Trình bày thí nghiệm chứng minh nhân tế bào quyết định mọi đặc điểm của cơ thể.
|
Các gen bao gồm DNA. Chiều dài của gen quy định độ dài của protein được gen mã hóa. DNA là một chuỗi xoắn kép, trong đó các nucleotide (các bazơ) liên kết với nhau:
DNA được phiên mã trong quá trình tổng hợp protein, trong đó một sợi ADN được dùng làm khuôn mẫu tổng hợp RNA thông tin (mRNA). RNA có các base như DNA, ngoại trừ uracil (U) thay thế thymine (T). mRNA di chuyển từ nhân đến tế bào chất và sau đó đến ribosome, nơi diễn ra quá trình tổng hợp protein. RNA vận chuyển (tRNA) mang các axit amin đến ribosome, và gắn axit amin vào chuỗi polypeptide đang phát triển theo một trình tự xác định bởi mRNA. Khi một chuỗi axit amin được lắp ráp, nó tự gấp nếp cuộn xoắn để tạo ra một cấu trúc protein ba chiều phức tạp dưới ảnh hưởng của các phân tử đi kèm lân cận.
DNA được mã hóa bằng mã bộ ba, chứa 3 trong số 4 nucleotides A, T, G, C. Các axit amin cụ thể được mã hóa bởi các mã bộ ba xác định. Vì có 4 nucleotide, nên số lượng mã bộ ba có thể có là 43 (64). Tuy nhiên chỉ có 20 axit amin, nên có một số mã bộ ba dư thừa. Bởi vậy, một số mã bộ ba cùng mã hóa một axit amin. Các bộ ba khác có thể mã hóa các yếu tố mở đầu hoặc kết thúc quá trình tổng hợp protein và sắp xếp, lắp ráp các axit amin.
Gen bao gồm exon và intron. Exons mã hóa cho các axit amin cấu thành protein. Còn introns chứa các thông tin chi phối việc kiểm soát và tốc độ sản xuất protein. Exons và intron cùng được sao chép vào mRNA, nhưng các đoạn được sao chép từ intron được loại bỏ sau đó. Nhiều yếu tố điều hòa việc phiên mã, bao gồm RNA antisense, được tổng hợp từ chuỗi DNA không được mã hoá thành mRNA. Ngoài DNA, các nhiễm sắc thể chứa histon và các protein khác cũng ảnh hưởng đến sự biểu hiện gen (protein và số lượng protein được tổng hợp từ một gen nhất định).
Kiểu gen cho biết thành phần và trình tự di truyền cụ thể; nó quy định những protein nào được mã hóa để sản xuất.
Ngược lại, bộ gen nói đến toàn bộ thành phần tất cả của các nhiễm sắc thể đơn bội, bao gồm các gen mà chúng chứa.
Kiểu hình hướng tới biểu hiện cơ thể, sinh hóa và sinh lý của một người - nghĩa là, làm thế nào các tế bào (hay cơ thể) thực hiện chức năng. Kiểu hình được xác định bởi loại và số lượng protein tổng hợp, tức là, sự biểu hiện của các gen ra môi trường như thế nào. Kiểu gen cụ thể có thể có hoặc không tương quan tốt với kiểu hình.
Các yếu tố ảnh hưởng đến biểu hiện gen mà không thay đổi trình tự bộ gen được gọi là các yếu tố biểu sinh.
Sự hiểu biết về nhiều cơ chế sinh hóa điều chỉnh sự biểu hiện gen ngày càng rõ ràng. Một cơ chế là sự thay đổi việc nối exon (còn gọi là quá trình trưởng thành mRNA). Trong phân tử mRNA mới được tổng hợp, các intron được loại bỏ, từng đoạn exon được tách ra riêng biệt, và sau đó các exon lắp ráp theo nhiều trật tự khác nhau, dẫn đến nhiều loại mRNA khác nhau và có khả năng dịch mã ra nhiều protein từ cùng chung một mã gen ban đầu. Số lượng protein được tổng hợp trong cơ thể con người có thể lên đến > 100.000 mặc dù hệ gen của con người chỉ có khoảng 20.000 gen.
Các cơ chế trung gian biểu hiện gen khác bao gồm các phản ứng methyl hóa DNA và phản ứng của histone như methyl hóa và acetyl hóa. DNA methyl hóa có xu hướng làm bất hoạt một gen. Chuỗi DNA cuộn xoắn quanh quả cầu histone. Sự methyl hóa histone có thể làm tăng hoặc giảm số lượng protein được tổng hợp từ một gen cụ thể. Sự acetyl hóa histone liên quan đến việc giảm biểu hiện gen ra bên ngoài. Sợi DNA không được phiên mã để hình thành mRNA cũng có thể được sử dụng như một khuôn mẫu để tổng hợp RNA, kiểm soát quá trình phiên mã của sợi đối diện.
Một cơ chế quan trọng khác liên quan đến microRNAs (miRNAs). MiRNA ngắn, hình dạng như chiếc kẹp tóc (các trình tự RNA khi liên kết với nhau) RNA này ức chế sự biểu hiện gen sau khi phiên mã. MiRNA có thể tham gia vào việc điều chỉnh đến 60% protein đã phiên mã.
I. PHẦN TÌM HIỂU VÀ THẢO LUẬN *Một nhà khoa học đã tiến hành phá hủy nhân của tế bào trứng ếch thuộc loài A, sau đó lấy nhân của tế bào sinh dưỡng của loài B cấy vào. Sau nhiều lần thí nghiệm, ông đã nhận được các con ếch con từ các tế bào đã được chuyển nhân. Em hãy cho biết các con ếch con này có đặc điểm của loài nào? Thí nghiệm này có thể chứng minh được điều gì về nhân tế bào? Trả lời: - Các con ếch con sẽ có đặc điểm của loài B vì chúng được phát triển từ tế bào mang nhân của loài B. Nhân mang thông tin di truyền quy định các tính trạng của tế bào. * Dựa vào hình 8.2 hãy cho biết những bộ phận nào của tế bào tham gia vào việc vận chuyển một protein ra khỏi tế bào? Trả lời: Các thành phần tham gia là: - Mạng lưới nội chất hạt: Vận chuyển, tiết ra dưới dạng các túi tiết. - Bộ máy gôngi: Hoàn thiện, đóng gói sản phẩm, xuất các protein hoàn chỉnh. - Màng nguyên sinh: Xuất protein trong các túi tiết dưới dạng xuất bào. II. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1. Mô tả cấu trúc của nhân tế bào. Trả lời: - Nhân tế bào phần lớn có hình cầu với đường kính khoảng 5nm, được bao bọc bởi hai lớp màng, bên trong là dịch nhân chứa chất nhiễm sắc (gồm ADN liên kết với prôtêin) và nhân con. - Nhân tế bào chứa vật chất di truyền và có chức năng điều khiển mọi hoạt động của tế bào. 2. Nêu các chức năng của lưới nội chất trơn và lưới nội chất hạt. Trả lời: - Lưới nội chất là một hệ thống màng bên trong tế bào tạo nên hệ thống các ống và xoang dẹp thông với nhau. Lưới nội chất có hai loại là lưới nội chất trơn và lưới nội chất hạt, chúng có chức năng như sau: * Lưới nội chất trơn: - Tổng hợp lipit. - Chuyển hóa đường. - Phân hủy chất độc hại đối với cơ thể. * Lưới nội chất hạt: - Tổng hợp prôtêin tiết ra khỏi tế bào. - Tổng hợp prôtêin cấu tạo nên màng tế bào. 3. Trình bày cấu trúc và chức năng của bộ máy Gôngi. Trả lời: - Cấu trúc của bộ máy Gôngi: Bộ máy Gôngi là một chồng túi màng dẹp xếp cạnh nhau nhưng cái nọ tách biệt với cái kia. - Chức năng của bộ máy Gôngi: Nơi lắp ráp, đóng gói và phân phối sản phẩm của tế bào. Prôtêin được tổng hợp từ ribôxôm trên lưới nội chất được gửi đến Gôngi bằng các túi tiết. Tại đây, chúng được gắn thêm các chất khác tạo nên các sản phẩm hoàn chỉnh rồi bao gói vào trong các túi tiết để chuyển đi các nơi trong tế bào hoặc tiết ra khối tế bào. 4. Tế bào nào trong cơ thể người nêu ra dưới đây có lưới nội chất hạt phát triển mạnh nhất? a) Tế bào hồng cầu. b) Tế bào bạch cầu c) Tế bào biểu bì. d) Tế bào cơ. Trả lời: b) Tế bào bạch cầu Lưới nội chất hạt phát triển nhiều nhất ở tế bào bạch cầu,vì bạch cầu có chức năng bảo vệ cơ thể bằng các kháng thể và prôtêin đặc hiệu,mà prôtêin chỉ tổng hợp được ở lưới nội chất hạt là nơi có các riboxom tổng hợp prôtêin.Ngoài ra còn có các tuyến nội tiết và ngoại tiết cũng là nơi chứa nhiều lưới nội chất hạt vì chúng tiết ra hoocmôn và enzim cũng có thành phần chính là prôtêin. 5. Nêu cấu tạo và chức năng của ribôxôm. Trả lời: - Cấu tạo ribôxôm là bào quan có kích thước rất bé (khoảng 20 — 30nm)không có màng bao bọc. Ribôxôm chứa khoảng 50% prôtêin và 50% rARN. Trong tế bào nhân thực có tới hàng triệu ribôxôm, chúng nằm rải rác tự do trong tế bào chất hoặc đính trên mạng lưới nội chất hạt. Ribôxôm có nguồn gốc từ nhân con và có cả trong ti thể, lục lạp. - Chức năng: Ribôxôm là nơi tổng hợp prôtêin. Khi tổng hợp prôtêin các ribôxôm có thể liên kết với nhau tạo thành phức hệ pôlixôm. 6. Nêu các điểm khác biệt về cấu trúc giữa tế bào nhân sơ và nhân thực. Trả lời:
|
