Giải Bài 3 trang 18 SGK Sinh học 12

Lời giải

## Gene phân mảnh đem lại lợi ích gì cho sinh vật nhân thực?

Nhắc lại khái niệm: Gene phân mảnh là gene mà vùng mã hóa bị ngắt quãng, gồm các đoạn exon (mang thông tin mã hóa) xen kẽ với các đoạn intron (không mã hóa). Sau phiên mã, pre-mRNA được chế biến: cắt bỏ intron, nối các exon lại tạo mRNA trưởng thành rồi mới dịch mã. Chính cấu trúc phân mảnh cùng cơ chế cắt – nối này tạo ra nhiều lợi ích:

### a) Tăng tính đa dạng protein nhờ cắt – nối exon thay thế (cắt nối chọn lọc – *alternative splicing*)

Từ cùng một pre-mRNA, các exon có thể được nối lại theo nhiều cách khác nhau (giữ hay loại một số exon), tạo ra nhiều phân tử mRNA trưởng thành khác nhau. Mỗi mRNA được dịch mã thành một chuỗi polypeptide riêng.

→ Từ một gene có thể tổng hợp nhiều loại protein khác nhau, làm tăng mạnh tính đa dạng của hệ protein mà không cần tăng số lượng gene. Nhờ đó sinh vật nhân thực tuy có số gene không quá lớn nhưng vẫn tạo ra rất nhiều loại protein đảm nhận các chức năng phức tạp. Đây là lợi ích quan trọng nhất và được nhấn mạnh trong SGK.

###

b) Góp phần hạn chế tác hại của đột biến

Intron thường chiếm tỉ lệ lớn (nhiều gene có intron dài hơn exon rất nhiều), nên phần lớn đột biến rơi vào vùng intron. Vì intron bị cắt bỏ trước khi dịch mã nên đột biến ở intron thường không làm thay đổi trình tự axit amin của chuỗi polypeptide.

→ Intron đóng vai trò như vùng đệm bảo vệ thông tin mã hóa, giảm bớt đột biến gây hại tới protein.

###

c) Tham gia điều hòa biểu hiện gene

Một số intron chứa các trình tự điều hòa (trình tự tăng cường – *enhancer*, trình tự ức chế – *silencer*), góp phần điều hòa mức độ và thời điểm biểu hiện gene ở các loại tế bào, các giai đoạn phát triển khác nhau.

→ Tạo thêm cơ chế điều hòa linh hoạt cho biểu hiện gene.

###

d) Tạo nguyên liệu cho tiến hóa (xáo trộn exon – *exon shuffling*)

Các intron là điểm tái tổ hợp, cho phép hoán đổi, tổ hợp lại các exon giữa các gene khác nhau trong tiến hóa. Nhờ đó dễ hình thành các gene mới mang tổ hợp chức năng mới, cung cấp nguyên liệu và thúc đẩy tiến hóa ở sinh vật nhân thực.

Kết luận: Nhờ cấu trúc exon – intron và cơ chế cắt – nối, gene phân mảnh giúp sinh vật nhân thực: tăng đa dạng protein mà không tăng số gene, bảo vệ thông tin mã hóa khỏi đột biến, điều hòa biểu hiện gene linh hoạt và cung cấp nguyên liệu cho tiến hóa.

Đáp số