BÀI 34: TỪ GENE ĐẾN TÍNH TRẠNG

A - MỤC TIÊU BÀI HỌC

- Mô tả sơ lược quá trình tái bản của DNA, kết quả và ý nghĩa di truyền của tái bản DNA.

- Nêu được khái niệm phiên mã.

- Nêu được khái niệm mã di truyền, đặc điểm và ý nghĩa của mã di truyền.

- Nêu được khái niệm dịch mã.

- Nêu được mối quan hệ giữa DNA – RNA – protein – tính trạng thông qua phiên mã, dịch mã và ý nghĩa di truyền của mối quan hệ này.

- Vận dụng kiến thức “từ gene đến tính trạng”, nêu được cơ sở của sự đa dạng về tính trạng của các loài.

- Nêu được khái niệm, ý nghĩa và tác hại của đột biến gene.

B - NHỮNG KIẾN THỨC CẦN GHI NHỚ

I. TÁI BẢN DNA

- Quá trình tái bản được thực hiện dựa trên:

+ Nguyên tắc bổ sung (NTBS): A – T, G – C.

+ Nguyên tắc bán bảo toàn: phân tử DNA chứa một mạch của phân tử DNA mẹ và một mạch mới tổng hợp.

- Tái bản DNA gồm các giai đoạn:

+ Tháo xoắn, phá vỡ liên kết hydrogen để tách hai mạch của phân tử DNA.

+ Tổng hợp kéo dài mạch mới theo NTBS.

+ Hoàn thành quá trình tái bản: một phân tử DNA mẹ qua quá trình tái bản tạo ra hai phân tử DNA con giống nhau và giống phân tử mẹ.

* Ý nghĩa: Đảm bảo sự di truyền ổn định và liên tục qua các thế hệ tế bào.

* Ứng dụng: Kĩ thuật PCR mô phỏng quá trình tái bản DNA để tạo số lượng bản sao của một đoạn DNA nào đó. (https://youtu.be/xfzZBDskZ8o) 

* Thành tựu:

+ Phát hiện sự tồn tại của virus SARS-CoV-2;

+ Phát hiện mầm mống của bệnh ung thư: ung thư cổ tử cung, ung thư vú,...;

+ Kiểm nghiệm an toàn thực phẩm;

+ Chẩn đoán bệnh ở vật nuôi, cây trồng;...

II. PHIÊN MÃ

- Phiên mã là quá trình tổng hợp phân tử RNA dựa trên mạch khuôn của gene.

- Enzyme RNA polymerase sử dụng mạch khuôn của gene có chiều 3’ – 5’ để tổng hợp mạch RNA có chiều 5’ – 3’ theo NTBS.

III. MÃ DI TRUYỀN

- Mã di truyền là mã bộ ba, trong đó ba nucleotide liên tiếp trên mRNA quy định một amino acid trên chuỗi polypeptide.

- Từ 4 loại nucleotide hình thành 64 bộ ba: 

+ Bộ ba mở đầu AUG mã hóa methionine.

+ 61 bộ ba quy định amino acid.

+ 3 bộ ba kết thúc: UAA, UAG, UGA.

- Đặc điểm của mã di truyền:

+ Mỗi bộ ba chỉ mã hóa một amino acid.

+ Nhiều bộ ba cùng mã hóa cho một loại amino acid.

+ Mã di truyền được đọc liên tục và không gối lên nhau theo chiều 5’ → 3’ trên mRNA.

+ Hầu hết các sinh vật đều có chung mã di truyền.

- Ý nghĩa: Thông qua mã di truyền, từ trình tự nucleotide trên mRNA có thể dự đoán được trình tự của các amino acid, từ đó có thể dự đoán được cấu trúc protein.

IV. DỊCH MÃ

- Dịch mã là quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide dựa trên trình tự nucleotide của mRNA.

- Các thành phần tham gia dịch mã: Ribosome, amino acid tự do, mRNA và tRNA.

V. MỐI QUAN HỆ CỦA DNA – RNA - PROTEIN VÀ TÍNH TRẠNG

- Thông tin di truyền của gene được biểu hiện thành tính trạng thông qua cơ chế phiên mã từ DNA sang mRNA, dịch mã từ mRNA sang chuỗi polypeptide cấu thành nên protein, hình thành tính trạng.

VI. ĐỘT BIẾN GENE

- Khái niệm: Đột biến gene là những thay đổi trong trình tự nucleotide của gene. 

- Nguyên nhân: do tự phát hoặc do tác động của các tác nhân gây đột biến (tia phóng xạ, hóa chất, tác nhân sinh học,...).

- Các dạng đột biến: mất, thêm hoặc thay thế một cặp hoặc một số cặp nucleotide.

- Ý nghĩa của đột biến gene: Đột biến gene tạo nên kiểu hình có lợi giúp sinh vật thích nghi với môi trường.

Ví dụ: vi khuẩn đột biến có khả năng kháng thuốc kháng sinh, nhờ đó chúng thích nghi được với môi trường, và tiếp tục sinh sản làm tăng số lượng vi khuẩn có khả năng kháng thuốc kháng sinh.

- Tác hại: Đột biến gene tạo nên kiểu hình có hại làm giảm khả năng sống sót và thích nghi của sinh vật.

Ví dụ: đột biến gene gây bệnh phenylketone niệu, làm cho người bị bệnh có trí tuệ chậm phát triển và tổn thương các cơ quan.

* Ứng dụng đột biến gene trong thực tiễn:

- Giống lan phi điệp đột biến do khách hàng đặt Viện Nghiên cứu Rau quả nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô với số lượng lớn.