a. Cho biết A, B, C, D là các chất chuyển hóa trung gian (không theo đúng thứ tự) trong một con đường hóa sinh của tế bào người ta tìm thấy 4 thể đột biến khác nhau kí hiệu từ D1 – D4. Khi nuôi cấy 4 thể đột biến này lần lượt trong các môi trường có bổ sung chất A, B, C, D người ta thu được kết quả như sau:

D1 chỉ sinh trưởng trong môi trường có A hoặc D.

D2 chỉ sinh trưởng trong môi trường có A hoặc B hoặc D.

D3 chỉ sinh trưởng trong môi trường có D.

D4 chỉ sinh trưởng trong môi trường có A hoặc B hoặc C hoặc D.

Hãy vẽ sơ đồ các bước chuyển hóa của con đường trên và chỉ ra những bước chuyển hóa bị ức chế tương ứng các thể đột biến D1-D4. Giải thích.

b. Một gen có 5 đoạn êxon và 4 đoạn intrôn. Trong điều kiện không có đột biến và mỗi phân tử mARN trưởng thành đều có đủ 5 êxon thì gen này sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu loại phân tử mARN.

c. Vì sao trong quá trình nhân đôi ADN cần có đoạn ARN mồi? Trình bày cơ chế thay thế đoạn ARN mồi bằng đoạn ADN.

Hướng dẫn giải:

a.

- Sơ đồ các bước chuyển hóa của con đường trên: C → B → A → D.

- Chỉ ra những bước chuyển hóa bị ức chế tương ứng các thể đột biến D1-D4:

+ D1 bị đột biến làm mất chức năng của gen mã hóa enzim chuyển hóa B → A.

+ D2 bị đột biến làm mất chức năng của gen mã hóa enzim chuyển hóa C → B.

+ D3 bị đột biến làm mất chức năng của gen mã hóa enzim chuyển hóa A → D.

+ D4 bị đột biến làm mất chức năng của gen mã hóa enzim hình thành chất C.

- Giải thích: Thể đột biến nào chỉ cần bổ sung một chất thì chất đó là sản phẩm cuối cùng của con đường chuyển hóa (D3). Thể đột biến cần phải bổ sung tất cả các chất thì thể đột biến đó bị hỏng gen quy định enzim chuyển hóa tiền chất đầu tiên của con đường chuyển hóa (D4).

b. 2 đoạn êxon ở đầu và ở cuối chứa mã mở đầu và mã kết thúc nên cố định. Do đó, số phân tử mARN tạo ra chính là số cách sắp xếp 3 đoạn êxon còn lại và bằng 3! = 6.

c.

- Quá trình nhân đôi ADN cần có đoạn ARN mồi vì enzim ARN pôlimeraza chỉ có hoạt tính gắn nu khi có đầu 3’-OH tự do.

- Cơ chế thay thế đoạn ARN mồi bằng đoạn ADN: Đoạn mồi là 1 đoạn ARN nên sau khi tổng hợp xong đoạn Okazaki thì nó được cắt bỏ và tổng hợp các nu mới để thay thế. Quá trình cắt bỏ đoạn mồi và tổng hợp các nu mới được thực hiện bởi ADN pôlimeraza. Các enzim này cắt bỏ đoạn mồi và gắn các nu mới vào đầu 3’-OH của đoạn Okazaki trước.