Mang thông tin di truyền

Truyền thông tin di truyền

Tạo biến dị

Enzyme

Hai mạch đơn của DNA liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết T G liên kết C và ngược lại

Các nucleotide trên DNA có khả năng biến đổi thành nucleotide loại khác

DNA có cấu trúc đa phân với đơn phân là các nucleotide A, T, G, C. Thành phần, số lượng và trật tự sắp xếp các đơn phân có tính đặc thù

Trình tự nucleotide của DNA quyết định trình tự nucleotide của RNA và trình tự amino acid của chuỗi polypeptide tương ứng

Mã di truyền

Bộ ba mã hóa

Gene

Bộ ba đối mã (anticodon)

Trình tự khởi động

Vùng mã hoá

Intron

Vùng kết thúc

kì đầu quá trình nguyên phân

pha G1 trong kì trung gian, chu kì tế bào

pha S trong kì trung gian, chu kì tế bào

pha G2 trong kì trung gian, chu kì tế bào

Quá trình tạo ra bản mRNA sao từ phân tử DNA ban đầu

Quá trình tạo ra bản sao protein từ phân tử DNA ban đầu

Quá trình tạo ra bản sao rRNA từ phân tử DNA ban đầu

Quá trình tạo ra bản sao giống với phân tử DNA ban đầu

Một số protein và enzyme liên kết vào Ori và tách DNA thành hai mạch đơn ở cả hai phía của điểm khởi đầu sao chép tạo nên chạc sao chép hình chữ Y

Enzyme RNA polymerase sử dụng mạch DNA làm khuôn để tổng hợp nên đoạn mồi cung cấp đầu 3-

OH cho enzyme DNA polymerase tổng hợp mạch mới

DNA được tách thành hai mạch đơn đến đâu thì enzyme DNA polymerase tổng hợp mạch mới đến đó

Enzyme DNA polymerase tiến hành loại bỏ đoạn mồi và tổng hợp đoạn DNA thay thế

Tổng hợp mạch DNA - tháo xoắn phân tử DNA - tạo thành phân tử DNA

Tạo thành phân tử DNA - tháo xoắn phân tử DNA – tổng hợp mạch DNA

Tháo xoắn phân tử DNA – tạo thành phân tử DNA - tổng hợp mạch DNA

Tháo xoắn phân tử DNA — tổng hợp mạch DNA – tạo thành phân tử DNA

Trong quá trình kéo dài chuỗi polynucleotide, các nucleotide được gắn vào đầu 5 của mạch đang được tổng hợp

Hai mạch mới được tổng hợp theo nguyên tắc song song, cùng chiều 5'-3' với mạch khuôn

Hai mạch mới được tổng hợp liên tục trên mỗi chạc tái bản và sự tổng hợp DNA xảy ra theo nguyên tắc bán bảo toàn

Các base trên mạch khuôn bắt cặp với base của các nucleotide mới được gần vào và liên kết hoá trị giữa các nucleotide mới này tạo nên mạch mới tổng hợp

Sự tổng hợp mạch mới của DNA bắt đầu từ trình tự khởi động (promoter)

DNA được tái bản theo nguyên tắc bản báo toàn

Mạch DNA mới được tổng hợp theo nguyên tắc bổ sung với mạch DNA khuôn

Chiều tổng hợp mạch DNA mới là 5-3

5'-ATGCTGAACT-3'

5'-CGTAGTCCAG-3'

5'-GACCTGATGC-3'

5'-TACGACTTGA-3'

Mang thông tin di truyền

Tái bản thông tin di truyền

Tạo biến dị

Biểu hiện thông tin di truyền

Một trong hai tế bào con chứa DNA gồm một mạch bắt nguồn từ tế bào ban đầu

Một trong hai tế bào con chứa DNA gồm hai mạch đều bắt nguồn từ tế bào ban đầu

Cả hai tế bào con đều chứa DNA gồm một mạch từ tế bào ban đầu

Cả hai tế bào con đều chứa DNA gồm hai mạch của tế bào ban đầu

Xúc tác tổng hợp nên đoạn mồi cung cấp đầu 3’-OH cho enzyme DNA polymerase tổng hợp mạch mới

Loại bỏ đoạn mồi và tổng hợp đoạn DNA thay thế

Xúc tác nối các phân đoạn Okazaki lại với nhau hình thành mạch ra chậm

Tháo xoắn DNA thành 2 mạch đơn

hai mạch được tổng hợp theo nguyên tắc bổ sung song song liên tục

nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo toàn

mạch liên tục hướng vào, mạch gián đoạn hướng ra chạc ba tái bản

một mạch được tổng hợp gián đoạn, một mạch được tổng hợp liên tục

mạch gốc có chiều 3'-5' được tổng hợp liên tục còn mạch bổ sung có chiều 5'-3' được tổng hợp gián

đoạn thành nên các đoạn Okazaki ngắn

mạch gốc có chiều 5'-3'được tổng hợp liên tục còn mạch bổ sung có chiều 3'-5' được tổng hợp gián

đoạn thành nên các đoạn Okazaki ngắn

mạch gốc có chiều 5’-3’được tổng hợp gián đoạn còn mạch bổ sung có chiều 3’-5’ được tổng hợp liên tục thành nên các đoạn Okazaki ngắn.

mạch gốc có chiều 3’-5′ được tổng hợp gián đoạn còn mạch bổ sung có chiều 5’-3’ được tổng hợp liên tục thành nên các đoạn Okazaki ngắn.

chiều tổng hợp

số điểm khởi đầu sao chép

nguyên liệu để tổng hợp

nguyên tắc nhân đôi

có hai mạch DNA mới được tổng hợp

có hai mạch của phân tử DNA mẹ

có một mạch DNA mới được tổng hợp và một mạch DNA có thể của phân tử DNA mẹ

có một mạch DNA mới được tổng hợp và một mạch DNA của phân tử DNA mẹ

Đoạn DNA được tổng hợp một cách liên tục trên mạch DNA trong quá trình nhân đôi

Đoạn DNA được tổng hợp gián đoạn theo hướng ngược chiều tháo xoắn DNA trong quá trình nhân đôi

Đoạn DNA được tổng hợp theo chiều tháo xoắn của ADN trong quá trình nhân đôi

Đoạn DNA được tổng hợp một cách gián đoạn theo chiều tháo xoắn của DNA trong quá trình nhân đôi

Nhờ các enzyme primase, hai mạch đơn của DNA tách nhau dần tạo nên chạc chữ Y

Quá trình nhân đôi DNA diễn ra theo nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo tồn

Enzyme DNA polymerase tổng hợp và kéo dài mạch mới theo chiều 3’5

Enzyme ligase (enzim nối) nối các đoạn Okazaki thành mạch đơn hoàn chỉnh

Quá trình nhân đôi DNA diễn ra theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn

Quá trình nhân đôi DNA bao giờ cũng diễn ra đồng thời với quá trình phiên mã

Trên cả hai mạch khuôn, DNA polymerase đều di chuyển theo chiều 5’−3’ để tổng hợp mạch mới theo chiều 3’→5’

Trong mỗi phân tử DNA được tạo thành thì một mạch là mới được tổng hợp, còn mạch kia là của DNA ban đầu

Chỉ có DNA trong nhân tế bào mới thực hiện quá trình nhân đôi

DNA dạng vòng được tìm thấy trong ti thể, hay lạp thể của tế bào chất, plasmid của vi khuẩn

Trong quá trình nhân đôi DNA, các đoạn Okazaki được nối lại với nhau nhờ enzim nối restrictase

Enzim DNA polymerase: lắp ráp các nucleotide tự do với nucleotide mạch khuôn của DNA theo nguyên tắc bổ sung

Từ một phân tử DNA qua 3 lần tái bản tạo ra 8 phân tử DNA con

Từ ba phân tử DNA qua 2 lần tái bản tạo ra 6 phân tử DNA con

Từ hai phân tử DNA qua 4 lần tái bản tạo ra 32 mạch DNA con

Từ một phân tử DNA qua 5 lần tái bản tạo ra 30 phân tử DNA con có 2 mạch mới được tổng hợp

RNA ribosome

mARN

ATP

tARN

mRNA

DNA

rDNA

tRNA

Thành phần chính cấu trúc nên ribosome

Có đầu 5' liên kết với amino acid

Chỉ có cấu trúc mạch đơn

Mang bộ ba đối mã khớp với bộ ba mã hóa (codon) trên mARN

3'TACGGATCCTG5'

5'UACGGAUCCUG3'

3'AUGCCUAGGAC5'

5'AUGCCUAGGAC3'

Trình tự mở đầu tái bản

Trình tự khởi động (promoter)

Bộ ba mở đầu

Nucleotide đầu tiên được phiên mã

5'-3'

3'-5'

5'-3' hoặc 3'-5'

Cả chiều 3'-5' và

5'-3'

mRNA và tRNA

mRNA,tRNA và rRNA

mRNA và rRNA

chỉ có mRNA

Phiên mã ngược

Phiên mã

Dịch mã

Tái bản DNA

Loại enzyme xúc tác cho phản ứng kéo dài chuỗi polynucleotide

Sản phẩm tạo thành của quá trình

Loại đơn phân là nguyên liệu tham gia phản ứng

Chiều phản ứng kéo dài chuỗi polynucleotide

3'UAG5'; 3'UAA5'; 3'UGA5'

3'GAU5'; 3'AAU5'; 3'AGU5'

3'UAG5'; 3'UAA5'; 3'AGU5'

3'GAU5'; 3'AAU5'; 3'AUG5'

Nó có tính đặc trưng cho từng sinh vật

Nó không chứa codon lặp đi lặp lại

Nó phổ biến

Tính thoái hoá

Các codon gồm nhiều base khác nhau có thể mã hoá cho cùng một amino acid

Codon AUG không mã hóa amino acid

Sợi mRNA mã hóa protein sẽ luôn chứa các codon không mã hóa amino acid

Mỗi condon có thể mã hoá cho nhiều amino acid

5'GACAGCTCATTT3'

5'UUUCAUGCUGAC3'

5'CAGTCGTACTTT3'

5'TTTCATGCTGAC3'

DNA

mRNA

Ribosome

tRNA

Tham gia hình thành cấu trúc của các ribosome

Vận chuyển các amino acid đến ribosome

Là phân tử trung gian trong sự truyền thông tin di truyền từ gene đến chuỗi polypeptide

Xúc tác hình thành các liên kết peptide giữa các amino acid tạo ra chuỗi polynucleotide

Vị trí A của ribosome

Vị trí hoạt động của enzyme tRNA aminoacyl synthetase

Vị trí P của ribosome

Các bộ ba trên vùng mã hoá của gene

3'GCU5'

3'CGA5'

5'CGA3'

5'CGU3'

Dịch mã cần mRNA, mang thông tin di truyền dưới dạng codon

Quá trình dịch mã bắt đầu với codon bắt đầu AUG

Quá trình dịch mã diễn ra trong nhân

tRNA chứa các anticodon bổ sung cho các codon của mRNA

Phiên mã diễn ra ở tế bào chất

Nối mRNA

Quy định phiên mã

Dịch mã mRNA thành chuỗi polypeptide

Cấu trúc bậc 1 của protein không bị ảnh hưởng

Dịch mã không thể được bắt đầu

Phiên mã sẽ bị kết thúc sớm

Chuỗi polypeptide được tạo thành ngắn hơn so với bình thường

Vaccine này chống lại virus Virus sốt xuất huyết

Số condon trên mRNA là 13

Vaccine mRNA được tổng hợp theo nguyên tắc bổ sung A-T; U-A; G-C; C-G

Virus Zaka có chuỗi polypeptide được tổng hợp từ vaccine mRNA dài nhất

Gen là một đoạn DNA mang thông tin mã hóa cho một sản phẩm xác định, sản phẩm đó có thể là pha tử RNA hoặc chuỗi polypeptide

Một đột biến điểm xảy ra trong vùng mã hóa của gen có thể không ảnh hưởng gì đến chuỗi polypeptide mà gen đó tổng hợp

Có ba bộ ba làm tín hiệu kết thúc quá trình dịch mã là 5’UAA3’; 5’UAG3’ và 3’UGA5’

Gen bị đột biến sẽ tạo alen mới, cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa

chỉ có một mạch của gen tham gia vào quá trình phiên mã

Enzyme RNA polimerase tổng hợp mRNA theo chiều 5’ −3'

mRNA được tổng hợp đến đâu thì quá trình dịch mã diễn ra đến đó

diễn ra theo nguyên tắc bổ sung

Diễn ra theo nguyên tắc bán bảo tồn

Enzyme tham gia vào quá trình này là enzyme RNA polimerase

Diễn ra chủ yếu trong nhân của tế bào

Quá trình diễn ra theo nguyên tắc bổ sung (A-U,G-C)

Morgan

Charles Darwin

Jacob và Monod

James Watson và Francis Crick

Lactose đã kích hoạt tế bào tổng hợp đồng thời cả ba enzyme phân giải đường lactose

Lactose đã kích hoạt tế bào tổng hợp enzyme phân giải đường B galatosidase

Lactose đã kích hoạt tế bào tổng hợp enzyme phân giải đường permerase

Lactose đã kích hoạt tế bào tổng hợp enzyme phân giải đường transacetylase

Khi không bổ sung lactose vào môi trường nuôi cấy, tốc độ tổng hợp ba loại enzyme phân giải đường lactose đồng thời giảm mạnh

Khi không bổ sung lactose vào môi trường nuôi cấy, tốc độ tổng hợp ba loại enzyme phân giải đường lactose đồng thời tăng mạnh

Khi bổ sung lactose vào môi trường nuôi cấy, tốc độ tổng hợp ba loại enzyme phân giải đường lactose đồng thời giảm mạnh

Khi bổ sung lactose vào môi trường nuôi cấy, tốc độ tổng hợp ba loại enzyme phân giải đường lactose đồng thời tăng mạnh

Là sự kiểm soát quá trình tạo ra sản phẩm của gene

Là sự kiểm soát quá trình tạo ra sản phẩm của gene mRNA

Là sự kiểm soát quá trình tạo ra sản phẩm của protein

Là sự kiểm soát quá trình tạo ra sản phẩm của DNA

Dịch mã

Phiên mã

Trước phiên mã

Từ trước phiên mã đến sau dịch mã

Là cụm các gene cấu trúc có chung cơ chế điều hòa phiên mã và được phiên mã tạo thành một mRNA

Là cụm các gene cấu trúc có chung cơ chế điều hòa phiên mã và được phiên mã tạo thành hai mRNA

Là cụm các gene cấu trúc có chung cơ chế điều hòa phiên mã và được phiên mã tạo thành ba mRNA

Là cụm các gene cấu trúc có chung cơ chế điều hòa phiên mã và được phiên mã tạo thành bốn mRNA

Promoter, operator, Z, A, Y

Operator, promoter, Z, A, Y

Promoter, operator, Z, Y, A

Operator, promoter, Z, Y, A

Các gene mã hoá các enzyme tham gia vào chuyển hoá lactose

Trình tự khởi động (promoter) là vị trí bám của RNA polymerase

Gene mã hoá protein ức chế

Trình tự vận hành (operator), là vị trí bám của protein ức chế

Là vị trí liên kết của RNA polymerase xúc tác cho quá trình phiên mã

Là trình tự khởi động quá trình phiên mã các gene cấu trúc của operon lac

Là vùng chứa trình tự mã hoá protein ức chế

Là vùng chứa trình tự DNA đặc thù liên kết với protein ức chế

Ức chế sự tổng hợp protein hoạt hoá operon lac

Ức chế sự phiên mã các gene mã hoá các enzyme phân giải lactose

Ức chế sự dịch mã enzyme RNA polymerase

Ức chế sự dịch mã enzyme DNA polymerase

Vi trí RNA polymerase bám vào để phiên mã nhóm gene cấu trúc lacZ, lacY, lacA

Vị trí liên kết với protein điều hòa

Mã hóa cho các enzyme giúp vi khuẩn chuyển hóa và sử dụng đường lactose

Phiên mã, dịch mã tổng hợp protein ức chế

Vùng khởi động

Vùng mã hóa

Vùng vận hành

Vùng kết thúc

mang thông tin cho việc tổng hợp một protein ức chế tác động lên các gen cấu trúc

nơi gắn vào của protein ức chế để cản trở hoạt động của enzyme phiên mã

mang thông tin cho việc tổng hợp một protein ức chế tác động lên vùng vận hành

mang thông tin cho việc tổng hợp một protein ức chế tác động lên vùng khởi động

Protein ức chế ở trạng thái hoạt động

RNA polymerase liên kết vào promoter và phiên mã xảy ra

Protein ức chế bị thay đổi cấu hình và không liên kết với operator

Gene điều hoà mã hoá protein ức chế không biểu hiện

RNA polymerase liên kết với promoter và quá trình phiên mã xảy ra

Protein ức chế liên kết với operator

Allolactose liên kết và làm thay đổi cấu hình protein ức chế

Gene điều hoà mã hoá protein ức chế biểu hiện

Kiểm soát mật độ tế bào vi khuẩn

Thay đổi hoạt tính enzyme

Tăng hiệu quả sản xuất protein tái tổ hợp

Giúp sinh vật tối ưu hoạt động sống và thích ứng với môi trường thay đổi

Operon lac luôn biểu hiện khi môi trường có hoặc không có lactose

Operon lac chi biểu hiện khi môi trường có lactose

Operon lac chỉ biểu hiện khi môi trường không có lactose

Operon lac luôn không biểu hiện

Phiên mã các gene cấu trúc có thể xảy ra khi môi trường có hoặc không có lactose

Phiên mã các gene cấu trúc chỉ xảy ra khi môi trường có lactose

Phiên mã các gene cấu trúc chỉ xảy ra khi môi trường không có lactose

Operon Lac luôn không biểu hiện

Đảm bảo cho tế bào không bị lãng phí năng lượng

Giúp tế bào chỉ tổng hợp sản phẩm của gene khi cần thiết, phù hợp với nhu cầu nên tiết kiệm được năng lượng

Ở sinh vật đa bào, giúp các tế bào trong cùng cơ thể được biệt hoá thực hiện các chức năng khác nha trong quá trình phát triển cá thể

sản xuất một số loại thuốc chữa bệnh cho con người

Nuôi cấy tế bào thực vật trong môi trường có chứa các chất hoạt hoá gene để tế bào phân chia và tái sinh thành cây con hoàn chỉnh

Giúp tế bào chỉ tổng hợp sản phẩm của gene khi cần thiết, phù hợp với nhu cầu nên tiết kiệm được năng lượng

điều khiển sự sinh trưởng, phát triển của vật nuôi, đem lại kiệu quả kinh tế cao

sản xuất một số loại thuốc chữa bệnh cho con người

Protein ức chế liên kết vào vùng khởi động, làm RNA polymerase không thể liên kết promoter và phiên mã các gene cấu trúc không xảy ra

Chất cảm ứng allolactose có vai trò làm tăng cường hoạt động của RNA polymerase và gây ra phiên mã các gene cấu trúc của operon lac

Chất cảm ứng liên kết protein ức chế và làm protein ức chế bất hoạt, phiên mã có thể xảy ra

Enzyme RNA polymerase chỉ khởi động được quá trình phiên mã khi tương tác được với vùng khởi động

Nhờ sự điều hoà biểu hiện gene, các gene trong tế bào luôn biểu hiện ở các điều kiện môi trường khác nhau

Điều hoà biểu hiện gene ở sinh vật nhân thực dẫn tới sự tạo thành các sản phẩm gene có tính đặc thủ mô

Nhờ sự điều hoà biểu hiện gene, tế bào có thể tiết kiệm năng lượng

Điều hoà biểu hiện gene dẫn tới sự biểu hiện gene cần cho tế bào và cơ thể chống chịu điều kiện bất lợi

Biến đổi trong vật chất di truyền ở cấp độ phân tử

Biến đổi trong kiểu gen xảy ra trong quá trình sinh sản hữu tính

Biến đổi trong vật chất di truyền ở cấp độ tế bào

Biến đổi trong kiểu hình, kiểu gen do ảnh hưởng của môi trường

Thay đổi vị trí gene trên NST

Thay đổi cấu trúc gene liên quan tới 1 cặp nucleotide

Thay đổi số lượng gene ở tế bào

Thay đổi thành phần hóa học của gene

Mất, thêm, thay thế một cặp nucleotide

Mất, đảo, thay thế một cặp nucleotide

Mất, thêm, đảo một cặp nucleotide

Đảo, thêm, thay thế một cặp nucleotide

Phát sinh một cách tự phát xảy ra trong tế bào

Do tác động của các tác nhân gây đột biến hóa học như 5-BrU

Do tác động của các tác nhân gây đột biến vật lí như tia tử ngoại

Do tác động của các tác nhân gây đột biến sinh học như mùn bã hữu cơ

Tái bản DNA

Phiên mã tổng hợp mRNA

Dịch mã tổng hợp protein

Biến đổi mRNA sau phiên mã

Cơ thể mang đột biến chưa biểu hiện ra kiểu hình

Cơ thể mang đột biến đã được biểu hiện ra kiểu hình

Cơ thể mang biến dị tổ hợp đã được biểu hiện ra kiểu hình

Cơ thể mang biển dị tổ hợp chưa được biểu hiện ra kiểu hình