Cấu trúc adn

CÁC CÔNG TH C TÍNH TOÁN Ứ

PH N I C U TRÚC ADN Ầ Ấ

I Tính s nuclêôtit c a ADN ho c c a gen ố ủ ặ ủ

1 Đ i v i m i m ch c a gen : ố ớ ỗ ạ ủ

- Trong ADN, 2 m ch b sung nhau, nên s nu và chi u dài c a 2 m chạ ổ ố ề ủ ạ

b ng nhau.ằ

A 1 + T 1 + G 1 + X 1 = T 2 + A 2 + X 2 + G 2 =

2

N

- Trong cùng m t m ch, A và T cũng nh G và X, không liên k t bộ ạ ư ế ổ sung nên không nh t thi t ph i b ng nhau.S b sung ch có gi a 2 m ch:ấ ế ả ằ ự ổ ỉ ữ ạ

A c a m ch này b sung v i T c a m ch kia,G c a m ch này b sung v iủ ạ ổ ớ ủ ạ ủ ạ ổ ớ

X c a m ch kia Vì v y, s nu m i lo i m ch 1 b ng s nu lo i b sungủ ạ ậ ố ỗ ạ ở ạ ằ ố ạ ổ

m ch 2.ạ

A 1 = T 2 ; T 1 = A 2 ; G 1 = X 2 ; X 1 = G 2

2 Đ i v i c 2 m ch ố ớ ả ạ :

- S nu m i lo i c a ADN là s nu lo i đó c 2 m ch : ố ỗ ạ ủ ố ạ ở ả ạ

A =T = A 1 + A 2 = T 1 + T 2 = A 1 + T 1 = A 2 + T 2

G =X = G 1 + G 2 = X 1 + X 2 = G 1 + X 1 = G 2 + X 2

Chú ý :khi tính t l % ỉ ệ

%A = % T = + =

2

2

% 1

2

2

% 1

%T + T

=

%G = % X = + =

2

2

% 1

2

2

% 1

%X + X

=

Ghi nh : ớ T ng 2 lo i nu khác nhóm b sung luôn luôn b ng n a s nu c aổ ạ ổ ằ ử ố ủ ADN ho c b ng 50% s nu c a ADN : Ngặ ằ ố ủ ượ ạ ếc l i n u bi t :ế

+ T ng 2 lo i nu = N / 2 ho c b ng 50% thì 2 lo i nu đó ph i khác nhóm bổ ạ ặ ằ ạ ả ổ sung

+ T ng 2 lo i nu khác N/ 2 ho c khác 50% thì 2 lo i nu đó ph i cùng nhómổ ạ ặ ạ ả

b sung ổ

3 T ng s nu c a ADN (N) ổ ố ủ

T ng s nu c a ADN là t ng s c a 4 lo i nu A + T + G+ X Nh ng theoổ ố ủ ổ ố ủ ạ ư nguyên t c b sung (NTBS) A= T, G=X Vì v y, t ng s nu c a ADN đắ ổ ậ ổ ố ủ ượ c

tính là : N = 2A + 2G = 2T + 2X hay N = 2(A+ G)

Do đó A + G =

2

N

ho c ặ %A + %G = 50%

4 Tính s chu kì xo n (C) ố ắ

M t chu kì xo n g m 10 c p nu = 20 nu khi bi t t ng s nu (N) c a ADN :ộ ắ ồ ặ ế ổ ố ủ

N = C x 20 => C =

20

N

; C=

34

l

5 Tính kh i l ố ượ ng phân t ADN (M) ử :

M t nu có kh i lộ ố ượng trung bình là 300 đvc khi bi t t ng s nu suy ra ế ổ ố

M = N x 300 đvc

6 Tính chi u dài c a phân t ADN (L) : ề ủ ử Phân t ADN là 1 chu i g m 2ử ỗ ồ

m ch đ n ch y song song và xo n đ u đ n quanh 1 tr c vì v y chi u dàiạ ơ ạ ắ ề ặ ụ ậ ề

c a ADN là chi u dài c a 1 m ch và b ng chi u dài tr c c a nó M iủ ề ủ ạ ằ ề ụ ủ ỗ

m ch có ạ

2

N

nuclêôtit, đ dài c a 1 nu là 3,4 Aộ ủ 0

l =

2

N

3,4A 0 => N=

4 , 3

2

lx

Đ n v thơ ị ường dùng :

• 1 micrômet = 10 4 angstron (A0)

• 1 micrômet = 103 nanômet (nm)

• 1 mm = 103 micrômet = 106 nm = 107 A0

II Tính s liên k t Hiđrô và liên k t Hóa Tr Đ – P ố ế ế ị

1 S liên k t Hiđrô (H) ố ế

+ A c a m ch này n i v i T m ch kia b ng 2 liên k t hiđrô ủ ạ ố ớ ở ạ ằ ế

+ G c a m ch này n i v i X m ch kia b ng 3 liên k t hiđrô ủ ạ ố ớ ở ạ ằ ế

V y s liên k t hiđrô c a gen là : ậ ố ế ủ

H = 2A + 3 G ho c H = 2T + 3X ặ

2 S liên k t hoá tr (HT ố ế ị )

a) S liên k t hoá tr n i các nu trên 1 m ch gen : ố ế ị ố ạ

2

N

- 1

Trong m i m ch đ n c a gen, 2 nu n i v i nhau b ng 1 lk hoá tr , 3 nu n iỗ ạ ơ ủ ố ớ ằ ị ố nhau b ng 2 lk hoá tr … ằ ị

2

N

nu n i nhau b ng ố ằ

2

N

- 1

b) S liên k t hoá tr n i các nu trên 2 m ch gen : ố ế ị ố ạ 2(

2

N

- 1)

Do s liên k t hoá tr n i gi a các nu trên 2 m ch c a ADN : ố ế ị ố ữ ạ ủ 2(

2

N

- 1)

c) S liên k t hoá tr đố ế ị ường – photphát trong gen (HTĐ-P)

Ngoài các liên k t hoá tr n i gi a các nu trong gen thì trong m i nu có 1 lkế ị ố ữ ỗ hoá tr g n thành ph n c a Hị ắ ầ ủ 3PO4 vào thành ph n đầ ường Do đó s liên k tố ế hoá tr Đ – P trong c ADN là :ị ả

HT Đ-P = 2(

2

N

- 1) + N = 2 (N – 1)

PH N II C CH T NHÂN ĐÔI C ADN Ầ Ơ Ế Ự Ủ

I TÍNH S NUCLÊÔTIT T DO C N DÙNG Ố Ự Ầ

1.Qua 1 l n t nhân đôi (t sao, tái sinh, tái b n) ầ ự ự ả

+ Khi ADN t nhân đôi hoàn toàn 2 m ch đ u liên k t các nu t do theoự ạ ề ế ự NTBS : AADN n i v i Tố ớ T do ự và ngượ ạc l i ; GADN n i v i X ố ớ T do ự và ngượ ạ c l i

Vì vây s nu t do m i lo i c n dùng b ng s nu mà lo i nó b sungố ự ỗ ạ ầ ằ ố ạ ổ

A td =T td = A = T ; G td = X td = G = X

+ S nu t do c n dùng b ng s nu c a ADN ố ự ầ ằ ố ủ

N td = N

2 Qua nhi u đ t t nhân đôi (x đ t) ề ợ ự ợ

+ Tính s ADN con ố

- 1 ADN m qua 1 đ t t nhân đôi t o 2 = 2ẹ ợ ự ạ 1 ADN con

- 1 ADN m qua 2 đ t t nhân đôi t o 4 = 2ẹ ợ ự ạ 2 ADN con

- 1 ADN m qua3 đ t t nhân đôi t o 8 = 2ẹ ợ ự ạ 3 ADN con

- 1 ADN m qua x đ t t nhân đôi t o 2ẹ ợ ự ạ x ADN con

V y : ậ T ng s ADN con = 2 ổ ố x

- Dù đ t t nhân đôi nào, trong s ADN con t o ra t 1 ADN banở ợ ự ố ạ ừ

đ u, v n có 2 ADN con mà m i ADN con này có ch a 1 m ch cũ c a ADNầ ẫ ỗ ứ ạ ủ

m Vì v y s ADN con còn l i là có c 2 m ch c u thành hoàn toàn t nuẹ ậ ố ạ ả ạ ấ ừ

m i c a môi trớ ủ ường n i bào.ộ

+ Tính s nu t do c n dùng ố ự ầ :

- S nu t do c n dùng thì ADN tr i qua x đ t t nhân đôi b ng t ngố ự ầ ả ợ ự ằ ổ

s nu sau cùng coup trong các ADN con tr s nu ban đ u c a ADN m ố ừ ố ầ ủ ẹ

• T ng s nu sau cùng trong trong các ADN con : N.2ổ ố x

• S nu ban đ u c a ADN m :N ố ầ ủ ẹ

Vì v y t ng s nu t do c n dùng cho 1 ADN qua x đ t t nhân đôi :ậ ổ ố ự ầ ợ ự

∑N td = N.2 x – N = N(2 X -1)

- S nu t do m i lo i c n dùng là:ố ự ỗ ạ ầ

∑A td = ∑T td = A(2 X -1)

∑G td = ∑X td = G(2 X -1)

+ N u tính s nu t do c a ADN con mà có 2 m ch hoàn tòan m i :ế ố ự ủ ạ ớ

∑N td hoàn toàn m i ớ = N(2 X - 2)

∑A td hoàn toàn m i ớ = ∑T td = A(2 X -2)

∑G td hoàn toàn m i ớ = ∑X td = G(2 X 2)

II.TÍNH S LIÊN K T HIĐRÔ ; HOÁ TR Đ- P ĐỐ Ế Ị ƯỢC HÌNH THÀNH

HO C B PHÁ V Ặ Ị Ỡ

1 Qua 1 đ t t nhân đôi ợ ự

a Tính s liên k t hiđrôb phá v và s liên k t hiđrô đ ố ế ị ỡ ố ế ượ c hình thành

Khi ADN t nhân đôi hoàn toàn :ự

- 2 m ch ADN tách ra, các liên k t hiđrô gi a 2 m ch đ u b phá v nênạ ế ữ ạ ề ị ỡ

s liên k t hiđrô b phá v b ng s liên k t hiđrô c a ADN ố ế ị ỡ ằ ố ế ủ

H b đ t = H ị ứ ADN

- M i m ch ADN đ u n i các nu t do theo NTBS b ng các liên k t hiđrôỗ ạ ề ố ự ằ ế nên s liên k t hiđrô đố ế ược hình thành là t ng s liên k t hiđrô c a 2 ADNổ ố ế ủ con

H hình thành = 2 H ADN

b S liên k t hoá tr đ ố ế ị ượ c hình thành :

Trong quá trình t nhân đôi c a ADN, liên k t hoá tr Đ –P n i các nuự ủ ế ị ố trong m i m ch c a ADN không b phá v Nh ng các nu t do đ n bỗ ạ ủ ị ỡ ư ự ế ổ sung thì dược n i v i nhau b ng liên k t hoá tr đ hình thành 2 m ch m i.ố ớ ằ ế ị ể ạ ớ

Vì v y s liên k t hoá tr đậ ố ế ị ược hình thành b ng s liên k t hoá tr n i cácằ ố ế ị ố

nu v i nhau trong 2 m ch c a ADN ớ ạ ủ

HT đ ượ c hình thành = 2 (

2

N

- 1) = N- 2

2.Qua nhi u đ t t nhân đôi (x đ t) ề ợ ự ợ

a Tính t ng s liên k t hidrô b phá v và t ng s liên k t hidrô hình ổ ố ế ị ỡ ổ ố ế thành :

-T ng s liên k t hidrô b phá v :ổ ố ế ị ỡ

∑ H b phá v = H (2 ị ỡ x – 1)

- T ng s liên k t hidrô đổ ố ế ược hình thành :

∑ H hình thành = H 2 x

b T ng s liên k t hoá tr đ ổ ố ế ị ượ c hình thành :

Liên k t hoá tr đế ị ược hình thành là nh ng liên k t hoá tr n i các nu t doữ ế ị ố ự

l i thành chu i m ch polinuclêôtit m i ạ ỗ ạ ớ

- S liên k t hoá tr n i các nu trong m i m ch đ n : ố ế ị ố ỗ ạ ơ

2

N

- 1

- Trong t ng s m ch đ n c a các ADN con còn có 2 m ch cũ c a ADNổ ố ạ ơ ủ ạ ủ

m đẹ ược gi l i ữ ạ

- Do đó s m ch m i trong các ADN con là 2.2ố ạ ớ x - 2, vì vây t ng s liênổ ố

k t hoá tr đế ị ược hình thành là :

- ∑ HT hình thành = (

2

N

- 1) (2.2 x – 2) = (N-2) (2 x – 1)

III TÍNH TH I GIAN SAO MÃ Ờ

Có th quan ni m s liên k t các nu t do vào 2 m ch c a ADN là đ ngể ệ ự ế ự ạ ủ ồ

th i, khi m ch này ti p nhân và đóng góp dờ ạ ế ược bao nhiêu nu thì m ch kiaạ cũng liên k t đế ược bay nhiêu nu

T c đ t sao ố ộ ự : S nu dố ược ti p nh n và li n k t trong 1 giây ế ậ ế ế

1 Tính th i gian t nhân đôi (t sao ờ ự ự )

Th i gian đ 2 m ch c a ADN ti p nh n và kiên k t nu t do ờ ể ạ ủ ế ậ ế ự

- Khi bi t th i gian đ ti p nh n và l iên k t trong 1 nu là dt, th i gian tế ờ ể ế ậ ế ờ ự sao dược tính là :

TG t sao = dt ự

2

N

- Khi bi t t c đ t sao (m i giây liên k t đế ố ộ ự ỗ ế ược bao nhiêu nu)thì th i gianờ

t nhân đôi c a ADN là :ự ủ

TG t sao = ự N : t c đ t sao ố ộ ự

PH N III C U TRÚC ARN Ầ Ấ

I.TÍNH S RIBÔNUCLÊÔTIT C A ARN : Ố Ủ

- ARN thường g m 4 lo i ribônu : A,U, G , X và đồ ạ ượ ổc t ng h p t 1 m chợ ừ ạ ADN theo NTBS Vì vâ s ribônu c a ARN b ng s nu 1 m ch c a ADN ỵ ố ủ ằ ố ạ ủ

rN = rA + rU + rG + rX =

2

N

- Trong ARN A và U cũng nh G và X không liên k t b sung nên khôngư ế ổ

nh t thi t ph i b ng nhauấ ế ả ằ S b sung ch có gi a A, U, G, X c a ARN l nự ổ ỉ ữ ủ ầ

lượ ớt v i T, A, X, G c a m ch g c ADN Vì v y s ribônu m i lo i c aủ ạ ố ậ ố ỗ ạ ủ ARN b ng s nu b sung m ch g c ADN ằ ố ổ ở ạ ố

rA = T g c ố ; rU = A g c ố

rG = X g c ố ; rX = Gg c ố

* Chú ý : Ngượ ạc l i, s lố ượng và t l % t ng lo i nu c a ADN đỉ ệ ừ ạ ủ ược tính

nh sau :ư

+ S lố ượng :

A = T = rA + rU

G = X = rR + rX

+ T l % :ỉ ệ

% A = %T =

2

%

%rA+ rU

%G = % X =

2

%

%rG+ rX

II TÍNH KH I L Ố ƯỢ NG PHÂN T ARN (M Ử ARN )

M t ribônu có kh i lộ ố ượng trung bình là 300 đvc, nên:

M ARN = rN 300đvc =

2

N

300 đvc

III TÍNH CHI U DÀI VÀ S LIÊN K T HOÁ TR Đ – P C A ARN Ề Ố Ế Ị Ủ

1 Tính chi u dài : ề

- ARN g m có m ch rN ribônu v i đ dài 1 nu là 3,4 Aồ ạ ớ ộ 0. Vì v y chi uậ ề dài ARN b ng chi u dài ADN t ng h p nên ARN đó ằ ề ổ ợ

- Vì v y ậ L ADN = L ARN = rN 3,4A 0 =

2

N

3,4 A 0

2 Tính s liên k t hoá tr Đ –P: ố ế ị

+ Trong chu i m ch ARN : 2 ribônu n i nhau b ng 1 liên k t hoá tr , 3ỗ ạ ố ằ ế ị ribônu n i nhau b ng 2 liên k t hoá tr …Do đó s liên k t hoá tr n i cácố ằ ế ị ố ế ị ố ribônu trong m ch ARN là rN – 1 ạ

+ Trong m i ribônu có 1 liên k t hoá tr g n thành ph n axit Hỗ ế ị ắ ầ 3PO4 vào thành ph n đầ ường Do đó s liên k t hóa tr lo i này có trong rN ribônu làố ế ị ạ

rN

V y s liên k t hoá tr Đ –P c a ARN ậ ố ế ị ủ :

HT ARN = rN – 1 + rN = 2.rN -1

PH N IV C CH T NG H P ARN Ầ Ơ Ế Ổ Ợ

I TÍNH S RIBÔNUCLÊOTIT T DO C N DÙNG Ố Ự Ầ

1 Qua 1 l n sao mã : ầ

Khi t ng h p ARN, ch m ch g c c a ADN làm khuôn m u liên các ribônuổ ợ ỉ ạ ố ủ ẫ

t do theo NTBS :ự

A ADN n i U ố ARN ; T ADN n i A ố ARN

G ADN n i X ố ARN ; X ADN n i G ố ARN

Vì v y :ậ

+ S ribônu t do m i lo i c n dùng b ng s nu lo i mà nó b sung trênố ự ỗ ạ ầ ằ ố ạ ổ

m ch g c c a ADN ạ ố ủ

rA td = T g c ố ; rU td = A g c ố

rG td = X g c ố ; rX td = G g c ố

+ S ribônu t do các lo i c n dùng b ng s nu c a 1 m ch ADN ố ự ạ ầ ằ ố ủ ạ

rN td =

2

N

2 Qua nhi u l n sao mã (k l n) ề ầ ầ

M i l n sao mã t o nên 1 phân t ARN nên s phân t ARN sinh raỗ ầ ạ ử ố ử

t 1 gen b ng s l n sao mã c a gen đó.ừ ằ ố ầ ủ

S phân t ARN = S l n sao mã = K ố ử ố ầ + S ribônu t do c n dùng là s ribônu c u thành các phân t ARN Vì v yố ự ầ ố ấ ử ậ qua K l n sao mã t o thành các phân t ARN thì t ng s ribônu t do c nầ ạ ử ổ ố ự ầ dùng là:

∑ rN td = K rN

+ Suy lu n tậ ương t , s ribônu t do m i lo i c n dùng là :ự ố ự ỗ ạ ầ

∑ rAtd = K rA = K Tg c ố ; ∑ rUtd = K rU = K Ag c ố

∑ rG = K rG = K X ; ∑ rX = K rX = K G