IBO 2017- NHIỄU ĐỘNG SỰ BIỂU HIỆN GEN

Xin chào mọi người, K đã quay trở lại rồi đây. Như các bạn đã biết thì trong các bài viết trước mình đã luôn giới thiệu rằng các đề thi IBO là một nguồn đề thật sự rất hữu ích trong công cuộc chuẩn bị cho kì thi HSG QG Sinh học Quốc gia hàng năm. Nhân dịp tổ chức IBO mới công bố lời giải chi tiết cho kì thi IBO 2017 này và để hâm nóng cho kì thi VBO 2021, mình xin phép được chia sẻ với các bạn chuỗi bài viết về lời giải chi tiết cho các câu hỏi lý thuyết kì thi IBO 2017.

Lưu ý rằng nguồn mình sử dụng sẽ là từ trang web IBO, mục lưu trữ của các đề thi IBO. Các bạn có thể truy cập tại đây. Đồng thời dưới mỗi bài mình sẽ chèn phần giải thích do mình soạn ra dựa trên đáp án IBO 2017. Mong là giải thích của mình sẽ giúp được phần nào cho mọi người trong công cuộc chuẩn bị cho kì thi VBO 2021.

Để bắt đầu xin mời mọi người đến với một câu hỏi ngày 1 trong kì thi IBO 2017, phần nhiễu động sự biểu hiện của gen.

ĐỀ

Một plasmid được biến nạp vào vi khuẩn ( hình 1). Protein huỳnh quang đỏ (RFP) hoặc protein huỳnh quang xanh (GFP) được biểu hiện từ các gen trên plasmid khi các nhân tố phiên mã bám được vào các promoter. Các trình tự promoter của gen đỏ và xanh là giống nhau. Sự sao chép ADN plasmid bắt đầu ở vị trí khởi đầu sao chép và chạc sao chép di chuyển theo cả hai hướng với tốc độ bằng nhau. Sự sao chép ADN xảy ra khi các nhân tố sao chép bám vào vị trí khởi đầu sao chép. Cường độ huỳnh quang đỏ và xanh của mỗi tế bào vi khuẩn được đo ( hình 2).

origin of replication: điểm khởi đầu sao chép

GFP gene: gen protein huỳnh quang xanh

RFP: gen protein huỳnh quang đỏ

promoter: promoter

terminator: trình tự kết thúc phiên mã

red intensity, green intensity: cường độ huỳnh quang đỏ và xanh

region A, region B: vùng A và B

Mỗi phát biểu dưới đây là đúng hay sai?
A. Các plasmid đang sao chép có số lượng các gen mã hóa protein huỳnh quang đỏ khác với số lượng các gen mã hóa protein huỳnh quang xanh.
B. Tính trung bình, các tế bào ở Vùng A chứa nhiều nhân tố sao chép hơn so với tế bào ở vùng B.
C. Tính trung bình, các tế bào ở vùng A chứa nhiều nhân tố phiên mã hơn các tế bào ở vùng B.
D. Sự tăng hoạt tính của các nhân tố phiên mã được dự đoán sẽ làm tăng số lượng các tế bào chứa hàm lượng protein huỳnh quang xanh tương đương (bằng) lượng protein huỳnh quang đỏ.

Đáp án của IBO

A. Sai; B.Sai; C.Sai; D.Đúng

_Các promoter có khoảng cách như nhau so với điểm khởi đầu sao chép nên các nhân tố sao chép sẽ tiếp cận chúng vào cùng thời điểm.

_Tế bào với nhiều nhân tố sao chép hơn sẽ chứa nhiều bản sao plasmid hơn, vì thế sẽ có số lượng bản sao gen protein huỳnh quang lớn hơn.

_Nếu có nhiều nhân tố phiên mã hơn sẽ dẫn đến nhiều mARN của gen quy định huỳnh quang hơn, dẫn đến nhiều protein hơn, phát quang nhiều hơn.

_Nhiều bản sao của protein hơn dẫn đến lượng lớn protein huỳnh quang đỏ và xanh hơn, từ đó dẫn đến tế bào phát quang vàng. Khi hàm lượng nhân tố phiên mã thấp thì cả hai promoter đều không sẽ được bão hòa đồng thời, vì thế tế bào thường sẽ có phát quang một màu (đỏ hoặc xanh) nhiều hơn màu còn lại.

Giải thích của mình

_ Cả hai promoter đều có trình tự như nhau nên ái lực của chúng với hai promoter này với các nhân tố phiên mã sẽ như nhau.

_ Cả hai promter lẫn hai terminator có khoảng cách so với điểm khởi đầu sao chép là như nhau nên có thể giả định rằng khi sao chép thì cả hai gen quy định protein huỳnh quang đều được sao chép với tốc độ như nhau và tạo ra cùng số bản sao.

_Chính vì vậy có thể kết luận câu A là sai do các plasmid khi nhân đôi sẽ đều cho ra số lượng các bản sao của gen huỳnh quang đỏ và huỳnh quang xanh như nhau.

_ Có thể thấy rằng các tế bào ở vùng A có mức độ huỳnh quang thấp hơn vùng B.

_ Điều này có thể lý giải rằng do các tế bào vùng A có ít nhân tố sao chép hơn dẫn đến ít bản sao của các plasmid mang gen huỳnh quang hơn vùng B, vậy câu B sai.

_Một giải thích khác là các tế bào vùng A có ít nhân tố phiên mã hơn dẫn đến các plasmid ở vùng A được hoạt hóa ít hơn vùng B dẫn đến tạo ít bản sao mARN và ít protein huỳnh quang hơn, vậy câu C sai.

_Đối với câu D, trước tiên phải biết rằng đã xác định được ái lực của hai promoter với các nhân tố phiên mã là như nhau. Điều này có nghĩa là với một nhân tố phiên mã thì nó có cơ hội bám vào một trong hai promoter này với tỉ lệ 50:50.

_ Nếu như số lượng nhân tố phiên mã ít thì có khả năng là các nhân tố phiên mã sẽ được phân bố không đều ở hai promoter (và không lên được đến mức bão hòa), còn nếu các nhân tố phiên mã có số lượng lớn thì chúng có khả năng gây bão hỏa cả hai promoter cùng lúc và khiến tỉ lệ nhân tố phiên mã bám vào hai promoter là 1:1. Lúc này lượng mARN huỳnh quang đỏ và xanh tạo ra là như nhau, dẫn đến lượng protein huỳnh quang đỏ và xanh là như nhau, hai màu đỏ và xanh hòa lại sẽ tạo ra các tế bào phát huỳnh quang màu vàng.

_Một phiên bản đơn giản của cách giải thích này chính là việc tung đồng xu. Một đồng xu có hai mặt sấp và ngửa, tỉ lệ khi ta tung lên và rơi ra mặt nào đó chính là 50:50, tỉ lệ ngang nhau. Tuy nhiên nếu ta tung đồng xu với số lần ít thì rất có khả năng là tỉ lệ sấp:ngửa thu được sẽ khác 1:1 do số lần tung ít, tuy nhiên nếu ta tăng số lần tung lên vô hạn thì tỉ lệ này sẽ tiến dần đến 1:1. Điều này cũng tương tự như việc tỉ lệ nam:nữ trung bình sẽ xấp xỉ là 1:1 nếu như xét trên số lượng đối tượng răt lớn.


Đó là toàn bộ câu hỏi của ngày hôm nay. Vì là lần đầu dịch và giải thích các câu hỏi IBO nên sẽ không tránh khỏi sai sót, chính vì thế mình rất mong mọi người có thể cho mình xin nhận xét về lần thử này. Đồng thời mình cũng rất mong mọi người sẽ tiếp tục đón đọc các bài tiếp theo trong chuỗi những câu hỏi IBO 2017 này.

See y’all!


Trả lời

Điền thông tin vào ô dưới đây hoặc nhấn vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s