Những điểm khác nhau cơ bản trong cấu trúc của ADN và ARN.
ADN và ARN đều là các loại axit nucleic, nhưng có nhiều điểm khác biệt cơ bản trong cấu trúc và chức năng:
Thành phần đường:
ADN có thành phần đường là deoxyribose, thiếu nhóm OH ở vị trí C2' trong cấu trúc vòng pentose.ARN có thành phần đường là ribose, với nhóm OH ở vị trí C2'. Sự khác biệt này làm cho ARN kém bền hơn ADN trong các điều kiện hóa học.
Thành phần bazơ nitơ:
ADN bao gồm bốn loại bazơ nitơ: adenine (A), thymine (T), guanine (G), và cytosine (C).ARN thay thế thymine (T) bằng uracil (U). Vì vậy, ARN có bốn loại bazơ là: adenine (A), uracil (U), guanine (G), và cytosine (C).
Số lượng mạch:
ADN là phân tử mạch kép (double helix), bao gồm hai mạch đơn song song ngược chiều liên kết với nhau qua các cặp bazơ.ARN là phân tử mạch đơn, nhưng đôi khi có thể cuộn xoắn tại một số đoạn ngắn nhờ liên kết hydro giữa các bazơ.
Kích thước và cấu trúc:
ADN thường có kích thước lớn hơn, chứa hàng triệu đơn phân để lưu trữ toàn bộ thông tin di truyền của một sinh vật.ARN nhỏ hơn, chỉ gồm vài nghìn đơn phân, vì chức năng chủ yếu của nó là tham gia vào quá trình tổng hợp protein.
Vị trí tồn tại:
ADN chủ yếu nằm trong nhân tế bào ở sinh vật nhân thực, ngoài ra còn có ở ti thể và lục lạp.ARN được tổng hợp trong nhân nhưng hoạt động chủ yếu trong tế bào chất.
Chức năng:
ADN lưu giữ và truyền đạt thông tin di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác.ARN thực hiện các vai trò khác nhau trong quá trình tổng hợp protein, gồm ARN thông tin (mARN), ARN vận chuyển (tARN), và ARN ribôxôm (rARN).
Tóm lại, ADN là phân tử di truyền chính, trong khi ARN đóng vai trò cầu nối giữa gen và protein.
Bài tập 2 trang 53 SGK Sinh học 9
ARN tổng hợp dựa trên những nguyên tắc nào? Nêu bản chất của mối quan hệ theo sơ đồ gen - ARN.
Nguyên tắc tổng hợp ARN: ARN được tổng hợp từ ADN khuôn mẫu theo cơ chế phiên mã dựa trên hai nguyên tắc:
Nguyên tắc bổ sung: Các bazơ trên mạch khuôn của ADN liên kết với các bazơ tương ứng trong ARN theo nguyên tắc bổ sung:
Adenine (A) liên kết với uracil (U) trong ARN.Thymine (T) liên kết với adenine (A).Cytosine (C) liên kết với guanine (G).Guanine (G) liên kết với cytosine (C).
Nguyên tắc khuôn mẫu: ARN được tổng hợp dựa trên mạch khuôn của ADN (một trong hai mạch đơn), đảm bảo trình tự của ARN được xác định theo trình tự bazơ nitơ của mạch khuôn.
Bản chất mối quan hệ gen - ARN: Mối quan hệ giữa gen và ARN thể hiện qua quá trình phiên mã:
Gen là một đoạn ADN mang thông tin mã hóa cho một phân tử ARN nhất định.Trong quá trình phiên mã, một mạch của gen (mạch khuôn) được sử dụng để tổng hợp ARN.Trình tự nucleotit trên ARN phản ánh trình tự nucleotit của mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung.
Sơ đồ mối quan hệ: Gen (trình tự ADN) → Phiên mã → ARN (trình tự mạch đơn tương ứng).
Mối quan hệ này là bước đầu tiên trong việc biểu hiện thông tin di truyền từ gen đến protein, đồng thời giúp đảm bảo tính chính xác và đặc hiệu trong tổng hợp protein.
Bài tập 3 trang 53 SGK Sinh học 9
Một đoạn mạch của gen có cấu trúc sau:
Mạch 1: A-T-G-X-T-X-G Mạch 2: T-A-X-G-A-G-X
Xác định trình tự các đơn phân của đoạn mạch ARN được tổng hợp từ mạch 2.
Để xác định trình tự ARN, cần dựa vào mạch khuôn ADN (Mạch 2) và áp dụng nguyên tắc bổ sung:
Adenine (A) trên ADN liên kết với uracil (U) trên ARN.Thymine (T) trên ADN liên kết với adenine (A) trên ARN.Cytosine (C) trên ADN liên kết với guanine (G) trên ARNGuanine (G) trên ADN liên kết với cytosine (C) trên ARN.
Một đoạn mạch ARN có trình tự các nucleotit như sau:
A-U-G-X-U-G-A-X
Xác định trình tự các nucleotit trong đoạn gen đã tổng hợp ra đoạn mạch ARN nói trên.
Dựa trên nguyên tắc bổ sung, đoạn ARN trên được tổng hợp từ mạch khuôn của gen. Mạch khuôn ADN và ARN tương tác với nhau như sau:
Adenine (A) trên ARN → Thymine (T) trên ADN.Uracil (U) trên ARN → Adenine (A) trên ADN.Guanine (G) trên ARN → Cytosine (C) trên ADN.Cytosine (C) trên ARN → Guanine (G) trên ADN.
Xác định trình tự mạch khuôn ADN: ARN: A-U-G-X-U-G-A-X Mạch khuôn ADN: T-A-X-G-A-X-T-G
Loại ARN nào sau đây có chức năng truyền đạt thông tin di truyền? a) ARN vận chuyển b) ARN thông tin c) ARN ribôxôm d) Cả 3 loại ARN trên
Đáp án đúng: b) ARN thông tin
Giải thích: ARN thông tin (mARN) là loại ARN duy nhất thực hiện chức năng truyền đạt thông tin di truyền từ gen trên ADN đến ribôxôm, nơi thông tin này được sử dụng để tổng hợp protein. mARN chứa trình tự mã hóa tương ứng với trình tự axit amin của protein cần tổng hợp.
ARN vận chuyển (tARN): Có nhiệm vụ vận chuyển axit amin đến ribôxôm để tham gia tổng hợp protein, nhưng không trực tiếp truyền đạt thông tin di truyền.ARN ribôxôm (rARN): Là thành phần cấu tạo nên ribôxôm, giúp tạo môi trường thích hợp cho quá trình tổng hợp protein nhưng không chứa thông tin di truyền.Cả 3 loại ARN: Mặc dù cùng tham gia vào quá trình tổng hợp protein, chỉ mARN có chức năng truyền đạt thông tin di truyền.
