Axit nucleic
Axit nucleotit là đại phân tử hữu cơ có chức năng chứa đựng và bảo quản thông tin di truyền của tế bào, axit nucleotit gồm hai loại là ADN và ARN. Cấu tạo của ADN và ARN thích nghi với chức năng lưu giữ bào bảo quản thông tin di truyền như thế nào ? Chúng ta cùng tìm hiểu bài viết sau để trả lời câu hỏi đó
Xem thêm : Thành phần hoá học của tế bào
I. ADN
Bạn đang đọc: Axit nucleic
1. Cấu tạo hóa học của ADN
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 công dụng lưu giữ truyền đạt và dữ gìn và bảo vệ thông tin di truyền giữa những thế hệ .
I. ARN
1. Cấu tạo hóa học của ARN
Tương tự như phân tử AND thì ARN là đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là các ribonucleotit.
Mỗi đơn phân ( ribonucleotit ) gồm 3 thành phần :
- 1 gốc bazơ nitơ ( A, U, G, X ) khác ở phân tử ADN là không có T
- 1 gốc đường ribolozo ( \ ( C_ { 5 } H_ { 12 } O_5 \ ) ), ở ADN có gốc đường đêoxiribôz ( \ ( C_ { 5 } H_ { 10 } O_4 \ ) )
- 1 gốc axit photphoric ( \ ( H_ { 3 } PO_ { 4 } \ ) ) .
ARN có cấu trúc gồm một chuỗi poliribonucleotit. Số ribonucleotit trong ARN bằng 50% nucleotit trong phân tử ADN tổng hợp ra nó .Các ribonucleotit link với nhau bằng link cộng hóa trị giữa gốc ( \ ( H_ { 3 } PO_ { 4 } \ ) ) của ribonucleotit này với gốc đường ribolozo của ribonucleotit kia tạo thành chuỗi poliribonucleotit .
2.Các loại ARN và chức năng
Có 3 loại ARN là mARN, tARN và rARN thực thi những công dụng khác nhau .
Hình 3: Cấu trúc của các phân tử ARN.
mARN cấu tạo từ một chuỗi polinuclêôtit dưới dạng mạch thẳng, mARN có chức năng truyền đạt thông tin di truyền tử mạch gốc trên ADN đến chuỗi polipepetit. Để thực hiện chức năng truyền đạt thông tin di truyền từ ADN đến protein thì ARN có
- Trình tự nucleotit đặc hiệu giúp cho riboxom nhận và link vào ARN
- Mã mở màn : tín hiệu khởi đầu phiên mã
- Các codon mã hóa axit amin :
- Mã kết thúc, mang thông tin kết thúc quy trình dịch mã
tARN có cấu trúc với 3 thuỳ, trong đó có một thuỳ mang bộ ba đối mã có trình tự bổ sung với 1 bộ ba mã hóa axit amin trên phân tử mARN, tARN có chức năng vận chuyển axit amin tới ribôxôm để tổng hợp nên chuỗi polipetit .
rARN có cấu trúc mạch đơn nhưng nhiều vùng các nuclêôtit liên kết bổ sung với nhau tạo các vùng xoắn kép cục bộ. rARN liên kết với các protein tạo nên các riboxom. r ARN là loại ARN có cấu trúc có nhiếu liên kết hidro trong phân tử nhất và chiếm số lượng lớn nhất trong tế bào.
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 liên kết hyđrô trên gen
H = 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
IV.CÁC CÔNG THỨC LIÊN QUAN ĐẾN CẤU TẠO CỦA ARN.
Gọi số nu từng loại của ARN là rA, rU, rX, rG thì
– Theo NTBS :rA = Tmạch gốc. → % rA = % Tmạch gốcrU = Amạch gốc →. % rU = % Amạch gốc .rX = Gmạch gốc → % rX = % Gmạch gốcrG = Xmạch gốc → % rG = % Xmạch gốcVì Amạch gốc + Tmạch gốc = Agen = TgenrA + rU = Agen = TgenrG + rX = Ggen = TgenrN = rA + r U + r G + r X = \ ( \ frac { N } { 2 } \ ) => N = rN x 2
Chiều dài phân tử ARN: L = rN x 3,4 (A0 )=> rN = \(\frac{L}{3,4}\)
Số liên kết hoá trị (HT):
+ Giữa những ribonucleotit với nhau : rN – 1+ Trong ribonucleotit : rN=> Tổng số link cộng hóa trị trong gen là : 2 rN – 1
Khối lượng phân tử ARN : M = 300 x rN => r N = \(\frac{M}{300}\)
Tính số bộ ba mã hóa trên phân tử ARN là :
Trong phân tử ARN cứ 3 nucleotit liên kề nhau thì mã hóa cho 1 axit amin
- Số bộ ba trên phân tử mARN : rN : 3 = N : ( 2 × 3 )
-
Số bộ ba mã hóa aa trên phân tử mARN là : ( rN : 3 ) – 1 ( bộ ba kết thúc không mã hóa axit amin)
- Số aa có trong chuỗi polipeptit được tổng hợp từ phân tử mARN là : ( r N : 3 ) – 1 – 1
( khi kết thức quy trình dịch mã aa khởi đầu bị cắt bỏ khỏi chuỗi vừa được tổng hợp )
Bài toán 1. Trong quá trình dịch mã, để tổng hợp 1 chuỗi pôlipeptit cần môi trường cung cấp 249 axitamin.
1. Xác định số nuclêôtit trên gen .2. Xác định số nuclêôtit trên mARN do gen phiên mã .3. Xác định số chu kỳ luân hồi xoắn của gen .4. Xác định chiều dài mARN5. Tính số link peptit trên chuỗi pôlipeptit .
Hướng dẫn giải bài tập
1. Số nuclêôtit trên gen = ( 249 + 1 ) x 6 = 1500 .2. Số nuclêôtit trên mARN do gen phiên mã = 1500 : 2 = 7503. Số chu kỳ luân hồi xoắn của gen = 1500 : 20 = 75 .4. Chiều dài của gen = ( 1500 : 2 ) × 3.4 = 2550A0 .5. Số link peptit trên chuỗi pôlipeptit = 249 – 1 = 248 .
Ví dụ 2 . Chuỗi pôlipeptit hoàn chỉnh có 248 axitamin.
1. Xác định bộ ba trên mARN2. Xác định số nuclêôtit trên mARN do gen phiên mã .3. Xác định chiều dài gen .4. Số link peptit được hình thành để tạo ra chuỗi pôlipeptit .
Hướng dẫn giải bài tập
1. Xác định bộ ba trên mARN = 248 + 2 = 2502. Số nuclêôtit trên mARN do gen phiên mã = 250 x 3 = 7503. Lgen = LmARN = 750 x3, 4 = 2550A0 .4. Số link peptit được hình thành để tạo ra chuỗi pôlipeptit = 248 .
Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:
Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Sinh lớp 10 – Xem ngay
Source: https://laodongdongnai.vn
Category: Chia Sẻ Kiến Thức
