Trình bày quá trình tái bản DNA thể hiện sự sao chép thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
Lý thuyết quá trình tái bản DNA
Quá trình nhân đôi DNA:
- Tháo xoắn ADN và tạo chạc ba sao chép. Dưới sự tác dụng của các enzim tháo xoắn, thì 2 mạch đơn của ADN phân tách nhau dần tạo nên chạc ba tái bản và để lộ ra hai mạch khuôn. Tại đây thì enzim tháo xoắn chia thành hai loại là gyrase và helicase. Gyraza hay còn có tên gọi khác là topoisomerase mang chức năng làm duỗi thẳng phân tử ADN (chuyển ADN từ cấu trúc mạch xoắn thành ADN có cấu trúc mạch thẳng). Helicase là enzim làm đứt gãy các liên kết hiđrô và tách 2 mạch của phân tử ADN thành 2 mảnh.
- Các mạch ADN được tổng hợp mới. Enzim ADN polymerase sử dụng các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào để tổng hợp 2 mạch bổ sung trên 2 mạch khuôn dựa trên nguyên tắc bổ sung (NTBS). Vì ADN polymerase chỉ có thể gắn nucleotide vào nhóm 3'-OH mà không thể gắn vào các chỗ khác nên: Trên mạch khuôn mang chiều 3'-5', mạch bổ sung được liên tục tổng hợp, theo chiều 5'-3' hướng đến chạc sao chép thứ ba. Trên mạch khuôn 5'-3', mạch bổ sung được tổng hợp gián đoạn theo chiều 5'-3' (xa dần chạc ba sao chép) tạo ra các đoạn okazaki ngắn, các đoạn này được kết hợp lại với nhau nhờ enzim ADN ligaza (các đoạn okazaki dài khoảng 1000-2000 nucleotide).
- Quá trình tạo thành hai phân tử DNA. Sau khi kết thúc hai bước trên thì 2 phân tử DNA com sẽ được hình thành qua các bước: Sau khi kết hợp trùng khớp được tất cả các base lại với nhau (A – T, C – G) thì Enzyme exonuclease dần xóa bỏ các đoạn mồi và những nucleotide được xem là lấp đầy vào các vị trí tương ứng. Enzyme DNA ligase đóng trình tự DNA, tạo thành hai sợi kép nối liền liên tục. Quá trình sao chép kết thúc thì 2 phân tử DNA con vừa được tạo thành tự động chuyển về dạng chuỗi xoắn kép mang cấu trúc giống y hệt DNA mẹ.
Các bài tập cùng chuyên đề
Kiểu hình của con có nhiều đặc điểm giống kiểu hình của bố và mẹ. Ví dụ: Ở người, con có tóc xoăn, mắt nâu giống bố, có mũi cao, cằm nhọn giống mẹ. Bố, mẹ đã di truyền các đặc điểm đó cho con như thế nào và bằng cơ chế nào?
Tại sao nói “cơ chế tái bản DNA là một quá trình tự sao thông tin di truyền từ tế bào mẹ sang tế bào con hay từ thế hệ này sang thế hệ sau”?
Nhờ các cơ chế phân tử nào mà nhiều tính trạng ở sinh vật có thể được di truyền qua các thế hệ?
Phân tích cơ chế tái bản DNA cho thấy đây là quá trình truyền thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào?
Thông tin di truyền được duy trì ổn định quá các thế hệ ở sinh vật sinh sản hữu tính bằng cơ chế nào?
Tỉ lệ các cặp G-C và T-A trong phân tử DNA có ảnh hưởng đến độ bền vững của phân tử DNA không? Giải thích.
Kẻ và hoàn thành bảng tóm tắt quá trình tái bản DNA vào vở theo mẫu sau:
Nhiều enzyme tham gia vào bộ máy tái bản DNA ở vi khuẩn khác biệt với các enzyme và protein cùng loại ở tế bào người. Dựa vào thông tin trên, hãy đề xuất hướng sản xuất thuốc trị bệnh nhiễm khuẩn ở người, giảm thiểu tối đa tác dụng không mong muốn của thuốc kháng sinh.
Cơ chế nhân đôi của ADN trong nhân là cơ sở
Quá trình tự nhân đôi xảy ra ở:
Sự nhân đôi của ADN xảy ra vào kì nào trong nguyên phân?
Từ nào sau đây còn được dùng để chỉ sự tự nhân đôi của ADN?
Yếu tố giúp cho phân tử ADN tự nhân đôi đúng mẫu là
Có 1 phân tử ADN tự nhân đôi 3 lần thì số phân tử ADN được tạo ra sau quá trình nhân đôi bằng:
Kết quả của quá trình nhân đôi ADN là:
Trong mỗi phân tử ADN con được tạo ra từ sự nhân đôi thì:
Trong nhân đôi ADN thì nucleotide tự do loại T của môi trường đến liên kết với:
Trong nhân đôi của gen thì nuclêôtit tự do loại G trên mach khuôn sẽ liên kết với:
Phân tử ADN ở vùng nhân của vi khuẩn E.coli chỉ chứa N15 phóng xạ. Nếu chuyển những vi khuẩn E.coli này sang môi trường chỉ có N14 thì mỗi tế bào vi khuẩn E.coli này sau 5 lần nhân đôi sẽ tạo ra bao nhiêu phân tử ADN ở vùng nhân hoàn toàn chứa N14 ?
Sự nhân đôi của ADN trên cơ sở nguyên tắc bổ sung và bán bảo tồn có tác dụng
Nguyên tắc bán bảo tồn trong cơ chế nhân đôi của ADN là:
Một gen có chiều dài 2193 Å, quá trình nhân đôi của gen đã tạo ra 64 mạch đơn trong các gen con, trong đó có chứa 8256 nuclêôtit loại T.
Số nuclêôtit mỗi loại trong gen trên là:
Một gen có chiều dài 2193 Å, quá trình nhân đôi của gen đã tạo ra 64 mạch đơn trong các gen con, trong đó có chứa 8256 nuclêôtit loại T.
Tính số nuclêôtit môi trường cung cấp cho quá trình trên.
Enzyme nào xúc tác cho quá trình kéo dài sợi DNA theo hướng 5' →3'?
A. Primase. B. DNA ligase.
C. DNA polymerase III. D. Topoisomerase.
Trong quá trình nhân đôi ADN, mạch mới được tổng hợp và kéo dài theo chiều nào? Cùng chiều hay ngược chiều với mạch khuôn?
Một phân tử ADN có 2400 nuclêôtit. Khi ADN tái bản 3 lần liên tiếp thì nhu cầu nuclêôtit loại A cần từ môi trường ngoài là 3500. Hãy xác định số nuclêôtit loại X của phân tử ADN này.
Một nhóm vi khuẩn E.coli chỉ chứa N15 phóng xạ trong phân tử ADN. Khi chuyển nhóm E.coli này sang môi trường , mỗi cá thể tiến hành nhân đôi liên tiếp 3 lần, sau đó khi sàng lọc, người ta nhận thấy số E.coli có ADN chỉ chứa N14 ở thế hệ cuối cùng là 24. Hỏi nhóm E.coli ban đầu có bao nhiêu cá thể?
