I. Khái niệm và cấu trúc của gen.

1. Khái niệm.

Gen là một đoạn ADN mang thông tin mã hoá cho một sản phẩm xác định như chuỗi polipeptit hay ARN.

2. Cấu trúc của gen.

a. Cấu trúc chung của gen cấu trúc

Mỗi gen gồm 3 vùng trình tự nucleotit:

Vùng điều hoà: Mang mã gốc của gen, mang tín hiệu khởi động, kiểm soát quá trình phiên mã.

• Vùng mã hoá: Mang thông tin mã hoá các axit amin.
• Vùng kết thúc: Mang tín hiệu kết thúc phiên mã.

b. Cấu trúc không phân mảnh và phân mảnh của gen.

• Ở sinh vật nhân sơ: Các gen có vùng mã hoá liên tục gọi là gen không phân mảnh.
• Ở sinh vật nhân thực: Hầu hết các gen có vùng mã hoá không liên tục (các đoạn êxon xen kẽ các đoạn intron) gọi là gen phân mảnh.

3. Các loại gen: Có nhiều loại như gen cấu trúc, gen điều hoà ...

II. Mã di truyền

• Mã di truyền là trình tự các nuclêôtit trong gen quy định trình tự các aa trong phân tử prôtêin. Mã di truyền được đọc trên cả mARN và ADN. Mã di truyền là mã bộ ba.
• Có tất cả 43 = 64 bộ ba, trong đó có 61 bộ ba mã hoá cho 20 loại axit amin.

* Đặc điểm của mã di truyền

• Mã di truyền là mã bộ ba, cứ 3 nu đứng kế tiếp nhau mã hoá một axit amin.
• Có tính đặc hiệu, tính thoái hoá, tính phổ biến.
• Trong 64 bộ ba có 3 bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA) và một bộ ba mở đầu (AUG) mã hoá aa mêtiônin ở sv nhân thực (ở sv nhân sơ là foocmin mêtionin).

III. Quá trình nhân đôi của ADN.

1. Nguyên tắc: ADN có khả năng nhân đôi để tạo thành 2 phân tử ADN con giống nhau và giống ADN mẹ theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn.

2. Quá trình nhân đôi của ADN.

a. Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ (VK E. coli).

• Nhờ các enzim tháo xoắn phân tử ADN được tách làm 2 mạch tạo ra chạc chữ Y (một mạch có đầu 3’- OH, một mạch có đầu 5’- P). Enzim ADN pôlimeraza bổ sung Nu vào nhóm 3’- OH.
• Trên mạch có đầu 3’- OH (mạch khuôn), sẽ tổng hợp mạch mới một cách liên tục bằng sự liên kết các nuclêôtit theo nguyên tắc bổ sung.
• Trên mạch có đầu 5’- P (mạch bổ sung), việc liên kết các nuclêôtit được thực hiện gián đoạn theo từng đoạn Okazaki (ở tế bào vi khuẩn dài 1000 – 2000Nu). Sau đó enzim ligaza sẽ nối các đoạn Okazaki lại với nhau tạo thành mạch mới.
• Hai phân tử ADN được tạo thành. Trong mỗi phân tử ADN được tạo thành thì một mạch là mới được tổng hợp còn mạch kia là của ADN mẹ ban đầu (bán bảo toàn).

b. Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực. Cơ chế giống với sự nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ. Tuy nhiên có một số điểm khác:

• Nhân đôi ở sv nhân thực có nhiều đơn vị nhân đôi, ở sv nhân sơ chỉ có một.
• Nhân đôi ở sv nhân thực có nhiều enzim tham gia.