Dịch mã là gì? Diễn biến và kết quả của quá trình dịch mã?


1. Ý nghĩa của dịch mã

Dịch mã, hay còn được gọi là giải mã, là quá trình chuyển đổi thông tin di truyền trong phân tử mRNA thành trình tự các axit amin trong chuỗi polypeptit của phân tử protein. Quá trình này xảy ra trong tế bào chất và gồm hai giai đoạn chính: tổng hợp chuỗi polypeptit và hoạt hóa axit amin.

Quá trình dịch mã có sự tham gia của các thành phần sau:

Thứ nhất: Mạch khuôn mRNA chứa thông tin mã hóa axit amin (aa)

Thứ hai: 20 loại aa tham gia vào quá trình tổng hợp chuỗi polypeptit.

Thứ ba: tARN và ribosom hoàn chỉnh (tiểu phần bé và tiểu phần lớn liên kết với nhau).

Thứ tư: Các loại enzyme tạo liên kết giữa các aa với nhau và giữa aa và tARN.

2. Nơi diễn ra quá trình dịch mã?

Quá trình dịch mã diễn ra trong tế bào chất. Đối với sinh vật nhân thực, sau khi quá trình phiên mã hoàn tất trong nhân tế bào, mRNA mới được tạo thành phải trải qua quá trình cắt intron và nối exon để tạo thành mRNA trưởng thành. Sau đó, mRNA trưởng thành chui qua lỗ nhân trên màng nhân và tiếp tục quá trình dịch mã trong tế bào chất.

3. Diễn biến của quá trình dịch mã:

3.1. Giai đoạn hoạt hóa axit amin:

Dưới tác động của một số enzym, các aa tự do trong môi trường nội bào trở nên hoạt động nhờ liên kết với ATP.

aa + ATP → aa hoạt động

Sau đó, qua tác dụng của enzym đặc hiệu, aa hoạt động được liên kết với tARN tương ứng, tạo thành phức hợp aa – tARN.

aa hoạt động + tARN → Phức hợp aa – tARN

3.2. Giai đoạn tổng hợp chuỗi polypeptit:

Bước đầu:

Phần nhỏ của ribosom tiếp xúc với mRNA ở vị trí nhận biết đặc hiệu.

tARN mang axit amin ở vị trí mác AUG (metionin ở sinh vật nhân thực hoặc fumetionin ở sinh vật nhân sơ) tiến vào mã mở đầu (AUG). tARN có bộ tam mã (anticodon) tương ứng với mã mở đầu (AUG) theo nguyên tắc bổ sung.

Có Thể Bạn Quan Tâm :   Kiến thức về bad mood là gì | Sen Tây Hồ

Phần lớn của ribosom kết hợp để tạo thành ribosom hoàn chỉnh.

Tiếp tục:

Phức hợp aa1 – tARN vào ribosom và gắn với codon tiếp theo trên mRNA, tạo thành một liên kết peptit giữa aa khởi đầu và aa1.

Ribosom dịch chuyển qua codon tiếp theo, tARN khởi đầu rời khỏi ribosom, phức hợp aa2 – tARN vào ribosom và gắn với codon đó, tạo thành một liên kết peptit khác giữa aa1 và aa2.

Quá trình tiếp tục lặp đi lặp lại cho đến khi ribosom tiếp xúc với mã kết thúc (UGA, UAG hoặc UAA).

Kết thúc:

Khi ribosom tiếp xúc với mã kết thúc (một trong ba mã UAA, UAG hoặc UGA), quá trình dịch mã kết thúc.

Hai phần của ribosom tách ra với nhau.

Chuỗi polypeptit được giải phóng, và axit amin khởi đầu được cắt khỏi chuỗi polypeptit mới tổng hợp nhờ enzym đặc hiệu.

Kết quả của quá trình Dịch mã

– Một mã mRNA trưởng thành kết hợp với một ribosom sẽ tạo thành một chuỗi polypeptit với cấu trúc bậc một hoàn chỉnh.

– Sau khi tổng hợp, chuỗi polypeptit sẽ trải qua biến đổi để hình thành các cấu trúc bậc hai, ba, bốn để thực hiện các chức năng sinh học.

4. Kết quả của quá trình dịch mã:

Quá trình dịch mã chuyển đổi trình tự nucleotit trong mRNA thành trình tự các aa trong chuỗi polypeptit. Thông tin di truyền trong nucleotit được biểu hiện thành các đặc điểm bên ngoài của protein.

5. Một số bài tập vận dụng:

Câu 1: So sánh quá trình phiên mã và quá trình dịch mã:

Giống nhau

Quá trình phiên mã và quá trình dịch mã có những điểm tương đồng cơ bản:

– Cả hai quá trình đều tham gia vào quá trình biểu hiện gen.

– Cả hai quá trình đều liên quan đến mRNA.

– Các nucleotit luôn được sắp xếp theo nguyên tắc bổ sung.

– Cả phiên mã và dịch mã đều xảy ra trong tế bào chất ở sinh vật nhân sơ.

– Cả hai quá trình đều đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp protein trong cơ thể sinh vật.

Khác nhau

– Phiên mã là bước đầu tiên trong quá trình biểu hiện gen, mã được mã hóa trong mẫu ADN thành trình tự nucleotit của mRNA. Trong khi đó, dịch mã là bước thứ hai, tạo ra một protein chức năng từ thông tin di truyền đó.

Có Thể Bạn Quan Tâm :   Tìm hiểu về chip đồ hoạ tích hợp Intel HD Graphics

– Trong sinh vật nhân thực: Quá trình phiên mã xảy ra trong nhân trong khi quá trình dịch mã xảy ra trong tế bào chất của ribosom.

– Trong quá trình sử dụng, phiên mã sử dụng mẫu ADN trong khi dịch mã sử dụng mã RNA.

– Nguyên liệu chính của quá trình phiên mã là ribonucleotit, trong khi đó, nguyên liệu chính của quá trình dịch mã là các axit amin.

Câu 2: Trong vi khuẩn E.coli, gen M bị đột biến thành gen m.

a. So sánh chiều dài của gen m và gen M.

b. So sánh số nucleotit của mỗi loại trong gen M và gen m.

c. So sánh cấu trúc của chuỗi polypeptit do gen m và gen M quy định.

Hướng dẫn giải:

a. Khi so sánh chiều dài, có thể có một số khả năng:

– Nếu đột biến là thay thế một cặp nuclêôtit bằng một cặp khác, thì chiều dài của gen không thay đổi.

– Nếu đột biến là xoá một cặp nuclêôtit, gen m sẽ có chiều dài giảm đi 3 hoặc 4 nucleotit.

– Nếu đột biến là thêm một cặp nuclêôtit, gen m sẽ có chiều dài tăng thêm 3 hoặc 4 nucleotit.

b. Việc so sánh số nucleotit của mỗi loại trong gen M và gen m cũng tùy thuộc vào loại đột biến.

– Nếu đột biến là thay đổi cặp A-T thành cặp T-A hoặc cặp G-C thành cặp C-G, thì số nucleotit không thay đổi.

– Nếu đột biến là thay đổi cặp A-T thành cặp G-C, thì sẽ giảm 1 A, 1 T và tăng 1 G, 1 C.

– Nếu đột biến là xoá cặp A-T, thì sẽ giảm 1 A, 1 T và các cặp G-C sẽ không thay đổi.

c. Cấu trúc của chuỗi polypeptit phụ thuộc vào trình tự bộ ba trên mRNA. Vì vậy, có nhiều khả năng khác nhau:

Khả năng 1: Đột biến thay đổi một bộ ba nhưng giữ nguyên mã hóa của axit amin. Trong trường hợp này, không có thay đổi về cấu trúc của chuỗi polypeptit.

Khả năng 2: Đột biến thay đổi một bộ ba và mã hóa cho axit amin khác so với bộ ba gốc, dẫn đến sự thay đổi một axit amin trong chuỗi polypeptit.

Có Thể Bạn Quan Tâm :   Cảm kháng của cuộn cảm cho ta biết điều gì?

Khả năng 3: Đột biến tạo ra bộ ba kết thúc sớm, dẫn đến mất một số axit amin trong chuỗi polypeptit.

Khả năng 4: Đột biến tạo ra thay đổi toàn bộ bộ ba từ vị trí đột biến đến cuối gen. Trong trường hợp này, nhiều axit amin sẽ bị thay đổi trong chuỗi polypeptit.

Câu 3: Danh sách 6 bộ ba 5’UXU3’; 5’UXX3’; 5’UXA3’; 5’UXG3’; 5’AGU3’; 5’AGX3’ xác định axit amin Ser; 4 bộ ba 5’AXU3’; 5’AXX3’; 5’AXA3’; 5’AXG3’ xác định hợp chất Thr. Một đột biến điểm xảy ra ở giữa gen, làm cho gen A biến thành gen a. Trong đó, chuỗi mRNA của gen a thay đổi ở một bộ ba dẫn đến axit amin Thr được thay thế bằng axit amin Ser.

a. So sánh chiều dài của gen a và gen A.

b. Dự đoán loại đột biến đã làm cho gen A biến thành gen a.

c. Khi một cặp gen Aa được nhân đôi một lần, số nucleotit mà môi trường cung cấp cho gen a sẽ thay đổi như thế nào so với số nucleotit mà môi trường cung cấp cho gen A nhân đôi?

d. Khi cặp gen Aa được phiên mã một lần, số nucleotit mà môi trường cung cấp cho quá trình phiên mã tại các gen có khác nhau không?

Hướng dẫn giải:

a. Đột biến điểm chỉ liên quan đến một cặp nuclêôtid. Đột biến này làm thay đổi một bộ ba → Đây là đột biến thay đổi một cặp nuclêôdit bằng cặp nuclêôtid khác. → Hai gen này có chiều dài bằng nhau.

b. Đột biến này làm thay thế axit amin Thr bằng axit amin Ser. → Nucleotid loại U trên mRNA bị thay thế bằng nucleotid loại A trên mRNA. → Đột biến này gây ra thay đổi cặp A-T thành cặp T-A.

c. Vì thay thế cặp A-T thành cặp T-A, số nucleotid mỗi loại trong gen a sẽ không thay đổi so với gen A. → Khi một cặp gen Aa nhân đôi, số nucleotid mà môi trường cung cấp cho gen a không thay đổi so với số nucleotid mà môi trường cung cấp cho gen A.

d. Vì đột biến thay thế cặp A-T thành cặp T-A, số nucleotid trong môi trường cung cấp cho quá trình phiên mã của gen a sẽ giảm 1 U và tăng 1 A so với gen A.

Back to top button