1. mARN không có đặc điểm nào dưới đây?
A. Có cấu trúc mạch đơn
B. Gồm 4 loại đơn phân A, U, G, X
C. Gồm 4 loại đơn phân A, T, G, X
D. Có cấu trúc mạch thẳng
Đáp án đúng: C
Giải thích: Vì trong cấu trúc của mARN bao gồm 4 loại đơn phân là A (adenine), U (uracil), G (guanine) và X (xanthine) nhưng không có T (timin).
2. ARN là gì?
ARN là một phân tử polyme cơ bản có nhiều vai trò sinh học trong mã hóa, dịch mã, điều hòa và biểu hiện của gen. Tương tự như ADN thì ARN là phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là các ribonucleotit.
Mỗi đơn phân (ribonucleotit) gồm 3 thành phần:
- 1 gốc bazơ nitơ (A,U,G,X)
- 1 gốc đường ribose (C5H10O5), ở ADN có gốc đường deoxyribose (C5H10O4)
- 1 gốc axit photphoric (H3PO4)
ARN có cấu trúc chỉ gồm một chuỗi poliribonucleotit. Số ribonucleotit trong ARN bằng một nửa nucleotit trong phân tử ADN tổng hợp ra nó.
ARN có liên quan chặt chẽ với ADN, nhưng nó chứa đường ribose và uracil bazo (U) thay thế thymine (T). Các bazơ khác bao gồm: adenine (A), cytosine (C), guanine (G) đều phổ biến trong cả hai phân tử. Phân tử ARN tạo thành một chuỗi xoắn đơn.
Các đường ribose của ARN là một cấu trúc tuần hoàn bao gồm năm nguyên tử cacbon và một oxy. Sự hiện diện của nhóm hydroxyl phản ứng hóa học (-OH) gắn với nhóm cacbon thứ hai trong phân tử đường ribose làm cho ARN dễ bị thủy phân. Tính không ổn định về mặt hóa học này của ARN, so với ADN, không có nhóm -OH phản ứng ở cùng vị trí trên phân tử đường deoxyribose, được cho là một lý do tại sao ADN tiến hóa thành vật mang thông tin di truyền được ưu tiên ở hầu hết các loại sinh vật.
Chức năng chính của ARN:
- Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dịch mã ADN thành protein.
- Chức năng như một phân tử tiến hợp trong quá trình tổng hợp protein.
- Là chất truyền tin giữa DNA và ribosome (bào quan tổng hợp chuỗi polipeptit).
- Là vật mang thông tin di truyền trong mọi tế bào sống.
- Thúc đẩy các ribosome chọn đúng axit amin cần thiết để tạo ra các protein mới trong cơ thể.
3. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN
Có 3 loại ARN là tARN, rARN và mARN thự hiện các chức năng khác nhau.
tARN - ARN vận chuyển
tARN được tìm thấy trong tế bào chất và có hình dạng phức tạp. tARN có cấu trúc với 3 thùy, trong đó có một thùy mang bộ ba đối mã có trình tự bổ sung với một bộ ba mã hóa axit amin trên phân tử mARN, tARN có chức năng vận chuyển axit amin tới riboxom để tổng hợp nên chuỗi polipeptit, tham gia dịch thông tin di truyền.
tARN nằm ở điểm cuối của mỗi axit amin. Đây còn được gọi là ARN hòa tan và nó tạo thành một liên kết giữa ARN thông tin và axit amin.
rARN - ARN ribosome
rARN là dạng ARN phổ biến nhất được tìm thấy trong tế bào - nó chiếm khoảng 50% cấu trúc của ribosome. rARN có cấu trúc mạnh đơn nhưng nhiều vùng các nucleotit liên kết bổ sung với nhau tạo các vùng xoắn kép cục bộ. Nó được sản xuất trong nhân, trước khi di chuyển ra tế bào chất để liên kết với protein và tạo thành các ribosome.
Trong tất cả các tế bào sống, rARN đóng vai trò cơ bản trong quá trình tổng hợp và dịch mã mARN thành protein. rARN chủ yếu bao gồm ARN tế bào là ARN chiếm ưu thế nhất trong tế bào của mọi sinh vật.
mARN - ARN thông tin
mARN cấu tạo từ một chuỗi poliribonucleotit dưới dạng mạch thẳng. Các phân tử mARN tương đối nhỏ và không giống như các phân tử ADN khổng lồ, chúng dễ dàng thoát ra ngoài qua các lỗ trên màng nhân.
mARN hoạt động bằng các chuyển vật liệu di truyền vào ribosome và truyền các chỉ dẫn về loại protein mà tế bào cơ thể yêu cầu, mARN truyền đạt thông tin từ mạch gốc trên ADN đến chuỗi polipeptit. Các chuỗi polipeptit sẽ tạo thành protein.
Ba loại ARN (tARN, rARN, mARN) là những nhân tố chính đóng vai trò tổng hợp protein - quá trình mà các chỉ dẫn trong gen được biến đổi thành các protein hoạt động trong tế bào.
4. Các đặc điểm của mARN
mARN là tên viết tắt của "messenger RNA" (RNA thông điệp), một loại RNA có chức năng quan trọng trong quá trình tổng hợp protein trong tế bào.
Cấu trúc của mARN có dạng mạch đơn thẳng, đầu 5' có trình tự nucleotit đặc biệt nằm gần codon mở đầu để riboxom nhận biết và gắn vào. Chức năng chính của mARN là truyền đạt thông tin di truyền từ mạch gốc trên ADN đến polipeptit. Để thực hiện chức năng này mARN có:
- Trình tự nucleotit đặc hiệu giúp cho riboxom nhận và liên kết vào ARN.
- Mã mở đầu: tín hiệu mở đầu phiên mã.
- Các codon mã hóa axit amin.
- Mã kết thúc, mang thông tin kết thúc quá trình dịch mã.
Các đặc điểm của mARN bao gồm:
- Cấu trúc mạch đơn: mARN có cấu trúc mạch đơn, không giống như ADN có cấu trúc mạng kép. Mạch đơn của mARN có chứa các nucleotit đơn phân: A (adenine), U (uracil), G (guanine) và X (xanthine).
- Vị trí: Quá trình tổng hợp mARN (hay phiên mã) xảy ra trong nhân hoặc vùng nhân của tế bào.
- Thành phần tham gia:
- ADN làm khuôn mẫu cho quá trình tổng hợp
- Ribonucleotit tự do: A, U, G, X
- Enzymes: ARN polymerase, tháo xoắn và năng lượng ATP
- Vòng đời: Một phân tử mARN có vòng đời bắt đầu từ quá trình phiên mã và kết thúc khi phân tử này bị phân hủy bởi các RNase. Trong quá trình này, mARN có thể được chỉnh sửa và vận chuyển trước khi xảy ra quá trình dịch mã.
mARN là một phần quan trọng trong quá trình truyền đạt thông tin di truyền từ ADN đến protein, nó đóng vai trò cần thiết trong tổng hợp protein của tế bào.
5. Một số câu hỏi thường gặp về đặc điểm của mARN
5.1 Câu hỏi trắc nghiệm
1. Kí hiệu của phân tử ARN thông tin là gì?
A. mARN
B. tARN
C. rARN
D. ARN
Đáp án đúng: A
Vì mARN hoạt động bằng cách chuyển thông tin di truyền vào ribosome và truyền các chỉ dẫn về loại protein mà tế bào cơ thể yêu cầu. Do đó, mARN được gọi là ARN thông tin.
2. Một phân tử mARN có 900 đơn phân, phân tử mARN đó có số phân tử đường ribose là bao nhiêu?
A. 0
B. 900
C. 1800
D. 3600
Đáp án đúng: B
Vì mỗi đơn phân của ARN bao gồm 1 phân tử đường, 1 phân tử axit photphoric và 1 bazơ nitơ nên một phân tử mARN có 900 đơn phân có số phân tử đường ribose là 900.
3. Nội dung nào sau đây đúng khi nói về phiên mã ở tế bào nhân thực?
A. Phiên mã được thực hiện trên toàn bộ phân tử ADN
B. mARN sơ khai là mARN trưởng thành
C. mARN sơ khai phải được cắt bỏ các intron và nối các exon lại với nhau tạo thành mARN trưởng thành
D. mARN sơ khai phải được cắt bỏ các exon và nối các intron lại với nhau tạo thành mARN trưởng thành
Đáp án đúng: C
Vì ở tế bào nhân thực, các mARN sơ khai còn chứa các đoạn intron - đoạn không có chức năng mã hóa. Do đó, cần cắt bỏ các đoạn này đi, nối lại exon với nhau để tạo ra mARN trưởng thành.
5.2 Câu hỏi tự luận
1. Một chuỗi mARN chứa những thông tin gì?
Trả lời:
Một chuỗi mARN chứa dãy nucleotit (A, U, G, C) tương ứng với mã gen di truyền từ ADN. Mỗi dãy ba nucleotit trong mARN được gọi là codon và mã hóa cho một axit amin cụ thể. Chuỗi các codon này xác định thứ tự và loại của các axit amin, tạo thành một chuỗi polipeptit để hình thành protein.
2. mARN có vai trò quan trọng như thế nào trong tế bào?
Trả lời:
mARN là một phần quan trọng trong quá trình tổng hợp protein. Nó chứa thông tin di truyền cần thiết để tạo ra các axit amin và hình thành protein cụ thể. Quá trình dịch mã mARN thành chuỗi axit amin tạo nên các protein, là những cấu trúc và phân tử thực hiện nhiều chức năng quan trọng trong tế bào và cả cơ thể.
3. Quá trình chuyển mã từ ADN sang mARN được gọi là gì?
Trả lời:
Quá trình chuyển mã từ ADN sang mARN được gọi là quá trình transcriptions (sao chép). Trong quá trình này, một bộ phận của chuỗi ADN (gen) được sao chép thành mARN bởi enzyme polymerase RNA. Sau đó, mARN mang thông tin du truyền từ nhân tế bào ra tới ribosome (ribonucleoprotein complexes) để hoàn thành quá trình tổng hợp protein (translation).
