ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen? Cấu trúc của ARN

Giải đáp: ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen

Cùng với ADN thì ARN cũng là một trong các đại phân tử đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với sự sống của các loài sinh vật. Vậy ARN là gì? ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen cũng như các thắc mắc khác về ARN sẽ được thietbiruaxegiare.net giải đáp chi tiết trong bài viết dưới đây.

Tổng quan về ARN và cấu tạo của ARN

Khái niệm về ARN là gì?

ARN (tên đầy đủ là Axit Ribo Nucleic) là một đại lượng phân tử sinh học, là một bản sao của một đoạn ADN – tương ứng với một gen. ARN có cấu trúc 1 mạch, được cấu tạo với nguyên tắc đa phân, các đơn phân của ARN là các nucleotit tạo bởi 3 thành phần chính là:

arn được tổng hợp từ mạch nào của gen
Giải đáp ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen 1 điểm?
  • Đường riboluzo (C5H10O5) trong khí ở ADN là đường đề oxi ribôluzơ (C5H10O4)
  • Axit photphoric (H3PO4)
  • Một trong 4 loại bazơ nitơ gồm A, U, G, X

Trong đó, các nucleotit đều bao gồm đường riboluzo và axit photphoric. Chúng chỉ khác nhau bởi thành phần bazơ nitơ vì thế người t a sẽ lấy tên bazơ nitơ để đặt cho nucleotit đó. 

Vậy ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen?

Quá trình tổng hợp ARN được tiến hành trên mạch gốc (hay còn được gọi là mạch đơn gen, mạch đối nghĩa,…). Trên mạch gốc này sẽ gồm các đêôxyribônuclêôtit và được ARN-pôlymêraza sử dụng để làm khuôn. Từ đó diễn ra quá trình tổng hợp nên các ribônuclêôtit theo nguyên tắc bổ sung.

Quá trình tổng hợp ribônuclêôtit này, chuỗi trình tự của đêôxyribônuclêôtit được chuyển đổi thành chuỗi trình tự ribônuclêôtit. Nguyên tắc bổ sung các bazơ nitơ là “A-U”, “G-X”, ví dụ như ARN A-A-G-X sẽ tạo ra chuỗi mới là U-U-X-G.

adn arn được tổng hợp từ mạch nào của gen
Quá trình adn arn được tổng hợp từ mạch nào của gen

Cấu trúc của ARN và quá trình phiên mã của ARN diễn ra như thế  nào?

Với những thông tin trên, với câu hỏi ADN ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen, chúng ta đã có câu trả lời là mạch gốc. Tuy nhiên, để hiểu hơn về quá trình tổng hợp này, hãy cùng theo dõi những phần tiếp theo đây.

Chi tiết về cấu trúc của ARN

Nếu như ADN là chuỗi xoắn kép của 2 mạch pôlinuclêôtit thì ARN lại chỉ có cấu trúc mạch đơn và ngắn hơn rất nhiều so với kích thước của một ADN. Các ribonucleotit của ARN sẽ liên kết với nhau bởi liên kết cộng hóa trị giữa H3PO4 của ARN này với đường riboluzo (C5H10O5) của ARN kế tiếp. Quá trình này sẽ tạo ra một chuỗi polinucleotit nối tiếp nhau.

Có 3 loại ARN chính với những vai trò di truyền khác nhau đó là:

mARN – ARN thông tin

marn được tổng hợp từ mạch nào của gen
marn được tổng hợp từ mạch nào của gen – các loại ARN 

messenger RNA (mARN) chỉ chiếm khoảng 5% lượng ARN trong tế bào sống nhưng lại có một vai trò vô cùng quan trọng. mARN là bản mã phiên của mã gốc từ ADN và có chứa thông tin di truyền. Thông tin di truyền của mARN là bộ ba mã di truyền (codon – đơn vị mã) là ribonucleotit nên cũng được gọi là bộ ba triplet.

Mỗi đơn vị mã codon sẽ có một acid amin cụ thể  mã hóa 20 loại acid amin cơ bản. Ngoài ra trong mARN còn có codon khởi đầu dịch mã (Start codon) và codon ngừng dịch mã (stop codon).

mARN được dùng để làm khuôn cho quá trình dịch mã của ARN với AUG mở đầu nằm ở đầu 5’. Chính GTP này giúp cho các nhân tố khác nhận biệt được và hoàn thành quá trình dịch mã. Đầu 3’ của mARN được bọc lại nhà đuôi polyA (các adenylate nối nhau) để giúp cho mARN không bị các enzym đặc trưng phân giải. Như vậy, với câu hỏi mARN được tổng hợp từ mạch nào của gen thì chúng cũng được tổng hợp từ mạch gốc.

arn được tổng hợp từ mạch nào của gen
Quá trình tổng hợp ARN trong các đoạn gen

rARN – ARN riboxom

rARN chiếm 80% tổng lượng ARN trong tế bào và nó cần phải liên kết với những loại protein nhất định để tạo thành ribôxôm. Đây được coi là một phân xưởng tổng hợp protein bậc I giúp quá trình tổng hợp ARN được diễn ra bình thường. 

Mỗi ribôxôm gồm một tiểu đơn vị lớn và tiểu đơn vị nhỏ khác nhau ở tế bào nhân sơ và nhân thực:

  • Với tế bào nhân sơ: tiểu đơn vị lớn là 50S, tiểu đơn vị nhỏ là 30S
  • Với tế bào nhân thực: tiểu đơn vị lớn là 60S, tiểu đơn vị nhỏ là 60S.

Khi các tiểu đơn vị kết hợp với nhau sẽ tạo nên ribôxôm với cấu trúc phức tạp, di chuyển dọc theo phân tử mARN. Chúng kết hợp với các enzym để thực hiện được việc lắp ráp các acid amin theo khuôn mẫu. Từ đó, tạo thành chuỗi polipeptit đúng với gen quy định.

ARN vận chuyển – tARN được tổng hợp từ mạch nào của gen

tARN là phân tử ARN có kích thước nhỏ nhất chỉ gồm từ 70 – 95 ribonucleotit. Mặc dù có kích thước nhỏ nhất nhưng tARN lại đóng góp chức năng vô cùng quan trọng trong quá trình giải mã của ARN:

tarn được tổng hợp từ mạch nào của gen
tARN vận chuyển các acid amin cho quá trình tổng hợp protein của rARN
  • Vận chuyển các acid amin từ môi trường bên ngoài vào trong phân xưởng ribôxôm của rARN để tổng hợp các protein.
  • Đuôi của tARN gắn với đoạn acid amin mà nó chuyên chở tương ứng với bộ ba đối mã chúng có. Nên tARN có cấu trúc tương tích bắt buộc với quá trình phiên mã của ARN.

Với 2 chức năng này, tARN vừa vận chuyển cũng vừa lắp ráp các acid amin vào đúng vị trí gen quy định. Nhờ vậy mà ARN có thể tạo nên bản dịch mã với các trình tự các acid amin trong chuỗi polypeptit.

Trong 3 loại ARN trên, mARN có dạng thẳng còn tARN, rARN có hiện tượng cuộn xoắn hoặc gấp khúc. Vì thế nên ở phân tử tARN, rARN có một số vị trí có thể liên kết theo quy tắc bổ sung A-U, G-X.

Quá trình phiên mã của ARN – ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen

Phiên mã là quá trình tổng hợp ARN từ mạch khuôn (mạch gốc) của gen. Quá trình này cho phép chuyển đổi các đêôxyribônuclêôtit (ADN) ở mạch khuôn thành các ribônuclêôtit (ARN) theo nguyên tắc bổ sung. 

ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen
ARN thực hiện phiên mã theo nguyên tắc bổ sung

Trong các loại ARN thì chỉ có mARN là bản phiên mã dung làm khuôn để thực hiện quá trình dịch mã di truyền thành các acid amin trong chuỗi pôlypeptit. Từ đó tạo ra sản phẩm là protein, nên có thể hiểu rằng quá trình phiên mã là quá trình tổng hợp mARN.

Các diễn biến của quá trình phiên mã

ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen, từ một mạch đơn của gen (mạch đối nghĩa). Các đêôxyribônuclêôtit  được sử dụng làm khuôn cho các ARN-pôlymêraza tổng hợp ribônuclêôtit. Quá trình này được thực hiện theo nguyên tắc bổ sung, chứ không phải là sự sao chép. Theo đó, nếu mạch gốc có trình tự là A-T-G-X thì đoạn ARN được tổng hợp sẽ là U-A-X-G.

Chuỗi ribônuclêôtit bổ sung mã gốc và trực tiếp mang mã di truyền (bản mã phiên). Khi quá trình tổng hợp kết thúc, bản mã phiên này sẽ tách khỏi mã gốc và ra khỏi vùng nhân. Sau đó, tARN sẽ tiến hành giải mã bản mã phiên thành bản dịch là chuỗi pôlypeptit.

Các bước chính của quá trình phiên mã gồm 3 giai đoạn ở tế bào nhân sơ và nhân thực:

Các diễn biến của quá trình phiên mã ARN
3 giai đoạn chính của quá trình phiên mã, tổng hợp ARN
  • Khởi đầu: enzym ARN-pôlymeraza bám vào đoạn khởi đầu của vùng điều hòa của gen. Sau đó nó chọn mạch khuôn và bắt đầu trượt dọc theo mạch theo chiều 3’-5’ để chuẩn bị cho quá trình tổng hợp ARN.
  • Kéo dài: ARN-pôlymerazavừa trượt dọc theo mạch khuôn vừa lắp các ribônuclêôtit tự do vào khuôn. Nó sử dụng ATP để gắn các ribônuclêôtit trên mạch khuôn bằng liên kết phôtphođieste để tạo thành chuỗi  pôlyribônuclêôtit mới theo hướng 5’-3’. Trong giai đoạn này, đoạn gen thực hiện phiên mã xong sẽ được đóng xoắn lại ngay, chuỗi pôlyribônuclêôtit được dài dần ra và cũng là giai đoạn lâu nhất của toàn bộ quá trình phiên mã.
  • Kết thúc: ARN-pôlymeraza trượt đến tín hiệu kết thúc trên gen thì nó sẽ dừng phiên mã và tách khỏi gen. ARN được giải phóng khiến cho đoạn gen bị tách ra trở lại thành cấu trúc xoắn kép như ban đầu.

Khi ARN được tạo thành thì ở tế bào nhân sơ, các ARN này được sử dụng ngay trong tế bào đó.

Với câu hỏi trắc nghiệm: ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen A. Từ mạch có chiều 5’ 3’; B. Từ mạch mang mã gốc, C. Từ cả hai mạch hay D. Khi thì từ một mạch, lúc lại từ 2 mạch? – Câu trả lời chính xác là mạch gốc như thietbiruaxegiare.net đã nói ở trên.

Sau những kiến thức mà thietbiruaxegiare.net vừa chia sẻ trên đây sẽ giúp cho quý vị giải đáp được câu hỏi ARN được tổng hợp từ mạch nào của gen *. Nếu thấy bài viết này hữu ích, bạn hãy chia sẻ để nhiều người có thể hiểu hơn về cấu tạo, chức năng cũng như quá trình phiên mã của ARN nhé!