Chuyển đến nội dung chính

ADN hay ARN xuất hiện trước?

Theo luận thuyết trung tâm của Francis Crick thì thông tin di truyền chỉ truyền theo một hướng từ ADN --> ARN --> Prôtêin. Như vậy có nghĩa là ADN là phân tử có trước.
Phiên bản năm 1970 của Luận Thuyết Trung Tâm. Mũi tên cho biết dòng thông tin. Mũi tên đặc biểu diễn dòng thống tin "xảy ra", trong khi mũi tên chấm biểu diễn dòng thông tin "có khả năng". Chú ý là dòng thông tin từ proteins đến ARN hay ADN được xem là không thể (xảy ra.)

Tuy nhiên sinh học phân tử trong những năm cuối thế kỉ XX đã chứng minh rằng có thể ARN là hợp chất trùng hợp xuất hiện đầu tiên với dạng rất đơn giản và chúng có nhiều loại khác nhau. Chúng vừa có tính tự tái bản với tự xúc tác (ribôzim) mà không cần đến enzim. Năm 1970 H. Temmin và D. Baltimore (đã được giải nobel năm 1975) sau 6 năm nghiên cứu về virut chứa ARN đã phát hiện ARN của virut có thể được phiên mã ngược nhờ enzim revertaza thành ADN do đó ADN này có thể được gắn vào ADN của vật chủ. Như vậy H. Temmin và D. Baltimore đã chứng minh rằng ADN có thể được sinh từ ARN.

Ý tưởng gen xuất hiện đầu tiên ở dạng phân tử ARN ngắn và tính tự tái bản không cần đến enzim được các nhà di truyền học nghiên cứu chứng minh trong những năm cuối thế kỉ XX

Như vậy, trong giai đoạn đầu của thế giới sống các phân tử ARN là những phân tử vừa có khả năng mang thông tin di truyền vừa có khả năng tự xúc tác tái bản khi chưa có enzim.

Trong quá trình tiến hóa cả ARN và ADN cũng như sản phẩm của chúng là prôtêin dều chịu sự chọn lọc tự nhiên (CLTN).

Phân tử ARN thường ở dạng mạch đơn, nhưng chúng cũng dễ dàng hình thành các bắt cặp bổ sung ngay trong mạch để tạo nên các hình thù phân tử khác nhau tùy vào môi trường và như vậy đã xuất hiện các kiểu gen (genotip) khác nhau (trình tự các nuclêôtit khác nhau) quy định nên các kiểu mạch gấp khúc khác nhau tức là kiểu hình khác nhau (phenotip). Trong môi trường nhất định nào đó (về nhiệt độ, nồng độ muối, chất xúc tác kim loại...) một số dạng ARN tỏ ra bền vững hơn, tự tái bản nhanh hơn, nghĩa là thích nghi hơn với đều kiện và được chon lọc. Trong quá trình tự tái bản các đột biến sẽ xuất hiện làm cho độ đa dạng của ARN càng tăng cao và khả năng chọn lọc càng lớn. Như vậy rõ ràng là trong thế giới của các ARN ở giai đoạn tiến hóa hóa học, chọn lọc tự nhiên đã tác động trên cơ sở đa dạng của ARN. Quá trình chọn lọc như thế cũng được các nhà khoa học chứng minh bằng thực nghiệm trong ống nghiệm với các quần thể ARN khác nhau trong các điều kiện khác nhau. Về sau vai trò gen (mang thông tin di truyền) được chuyển cho ADN (do chọn lọc tự nhiên) bởi vì so với ARN thì ADN là phân tử có tính ổn định và bền vững hơn, thích nghi với chức năng lưu giữ thông tin di truyền và truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ (có cấu trúc là mạch xoắn kép), còn chức năng xúc tác được chuyển cho prôtêin và ARN chủ yếu đóng vai trò truyền đạt thông tin di truyền như hiện nay. Hiện giờ còn có rất nhiều loại virut dùng ARN làm phân tử mang thông tin di truyền, tuy nhiên các nhà di truyền học cho rằng virut là cơ thể sống và virut cũng không phải là dạng sống tiền tế bào được xuất hiện trước khi xuất hiện tế bào.

Nhận xét

  1. Thưa thầy, thầy nói rằng :" các nhà di truyền học cho rằng virus là cơ thể sống..." cái này có bị nhầm lẫn không ạ?

    Trả lờiXóa
    Trả lời
    1. Những vấn đề còn tranh luận nhiều, có nhiều quan niệm và giả thuyết khác nhau về vấn đề này.

      Xóa
  2. Và thưa thầy, enzim revertaza với enzim reverse transcriptase là một đúng không thầy, nếu không thì vì sao ạ,bởi em có đọc trong tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học THPT Sinh học tế bào của Phạm Thành Hổ và Ngô Giang Liên là enzim có tên reverse transcriptase ạ.

    Trả lờiXóa

Đăng nhận xét

Cảm ơn bạn đã phản hồi, chúc quý độc giả sức khỏe và thành đạt!

Bài đăng phổ biến từ blog này

Tính số nhiễm sắc thể, số crômatit và số tâm động qua các kì của nguyên phân và giảm phân

Loài ong mật có bộ NST lưỡng bội 2n=32. Hợp tử của loài trải qua nguyên phân. Hãy cho biết có bao nhiêu NST, crômatit, tâm động có trong một tế bào qua mỗi kì của quá trình nguyên phân? Để giải bài tập sinh học trên trước hết các bạn cần nhớ một số vấn đề sau: NST nhân đôi ở kì trung gian (pha S) trở thành NST kép, tồn tài trong tế bào đến cuối kì giữa. Vào kì sau, NST kép bị chẻ dọc tại tâm động, tách thành 2 NST đơn, phân li đồng đều về 2 cực tế bào. Crômatit chi tồn tại ở NST kép, mỗi NST kép có 2 crômatit. Mỗi NST dù ở thể đơn hay kép đều mang một tâm động. Vậy có bao nhiêu NST trong tế bào thì sẽ có bấy nhiêu tâm động. Do vậy, gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài, số NST, số crômatit, số tâm động có trong một tế bào qua mỗi kì quá trình nguyên phân như bảng sau: Kì trung gian Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối Số NST đơn 0 0 0 4n 2n Sô NST kép 2n 2n 2n 0 0 Số crômatit 4n 4n 4n 0 0 Số tâm động 2n 2n 2n 4n 2n T

Tính số loại và tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con

Vận dụng toán xác suất để giải nhanh các bài tập sinh học phần quy luật phân li độc lập như: xác định số loại kiểu gen, kiểu hình ở đời con hay tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con trong các phép lai khi biết kiểu gen của bố mẹ mà không cần viết sơ đồ lai. Theo quy luật phân li độc lập ta hiểu rằng: một phép lai có n cặp tính trạng, thực chất là n phép lai một cặp tính trạng. Như vậy khi đề bài cho biết kiểu gen có bố mẹ và tuân theo quy luật phân li độc lập thì ta chỉ cần dung toán xác suất để xác định nhanh số loại cũng như tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con theo quy tắc sau: Tỉ lệ KG khi xét chung nhiều cặp gen bằng các tỉ lệ KG riêng rẽ của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau. Số KH khi xét chung nhiều cặp tính trạng bằng số KH riêng của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau. Ví dụ:  Cho biết A - hạt vàng : a- hạt xanh; B- hạt trơn : b - hạt nhăn; D - thân cao : d- thân thấp. Tính trạng trội là trội hoàn toàn. Phép lai P: AabbDd x AaBbdd  sẽ cho số loại và tỉ lệ kiểu g

Số lượng tế bào con, số NST cần cung cấp, số thoi vô sắc xuất hiện (hoặc bị phá hủy) qua nguyên phân

Để làm tốt bài tập sinh học dạng này các bạn cần xem lý thuyết về nguyên phân trước. Ngoài ra có thể xem thêm dạng bài tập về tính số NST, số crômatit và số tâm động qua các kì của nguyên phân . Sau đây mình sẽ hướng dẫn các bạn làm bài tập tiếp theo: dạng bài tập về tính số lượng tế bào con, số NST cần cung cấp, số thoi vô sắc xuất hiện (bị phá huỷ) qua nguyên phân. Trước tiên các bạn cần hiểu và nhớ một số công thức sau Số tế bào sinh ra qua nguyên phân: + Một tế bào qua k lần nguyên phân sẽ hình thành $2^k$ tế bào con. + a tế bào đều nguyên phân k lần, số tế bào con được tạo thành là: $a.2^k$ tế  bào. Số NST đơn môi trường cần cung cấp: + Một tế bào lưỡng bội (2n NST) qua k lần nguyên phân, số NST đơn môi trường nội bào cần cung cấp: $2^k.2n-2n =  (2^k-1)2n$. + Vậy, a tế bào có 2n NST đều nguyên phân k lần, môi trường cần cung cấp số NST là: $a.(2^k-1)2n$. Số thoi vô sắc xuất hiện, bị phá hủy: + Thoi vô sắc xuất hiện ở kì trước, bị phân hủy hoàn toàn vào kì cuối. Vậy có ba

Xác định số lượng và tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit trong phân tử ADN (hay gen)

Dạng bài tập sinh học về tính số lượng và tỉ lệ % từng loại  nuclêôtit trên cả 2 mạch của phân tử ADN (hay gen). Để giải bài tập này bạn cần lưu ý một số vấn đề sau: Cần nhớ: Các nuclêôtit trên hai mạch đơn của ADN (hay gen) liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung A liên kết với T và ngược lại (T liên kết với A) G liên kết với X và ngược lai (X liên kết với G) Công thức Số lượng từng loại nuclêôtit + A=T; G=X => $\frac{A+G}{T+X}=1$ + N=A+T+G+X=2A+2G=2T+2X + A+G=T+X= $\frac{N}{2}$ Tỉ lệ % từng loại nuclêôtit + %A=%T; %G=%X + %(A+T+G+X) = 100% => %(A+G)=%(T+X)=50%N + %A=%T=50%-%G=50%-%X; %G=%X=50%-%A=50%-%T Bài tập có đáp án về tính số lượng, tỉ lệ phần trăm (%) từng loại nuclêôtit trong gen (hay ADN) Bài tập trắc nghiệm vận dụng 1. Gen có hiệu số gữa nuclêôtit loại T với loại nucleoit khác bằng 20%. Tỉ lệ phần trăm từng loại nuclêôtit của gen là: A. A=T=15%; G=X=35% B. A=T=35%; G=X=65% C. A=T=35%; G=X=15% D. A=T=30%; G=X=20% 2. Gen

Vai trò của thận và gan trong cần bằng áp suất thẩm thấu

Môi trường bên trong cơ thể sinh vật (nội môi) nói chung và cơ thể người nói riêng luôn được duy trì ổn định. Ví dụ như người trưởng thành có nhiệt độ thân nhiệt khoảng 37,5 độ C, áp suất thẩm thấu trong máu và dịch mô khoảng 0,9atp, nồng độ gulozo (đường) trong máu khoảng 108 - 140mg/dl, nồng độ pH khoảng 7.35 – 7.45 ... Điều gì xảy ra nếu như các điều kiện lí hóa bên trong cơ thể chúng ta không còn ở trong vùng bình thường? Khi cơ thể chúng ta nhiệt độ quá cao hay quá thấp; điều gì sẽ xảy ra khi nồng độ đường trong máu luôn quá cao hay quá thấp; điều gì sẽ xảy ra khi áp suất thẩm thấu trong cơ thể luôn cao hay thấp hơn mức bình thường? Câu trả lời chung là cơ thể không còn khỏe mạnh (hay là đã bị bệnh). Trong nội dung bài này chúng ta cùng nhau tìm hiểu có chế để cân bằng áp suất thẩm thấu trong trong môi trường bên trong cơ thể mà cụ thể là trong máu (dịch tuần hoàn). Áp suất thẩm thấu trong máu phụ thuộc vào lượng nước và nồng độ các chất hòa tan trong máu mà chủ yếu là hà

Tính tổng số nuclêôtit trong ADN hay Gen

ADN là một đại phân tử sinh học được cấu trúc theo nguyên tắc đa phân các đơn phân là nucleotit. Trong tự nhiên thì phân tử ADN có nhiều dạng cấu trúc nhưng dạng phổ biến nhất là cấu trúc ADN theo dạng B ; Trong chương trình sinh học phổ thông thi chúng ta cũng chủ yếu bàn đến cấu trúc dạng B của ADN mà thôi. Nếu bạn chưa biết cấu trúc ADN dạng B như thế nào thì hãy xem trước bài viết cấu trúc dạng B của phân tử ADN ; Còn ở đây chúng ta chủ yếu bàn đến cách vận dụng lý thuyết về ADN vào giải những bài tập cụ thể liên quan đến cấu trúc ADN dạng B. Trước hết chúng ta bắt đầu với dạng bài tập đơn gian nhất trong series bài vết giải bài tập ADN cơ bản , và đây là bài đầu tiên sẽ hướng dẫn cách tính số nuclêôtit trong phân tử ADN (hay gen) khi biết một trong các đại lượng như: chiều dài ADN, khối lượng ADN, số liên kết hóa trị, số vòng xoắn. Sau đây chúng ta sẽ xem ví dụ về tính số nuclêôtit của ADN (có thể là phân tử ADN hoàn chỉnh hay chỉ là một đoạn ADN) cho từng trường hợp cụ thể:

Quá trình nhân đôi ADN (tái bản ADN)

ADN là vật chất di truyền ở cấp độ phân tử, việc truyền đạt thông tin di truyền trên ADN từ thế hệ tế bào mẹ sang tế bào con thông qua có chế nhân đôi ADN ; còn truyền đạt thông tin di truyền từ nhân ra tế bào chất thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã . Quá trình tái bản ADN hay còn gọi là quá trình nhân đôi ADN được điễn ra trong nhân tế bào, ở pha S của kỳ trung gian, quá trình này tạo ra 2 crômatit trong mỗi nhiễm sắc thể để chuẩn bị phân  chia tế bào. Quá trình nhân đôi ADN được thực hiện theo nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc bán bảo tồn (bán bảo toàn, giữ lại một nữa). Tiến trình nhân đôi ADN diễn ra theo 3 bước sau: 1. Tháo xoắn ADN và tạo chạc ba sao chép Dưới tác dụng của enzim tháo xoắn, 2 mạch đơn của ADN tách nhau dần tạo nên chạc ba tái bản (hình chữ Y) và để lộ ra hai mạch khuôn. Enzim tháo xoắn có 2 loại là gyraza và hêlicaza. Gyraza hay còn gọi là topoisomeraza có chức năng làm duỗi thẳng phân tử ADN (chuyển ADN từ cấu trúc mạch xoắn thành ADN có cấu tr

Phương pháp giải bài tập sinh học: Tìm xác suất xuất hiện số alen trội, lặn ở đời con

Tìm xác suất xuất hiện số alen trội, lặn ở thế hệ con trong phép lai thuộc quy luật di truyền phân li độc lập là dạng bài tập sinh học khó . Nếu chúng ta dùng phương pháp chia riêng từng cặp gen để tính sau đó gộp lại thì  tốn khá nhiều thời gian mà dễ nhầm lẫn. Vì vậy hôm tôi cố gắng tìm công thức chung áp dụng cho mọi trường hợp của đề bài một cách nhanh chóng.  Ở dưới tôi đã đưa ra công thức chung (sẽ chứng minh công thức trong một chuyên đề khác để các bạn cần tìm hiểu chuyên sâu) có kèm theo 2 ví dụ điển hình. Sau khi hiểu công thức các bạn vận dụng để làm 5 bài tập vận dụng có đáp án kèm theo. Các bạn cần trao đổi thêm vui lòng phản hồi (comment) ở cuối bài viết. Toán xác suất trong di truyền học phân tử A. Phương pháp chung: Ở phép lai mà tổng số cặp gen dị hợp của bố và mẹ là n , thì ở đời con loại cá thể có k  alen trội chiếm tỉ lệ $\frac{C_{n}^{k-m}}{2^n}$. Trong đó m là số cặp gen đồng hợp trội ở cả bố và mẹ. Ví dụ 1: Ở phép lai AaBbdd x AabbDd, loại cá th

Khái niệm, cấu trúc và phân loại Gen

Ngày nay những câu hỏi được đặt ra về gen là: Bản chất thực sự của gen là gì ? Hoạt động của gen như thế nào? Gen chứa đựng thông tin di truyền gì? Và tất cả các gen về cơ bản có giống nhau không? Trong mục này chúng ta sẽ trả lời cho các câu hỏi đề cập ở trên. Gen là gì? Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hóa một sản phẩm xác định (một chuỗi pôlipeptit hay một phân tử ARN ). Cấu trúc của gen: Ở đây mình chỉ hướng dẫn các bạn tìm hiểu  về cấu trúc của gen cấu trúc ( gen điều hòa cũng có cấu trúc tương tự gen cấu trúc). Cấu trúc chung của gen cấu trúc được chia làm 3 vùng trình tự nuclêôtit theo thứ tự sau: Vùng điều hòa (vùng khởi đầu): nằm ở đầu gen, mang tín hiệu khởi động và kiểm soát quá trình phiên mã. Vùng mã hóa: nằm ở giữa gen, mang thông tin mã hóa axit amin. Vùng kết thúc: nằm ở cuối gen, mang tín hiệu kết thúc phiên mã. Phân loại gen: Người ta dựa vào vai trò của các sản phẩm gen người ta chia gen thành loại là gen cấu trúc và gen đ

Phiên mã ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực

Phiên mã là quá trình truyền thông tin di truyền từ phân tử ADN mạch kép sang phân tử ARN mạch đơn. Đây là quá trình tổng hợp ARN. Phiên mã diến ra ở kỳ trung gian, lúc nhiễm sắc thể ở dạng dãn xoắn. 1. Cơ chế phiên mã ở sinh vật nhân sơ: Quá trình phiên mã được phân thành 3 Giai đoạn: khởi động, kéo dài và kết thúc . Giai đoạn khởi động: Dưới tác động của enzim ARN-pôlimeraza một đoạn của phân tử ADN (gen) được tháo xoắn và tách 2 mạch đơn ra, trong đó một mạch đơn được dùng làm khuôn để tổng hợp ARN. Giai đoạn kéo dài: + Khi enzim ARN-pôlimeraza di động trên mạch khuôn, mỗi nuclêôtit trên mạch khuôn kết hợp với 1 ribonuclêotit trong môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung (A-U, T-A, G-X, X-G) + Enzim di động theo chiều 3’ => 5’ và sợi ARN được tổng hợp theo chiều 5’ => 3’. Giai đoạn kết thúc: + Khi enzim ARN-pôlimeraza dịch chuyển gặp dấu hiệu kết thúc thì ngừng lại và nhã mạch khuôn ra, đồng thời mạch ARN được tổng hợp xong và tách khỏi enzim và mạch k