Mục lục bài viết

1. Khái niệm dịch mã là gì?

Dịch mã là quá trình tổng hợp protein, tỏng đó các tARN mang các axit amin tương ứng đặt đúng vị trí trên mARN trong ribôxôm để tổng hợp nên chuỗi polipeptit. 

Các thành phần tham gia vào quá trình dịch mã:

  • Mạch khuôn mARN mang thông tin mã hóa axit amin (a.a)
  • Nguyên liệu gồm 20 loại a.a tham gia vào quá tình tổng hợp chuỗi polipeptit.
  • tARN và riboxom hoàn chỉnh (tiểu phần bé, tiểu phần lớn liên kết với nhau).
  • Các loại enzyme hình thành liên kết gắn a.a với nhau và a.a với tARN.

 

2. Diễn biến của quá trình dịch mã

a) Vị trí: diễn ra trong tế bào chất của tế bào

b) Diễn biến: quá trình dịch mã diễn ra trong 2 giai đoạn 

Giai đoạn 1: Hoạt hóa axit amin

Trong tế bào chất, nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, mỗi axit amin được hoạt hóa và gắn với tARN tương ứng tạo nên phức hợp axit amni - tARN (aa - tARN).

Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi polipeptit

- Mở đầu:

Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu. Vị trí này nằm gần côđon mở đầu. Bộ ba đối mã của phức hợp mở đầu Met - tARN (UAX) bổ sung chính xác với côđon mở đầu (AUG) trên mARN. Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm hoàn chỉnh sẵn sàng tổng hợp chuỗi pôlipeptit. 

- Khéo dài chuỗi pôlipeptit:

Côđon thứ hai trên mARN (GAA) gắn bổ sung với anticôđon của phức hợp Glu-tARN (XUU). Ribôxôm giữ vai trò như một khung đỡ mARN và phức hợp aa-tARN với nhau, đến khi hai axit amin Met và Glu tạo nên liên kết peptit giữa chúng. Ribôxôm dịch đi một côđon trên mARN để đỡ phức hợp côđon-anticôđon tiếp theo cho đến khi axit amin thứ ba (Arg) gắn với axit amin thứ hai (Glu) bằng liên kết peptit. Ribôxôm lại dịch chuyển đi một côđon trên mARN và cứ tiếp tục như vậy đến cuối mARN.

- Kết thúc:

Khi ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc trên mARN (UAG) thì quá trình dịch mã hoàn tất.

Nhờ một loại enzim đặc hiệu, axit amin mở đầu (Met) được cắt khỏi chuỗi pôlipeptit vừa tổng hợp. Chuỗi polipeptit tiếp tục hình thành các cấu trúc bậc cao hơn, trở thành protein có hoạt tính sinh học.

Trong quá trình dịch mã, mARN thường không gắn với từng riboxom riêng rẽ mà đồng thời gắn với một nhóm ribôxôm gọi là pôliribôxôm (gọi tắt là pôlixôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp protein.

Tóm lại, cơ chế phân tử của hiện tượng di truyền được thể hiện theo sơ đồ sau: 

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

Vật liệu di truyền là ADN được truyền lại cho đời sau thông qua cơ chế nhân đôi của ADN.

Thông tin di truyền trong ADN được biểu hiện thành tính trạng của cơ thể thông qua cơ chế phiên mã từ ADN sang mARN rồi dịch mã từ mARN sang protein và từ protein biểu hiện thành tính trạng.

 

3. Kết quả của quá trình dịch mã

Khi ribôxôm chuyển dịch sang bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA) thì quá trình dịch mã ngừng lại, 2 tiểu phần của ribôxôm tách nhau ra. Một enzim đặc hiệu loại bỏ axit amin mở đầu và giải phóng chuỗi pôlipeptit, quá tình dịch mã hoàn tất

 

4. Ý nghĩa của quá trình dịch mã

Từ trình tự sắp xếp các nucleotit trên mARN được chuyển đổi thành trình tự sắp xếp các aa trong chuỗi polipeptit.

Từ thông tin di truyền trong nhân được biểu hiện thành các tính trạng ở bên ngoài kiểu hình.

 

5. Công thức liên quan đến quá trình dịch mã

Xét trong một chuỗi polipeptit thì ta có:

  • Số axit amin của phân tử protein là: \frac{rN}{3}-2
  • Số axit amin môi trường cung cấp (số axit amin cần) = (số bộ ba - 1)
  • Số liên kết peptit được hình thành trong quá trình dịch mã là = Số phân tử nước = (số bộ ba - 2)

Nếu có x riboxom trượt qua ⇔ x lần dịch mã ⇔ x chuỗi polipeptit

 

6. Mối quan hệ của ADN -> ARN -> Protein -> tính trạng

  • Trình tự các nucleotit trên ADN quy định trình tự các ribônuleotit trên mARN nên phân tử mARN là bản mã sao của gen cấu trúc. Enzim ARN - pôlimeraza tách 2 mạch đơn của gen đồng thời liên kết các ribônucleotit tự do trong môi trường nội bào với các nucleotit trên mạch mã gốc của gen theo NTBS (A-U, G-X) tạo ra phân tử mARN.
  • Trình tự các ribônucleotit trên mARN quy định trình tự các axit amin trong protein. Các riboxom tiếp xúc với mARN ở tế bào chất, tại từng bộ ba mã sao mà riboxom trượt qua trên mARN, các phức hợp aa - tARN vào riboxom so đối mã theo NTBS để gắn axit amin tạo thành chuỗi pôlipeptit. Sau đó chuỗi polipeptit hình thành các bậc cấu trúc cao hơn để trở thành phân tử protein có hoạt tính sinh học.
  • Protein thực hiện chức năng theo từng loại và biểu hiện thành tính trạng.
  • Khi ADN thay đổi cấu trúc do đột biến sẽ dẫn tới thay đổi cấu trúc của mARN và của protein tương ứng rồi có thể kéo theo sự thay đổi tính trạng tương ứng.

>> Xem thêm: Liên kết gen là gì? Hoán vị gen là gì? Ý nghĩa và bài tập

 

7. Các dạng bài tập liên quan đến dịch mã

Câu 1: Liên hệ giữa số nucleotit, chiều dài của gen - số ribonucleotit của ARN với số axit amin môi trường cung cấp.

Chỉ một mạch của gen làm mạch khuôn.

Mã di truyền là mã bộ ba.

Mã kết thúc không quy định axit amin nào.

+ Gọi Na: Số axit amin môi trường cần cung cấp để tổng hợp 1 phân tử protein (mỗi protein xem như có 1 chuỗi polypeptit):

Na = N2.3 - 1 (axit amin) → N = (Na + 1).3.2 (nucleotit)

Na = NmARN3 - 1 (axit amin) → NmARN = (Na + 1).3 (nucleotit)

Chú ý: Trong protein hoàn chỉnh, số axit amin giảm đi 1 so với chuỗi polipeptit ba đầu do axit amin mở đầu bị cắt đi.

Câu 2: Liên hệ giữa số axit amin cần - số liên kết peptit - số phân tử nước được giải phóng.

Mỗi axit amin dài trung bình 3 \AA và có khối lượng trung bình là 110 đvC. Cứ hai axit kế tiếp nhau loại chung một phân tử nước hình thành một liên kết peptit.

Số phân tử nước được giải phóng = Số liên kết peptit được hình thành = Số axit amin - 1

Câu 3: Tương quan giữa số lượng, số lượt tARN, số lượng, số lượt ribôxôm 

Số axit amin cần được cung cấp = Số lượt tARN tham gia dịch mã.

Mỗi tARN có thể dịch mã một hay nhiều lượt, do vậy số lượt \geq số lượng tARN (số lượt bằng số lượng khi mỗi tARN đều dịch mã một lần).

Nếu có x riboxom trượt qua = x lần dịch mã = x chuỗi polipeptit

Câu 4: Xác định số riboxom và khoảng cách giữa các riboxom. Mỗi riboxom có thể dịch mã một hay nhiều lượt. Do vậy số lượt riboxom \geq số lượng riboxom (số lượt bằng số lượng khi mỗi riboxom đều dịch mã một lần).

Do kích thước của riboxom nên khi ribôxôm trước chuyển dịch từ 50 - 100 \AA thì riboxom sau mới có thể tiếp xúc với mARN.

Ribôxôm chuyển dịch từng đơn vị mã nên khoảng cách giữa các ribôxôm kế tiếp phải là bộ số nguyên dương của 3. 3,4 = 10,2 \AA và là 51 \AA, 61,2 \AA, 71,4 \AA, 81,6 \AA hay 91,8 \AA.

Câu 5: Phát biểu nào dưới đây không đúng?

A. Trong quá trình dịch mã, riboxom dịch chuyển trên mARN từ đầu 3' đến đầu 5' và chuỗi polipeptit được hình thành sẽ bắt đầu bằng nhóm amin và kết thúc bằng nhóm cacboxyl.

B. Trình tự của các aa trong chuỗi polipeptit phản ứng đúng trình tự của các mã bộ ba trên mARN.

C. Sự kết hợp giữa bộ ba mã sao và bộ ba đối mã theo NTBS giúp aa tương ứng gắn chính xác vào chuỗi polipeptit.

D. Khi riboxom tiếp xúc với bộ ba kết thúc, quá trình sinh tổng hợp protein sẽ dừng lại, chuỗi polipeptit được giải phóng, tARN cuối cùng được giải phóng dưới dạng tự do và riboxom trở lại bào tương dưới dạng hai tiểu phần lớn và bé.

Đáp án A

Câu 6: Hoạt động của polixom trong quá trình dịch mã có vai trò:

A. Đảm bảo cho quá trình dịch mã diễn ra liên tục.

B. Đảm bảo cho quá trình giải mã diễn ra nhanh chóng.

C. Tăng hiệu suất tổng hợp protein cùng loại.

D. Tăng hiệu suất tổng hợp các loại protein cho tế bào.

Đáp án C

Trên đây là bài viết tham khảo của Công ty Luật Minh Khuê về Dịch mã là gì? Diễn biến và kết thúc của quá trình dịch mã. Hi vọng bài viết này sẽ giúp các bạn có thêm những thông tin hữu ích trong quá tình ôn tập. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết!