã.
Vùng mã hoá : Mang thông tin mã hóa các axit amin.
Vùng kết thúc nằm ở đầu 5 ‘ của mạch mã gốc mang tín hiệu kết thúc phiên mã .
3.Phân biệt gen ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực .
Hình 4 : Sự khác nhau của vùng mã hóa của SV nhân sơ và SV nhân thựcGen ở SVNS và SVNT đều có cấu tạo 3 phần như nhau nhưng chúng phân biệt với nhau bởi cấu tạo vùng mã hóa :
- Vùng mã hóa liên tục mã hóa axit amin có ở sinh vật nhân sơ nên được gọi là gen không phân mảnh .
- Vùng mã hóa không liên thục có ở sinh vật nhân thực. Phần lớn những gen của sinh vật nhân thực có vùng mã hóa không liên tục, những đoạn mã hóa axit amin ( exon ) và không mã hóa axit amin ( intron ) xen kẽ nhau nên được gọi là gen phân mảnh .
III. CÁC CÔNG THỨC LIÊN QUAN ĐẾN CẤU TẠO CỦA ADN.
Tính số lượng các loại nucleotit trong phân tử ADN.
Theo nguyên tắc boror sung ta có : A link với T bằng 2 link hidro và G link với X bằng 3 link H=> A = T ; G = X=> % A = % T ; % G = % X .
=> %A+%G = %T+%X=50%.
=> N = A + T + G + X = 2A + 2G = 2 T + 2 X
Tính chiều dài gen:
L = \ ( \ frac { N \ times 3.4 } { 2 } \ ) => N = \ ( \ frac { 2L } { 3,4 } \ )
Tính số chu kì xoắn: C = \(\frac{N}{20}\) => N = C x 20
Tính số liên kết hiđrô của gen: H = 2A + 3G ( lk)
Tính khối lượng phân tử ADN (gen): MADN = N × 300 => N = \(\frac{M}{300}\)
Tính số liên kết phôtphođieste .
Trong phân tử ADN : liên kết PHOTPHODIESTE gồm có liên kết giữa các gốc đường và gốc axit của cùng một nucleotit và liên kết cộng hóa trị giữa hai nucleotit.
+ Số lượng liên kết HÓA TRỊ giữa các nucleotit: HT = N – 2.
+ Số lượng liên kết giữa các gốc đường và gốc axit trong mỗi nucleotit = N
=> Tổng số liên kết PHOTPHODIESTEcủa ADN: N + (N – 2) = 2N – 2
Ví dụ 1 : Một gen có chiều dài là 5100 A0, số nuclêôtit loại Adenin chiếm 20%. Hãy xác định:
1. Số lượng từng loại nuclêôtit trên gen .2. Số link hydro của gen3. Số chu kỳ luân hồi xoắn của gen .4. Số link photphodieste trên mỗi mạch và trên phân tử ADN .
Hướng dẫn giải bài tập.
1. Số nuclêôtit của gen ( N ) N = \ ( \ frac { L } { 3,4 } \ ) × 2 = ( \ ( \ frac { 5100 } { 3,4 } \ ) ) × 2 = 3000 ( nu )Số nuclêôtit từng loại ( A, T, G, X )Theo NTBS% A = % T = 20 % => A = T = 3000 × 20 % = 600 ( nu )% G = % X = 50 % – 20 % = 30 %
→ G = X = % G × N = 3000 × 30 % = 900 ( nu )2. Số link hyđrô trên genH = 2A + 3G = ( 2A + 2 G ) + G = Nu + G = 3000 + 600 = 36003. Số chu kỳ luân hồi xoắn = \ ( \ frac { N } { 20 } \ ) = \ ( \ frac { 3000 } { 2 } \ ) = 1500 .4. Số link photphodiesteTrên mỗi mạch = N – 1 = 2999 .Trên phân tử ADN = 2N-2 = 5998 .
Bài tập tự giải
Bài 1. Một gen có chiều dài là 4080 A0, số nuclêôtit loại Adenin chiếm 20%.
1. Xác định số lượng từng loại nuclêôtit trên gen .2. Xác định số link hydro của gen3. Xác định số ribonucleotit trên mARN do gen phiên mã4. Xác định số chu kỳ luân hồi xoắn của gen .5. Xác định số link photphodieste trên mỗi mạch và trên phân tử ADN .
ĐA :
1. A = T = 480 ; G = X = 7202. 3120 link H3. 1200 ribonucleotit4. 120 chu kì xoắn
Bài 2. Một gen có 3120 liên kết hiđrô và có 480 Adenin.
1. Tính số lượng và tỷ suất nuclêôtit của mỗi loại của gen .2. Xác định chiều dài gen .3. Xác định số link hóa trị giữa những nucleotit .
ĐA :
1. G = X = 720; 30% và A = T = 480 ; 20% .
2. L : 4080 A03. 2398 link
Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Sinh lớp 12 – Xem ngay
Source: https://thevesta.vn
Category: Bản Tin
