Dịch mã

Dịch mã

Các dạng toán có liên quan đến quá trình nguyên phân

Dịch mã là quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit dựa trên trình tự các nuclotit trên phân tử mARN. Nhờ có quá trình dịch mã mà các thông tin di truyền trong các phân tử axit nucleotit được biểu hiện thành các tính trạng biểu hiện ở bên ngoài kiểu hình.

Quá trình dịch mã diễn ra như thế nào chúng ta cùng tìm hiểu trong bài viết sau.

Dịch mã

Dịch mã

I.Nơi xảy ra 

Quá trình dịch mã là quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit diễn ra trong tế bào chất

II. Các thành phần tham gia và quá trình dịch mã .

  • Mạch khuôn mARN mang thông tin mã hóa aa
  • Nguyên liệu gồm 20 loại aa tham gia vào quá trình trổng hợp chuỗi polipeptit
  • t ARN và riboxom hoàn chỉnh ( tiểu phần bé , tiểu phấn lớn liên kết với nhau)
  • Các loại enzyme hình thành liên kết gắn aa với nhau và aa với tARN

III. Diến biến quá trình dịch mã.

Quá trình dịch mã có thể chia ra làm hai giai đoạn

Giai đoạn 1: Hoạt hoá axit amin

  • Dưới tác động của 1 số enzim, các a.a tự do trong môi trường nội bào được hoạt hoá nhờ gắn với hợp chất ATP

aa + ATP → aa hoạt hoá

  •  Nhờ tác dụng của enzim đặc hiệu, a.a được hoạt hoá liên kết với tARN tương ứng→ phức hợp a.a – tARN.

aa hoạt hoá + tARN → Phức hợp aa – tARN
Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi pôlipeptit 

Quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit diễn ra theo ba bước:

                                Hình 1 : Sơ đồ mô tả quá trình  tổng hợp chuỗi pôlipeptit

Bước 1. Mở đầu

  • Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu (gần bộ ba mở đầu) và di chuyển đến bộ ba mở đầu (AUG).Ở sinh vật nhân thực bộ ba AUG mã hóa cho axit amin Met còn ở sinh vật nhân sơ mã AUG mã hóa cho axit amin f-Met
  • aamở đầu – tARN tiến vào bộ ba mở đầu (đối mã của nó – UAX- khớp với mã mở đầu – AUG – trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), sau đó tiểu phần lớn gắn vào tạo ribôxôm hoàn chỉnh.

Bước 2. Kéo dài chuỗi polipeptit

  • Phức hợp aa1 – tARN vào ribôxôm khớp bổ sung đối mã với côđon tiếp sau mã mở đầu trên mARN, 1 liên kết peptit được hình thành giữa aa mở đầu và aa1.
  • Ribôxôm dịch chuyển qua côđon tiếp theo, tARN mở đầu rời khỏi ribôxôm, phức hợp aa2 – tARN vào ribôxôm khớp bổ sung đối mã với côđon đó, 1 liên kết peptit nữa được hình thành giữa aa1 và aa2.
  • Quá trình cứ tiếp diễn như vậy cho đến khi ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc (UGA, UAG hay UAA).

Bước 3. Kết thúc

  • 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 trình dịch mã hoàn tất.

Kết quả 

  • Từ một phân tử mARN trưởng thành có 1 riboxom trượt qua sẽ tạo thành một chuỗi polipeptit cấu trúc bậc 1 hoàn chỉnh .
  • Chuỗi polipeptit sau khi được tổng hợp thì tiếp tục biến đổi để hình thành các cấu trúc bậc 2 , 3 ,4 để thực hiện các chức năng sinh học

Chú ý: Trong dịch mã, mARN thường không gắn với từng riboxom riêng rẽ mà đồng thời gắn với một nhóm ribôxôm (pôliribôxôm hay pôlixôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp .

Hình 2 : Các polixom cùng tổng hợp trên một phân tử mARN

Ý nghĩa 

  • 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 truyềntrong axit nucleotit được biểu hiện thành các tính trạng biểu hiện ở bên ngoài kiểu hình.

III. Công thức liên quan đến quá trình dịch mã . 

Xét trong một chuỗi polipeptit thì ta có : 

  •  Số axit amin của phân tử prôtêin 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 \Leftrightarrow x lần dịch mã \Leftrightarrow x chuỗi polipeptit.

IV. Mối quan hệ của ADN → ARN → Prôtêin → tính trạng. 

  • Trình tự các nuclêôtit trên ADN qui định trình tự các ribônuclêôtit 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 ribônuclêôtit tự do trong môi trường nội bào với các nuclêôtit trên mạch mã gốc của gen theo NTBS (A-U,G-X) tạo ra phân tử mARN.
  • Trình tự các ribônuclêôtit trên mARN qui định trình tự các axit amin trong prôtêin. Các ribôxôm tiếp xúc với mARN ở tế bào chất, tại từng bộ ba mã sao mà ribôxôm trượt qua trên mARN, các phức hợp aa – tARN vào ribôxôm so đối mã theo NTBS để gắn axit amin tạo thành chuỗi pôlipeptit. Sau đó chuỗi pôlipeptit hình thành các bậc cấu trúc cao hơn để trở thành phân tử prôtêin có hoạt tính sinh học.
  •  Prôtêin 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 prôtêin tương ứng rồi có thể kéo theo sự thay đổi tính trạng tương ứng.

II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM – CÓ ĐÁP ÁN 

Câu 1: Quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide diễn ra ở đâu

A.    Trong ty thể của  sinh vật nhân thực

B.    Trong lục lạp của tế bào

C.    Trong tế bào chất của tế bào

D.    Trong nhân tế bào của cả sinh vật nhân sơ và nhân thực

Câu 2:Khi nói về bộ ba mở đầu trên mARN hãy chọn kết luận đúng

A. Trên mỗi phân tử mARN có nhiều bộ ba AUG nhưng chỉ có một bộ ba làm nhiệm vụ mở đầu

B. Trên mỗi phân tử ARN có môt bộ ba mở đàu nằm ở đầu 3’ của mARN

C. Trên mỗi  phân tử mARN chỉ có duy nhất một bộ ba AUG

D. Tất cả các mã AUG trên mARN đều là bộ ba mở đầu

Câu 3: Cho các thành phần sau:

 

  1. tARN mang axit amin mở đầu
  2. Tiểu phần bé của riboxom
  3. mARN
  4. Tiểu phần lớn của riboxom

Trong giai đoạn mở đầu của quá trình dịch mã phân tử mARN tiếp xúc với các thành phần còn lại theo thứ tự dấu cộng mô tả sự hình thành liên kết giữa các thành phần

A.    3 + 4 →3 + 4 + 2 →3 + 4 + 2 + 1                          B.    3 + 4 →3 + 4 + 1 →3 + 4 + 1+ 2

C.    2 + 3→2 + 3 + 1 →2 + 3 + 1+ 4                             D.    2 + 1 →2 + 1 + 3 →2 + 1 + 3 +  4

Câu 4: Cho các sự kiện diễn ra trong quá trình dịch mã ở tế bào nhân thực như sau:

(1) Bộ ba đối mã của phức hợp Met – tARN (UAX) gắn bổ sung với côđon mở đầu (AUG) trên mARN.

(2) Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm kết hợp với tiểu đơn vị bé tạo thành ribôxôm hoàn chỉnh.

(3) Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu.

(4) Côđon thứ hai trên mARN gắn bổ sung với anticôđon của phức hệ aa1 – tARN (aa1: axit amin đứng liền sau axit amin mở đầu).

(5) Ribôxôm dịch đi một côđon trên mARN theo chiều 5’ → 3’.

(6) Hình thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và aa1.

Thứ tự đúng của các sự kiện diễn ra trong giai đoạn mở đầu và giai đoạn kéo dài chuỗi pôlipeptit là:

A. (3) → (1) → (2) → (4) → (6) → (5).

B. (1) → (3) → (2) → (4) → (6) → (5).

C. (2) → (1) → (3) → (4) → (6) → (5).

D. (5) → (2) → (1) → (4) → (6) → (3).

Câu 5:   Bộ ba mã sao nào sau đây không có bộ ba đối mã tương ứng?

A. 3/UAG5/.                 B. 5/AGU3/.                  C. 3/UAA5/.                       D. 5/UGA3/.

Câu 6: Trong quá trình dịch  trong tế bào chất của sinh vật nhân thực không có sự tham gia của loài tARN mang bộ ba đối mã nào sau đây

A.    Mang bộ ba 5’AUG 3’                                       B.    Mang bộ ba 5’UAA3’

C.    Mang bộ ba 3’G AX 5’                                       D.    Mang bộ ba 3’AUX 5’

Câu 7 : 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.

Câu 8: Có bao nhiêu đặc điểm đúng với quá trình dịch mã :

1.ở trên môt phân tử các riboxom khác nhau tiến hành đọc mã từ các điểm khác nhau mỗi điểm đặc hiệu với một riboxom

2. Quá trình dịch mã diễn ra theo nguyên tắc bổ sung nguyên tắc bổ sung được thể hiện giữa các bộ ba mã hóa trên mARN và bộ ba đối mã trên tARN

3. Các riboxom trượt theo từng bộ ba trên mARN theo chiều từ 5’ đến 3’ từ khi gặp bộ ba mở đầu cho tơi khi gặp bộ ba kết thúc

4..Mỗi phân tử mARN có thể tổng hợp được nhiều chuỗi polypeptide và có cấu trúc giống nhau

A. 1                              B.2                                         C.3                                   D.4

Câu 9:  Hoạt động của pôlixôm 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 prôtêin cùng loại.

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

Câu 10: Một gen ở sinh vật nhân sơ, vùng mã hóa có chiều dài 0,51μm, gen này điều khiển quá trình tổng hợp một phân tử prôtêin hoàn chỉnh có bao nhiêu aa?

A. 499                           B. 498                                  C. 500                                       D. 998

Câu 11 : Trên một phân tử mARN có trình tự các nu như sau :

5’ …XXX AAU GGG AUG GGG UUU UUX UUA AAA UGA … 3’

Nếu phân tử mARN nói trên tiến hành quá trình dịch mã thì số aa mã hóa và số bộ ba đối mã được tARN mang đến khớp riboxom lần lượt là :

A. 10 aa và 10 bộ ba đối mã

B. 10 aa và 11 bộ ba đối mã

C. 6 aa và 6 bộ ba đối mã

D. 6 aa và 7 bộ ba đối mã.

Câu 12:  Cho biết các côđon mã hóa các axit amin tương ứng như sau: GGG – Gly; XXX – Pro; GXU – Ala; XGA – Arg; UXG – Ser; AGX – Ser. Một đoạn mạch gốc của một gen ở vi khuẩn có trình tự các nuclêôtit là 5’AGXXGAXXXGGG3’. Nếu đoạn mạch gốc này mang thông tin mã hóa cho đoạn pôlipeptit có 4 axit amin thì trình tự của 4 axit amin đó là

A. Gly-Pro-Ser-Arg.

B. Ser-Ala-Gly-Pro.

C. Ser-Arg-Pro-Gly.

D. Pro-Gly-Ser-Ala.

Câu 13 : Phân tử m ARN thứ nhất dài 2550 Ao và gấp 1,25 lần so với chiều dài phân tử m ARN thứ hai. Quá trình giải mã của 2 phân tử mARN trên đã cần môi trường cung cấp 1593 axit amin. Số protein được tổng hợp từ cả hai mARN nói trên là :

A. 6                       B. 7                      C. 8                       D. 9

Câu 14 :Khối lượng của một gen là 372600 đvc, gen sao mã 5 lần, mỗi bản sao mã đều có 8 riboxom đều giải mã 2 lượt. Số lượt phân tử tARN tham gia quá trình giải mã là

A. 16560             B. 16480                  C. 16400                       D. 3296

C âu 15: Phân tử mARN dài 2312A0 có A= 1/3 U = 1/7 X = 1/9 G. Mã kết  thúc trên mARN là UAG Khi tổng hợp 1 protein, mỗi tARN đều giải mã 1 lần số ribonucleotit, mỗi loại A, U, G, X môi trường cần cung cấp cho các đối mã của các tARN lần lượt là:

A. 102, 34, 238, 306         B. 34, 102, 306, 238

C. 203, 67, 472, 611         D. 101, 33, 238, 305

Câu 16 :  Gen dài 0,19788 µm. Trong quá trình dịch mã đã giải phóng khối lượng phân tử nước là 17352 đvC. Có bao nhiêu phân tử protein được tổng hợp và cần cung cấp bao nhiêu aa :  

A. 2  và 776 aa          B. 3 và  776 aa

C. 4 và  970 aa           D. 5 và 970 aa

Câu 17:  Một phân tử mARN trưởng thành có chiều dài 4080A0, phân tử prôtêin tổng hợp từ mARN đó có:

A. 400 axit amin.               B. 399 axit amin.   C. 398 axit amin.   D. 397axit amin.

Câu 18:  Chiều dài cuả một gen  của sinh vật nhân sơ là bao nhiêu A0 để mã hóa một mạch polipeptit hoàn chỉnh  có 300 axit amin ?

A 3070A0               B. 3060A0               C . 3080.4 A0           D . 3000A0

Câu 19 :  Cho biết các bộ ba đối mã tương ứng với các loại axit amin như sau:

UGG: triptôphan    XUU: lơxin     AXX: thrêônin.   GXX: alanin     AAG : lizin.

Trật tự các axit amin của đoạn mở đầu của một chuỗi pôlipeptit sau khi được tổng hợp như sau:

…Lizin-alanin-thrêônin-lơxin-triptôphan…

Đoạn mở đầu của phân tử mARN đã dịch mã chuỗi pôlipeptit nói trên có trật tự các bộ ba ribônuclêotit là:

A….UUX-XGG-UGG-GAA-AXX….                 B…AAG-GXX-AXX-XUU-UGG…

C…UAA-AAG-GXX-AXX-XUU-UGG…             D…AUG-AAG-GXX-AXX-XUU-UGG…

Câu 20:  Các bộ ba nào sau đây khi thay một bazơ nitric này bằng một bazơ nitric khác sẽ trở thành bộ ba kết thúc?

1- ATG.                       2- AXG.          3- AAG.                      4- TTT.            5- TTG      6- TXX.

Đó là các bộ ba:

A. 1, 2, 4, 5, 6.                      B. 2, 4, 5, 6.                       C. 1, 2, 3, 4.                               D. 1, 2, 4.

 

 ĐA : 1C – 2 A – 3C – 4 A -5 D – 6D – 7 A – 8 C – 9 C – 10 B -11 C – 12 D – 13 B – 14 A – 15 B – 16D – 17C – 18 C -19A- 20 D

Thảo luận cho bài: Dịch mã