BÀI 40: DỊCH MÃ VÀ MỐI QUAN HỆ TỪ GENE ĐẾN TÍNH TRẠNG

I. Mã di truyền là gì?

- Mã di truyền là trình tự nucleotide trên gene (DNA) quy định thành phần và trình tự amino acid trên phân tử protein, qua phân tử trung gian mRNA.

- Mã di truyền là mã bộ ba (codon), từ bốn loại nucleotide khác nhau tạo ra được 64 loại condon.

+ 61 codon quy định tương ứng 20 loại amino acid.

+ 3 codon (UAA, UAG, UGA) là các codon kết thúc, không mã hóa amino acid.

+ AUG vừa là codon mở đầu quá trình tổng hợp protein, vừa là codon mã hóa amino acid methionine.

II. Mã di truyền quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein

- Mã di truyền quy định loại amino acid trong chuỗi polypeptide.

- Trình tự mã di truyền trên gene và bản phiên mã của gene (mRNA) quy định thành phần và trình tự amino acid trên chuỗi polypeptide, từ đó quy định thành phần và cấu trúc của protein.

III. Quá trình dịch mã

- Dịch mã là quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide (protein) dựa trên trình tự nucleotide trên bản phiên mã của gene (mRNA).

- Các thành phần tham gia quá trình dịch mã:

+ mRNA: Mạch khuôn, mang thông tin mã hóa chuỗi polypeptide.

+ Amino acid tự do trong môi trường nội bào: Là nguyên liệu tổng hợp chuỗi polypeptide.

+ Ribosome: Nơi các tRNA đã được gắn amino acid đọc và giải mã các bộ ba, tại đây hình thành liên kết giữa các amino acid.

+ tRNA: Phân tử “phiên dịch”, mang đúng loại amino acid tương ứng với bộ ba trên mRNA quy định.

- Diễn biến quá trình dịch mã:

Giai đoạn 1: Khởi đầu

+ Ribosome gắn với mRNA ở vị trí nhận biết đặc hiệu. Vị trí này nằm gần codon mở đầu;

+ tRNA mang bộ ba đối mã với codon AUG và amino acid Met bổ sung với codon AUG trên mRNA.

Giai đoạn 2: Kéo dài

+ Ribosome dịch chuyển trên mRNA theo chiều 5’ – 3’;

+ Các tRNA chứa các bộ ba đối mã và amino acid tương ứng với codon trên mRNA tiếp tục tiến vào ribosome, hình thành liên kết giữa các amino acid được mang đến.

Giai đoạn 3: Kết thúc

+ Khi ribosome chuyển dịch sang bộ ba kết thúc (UAA/UAG/UGA) thì quá trình dịch mã ngừng lại;

+ Ribosome rời khởi mRNA, giải phóng chuỗi polypeptide.

IV. Mối quan hệ giữa gene và tính trạng

1. Sự biểu hiện của gene thành tính trạng

- Các tính trạng ở sinh vật đều do gene quy định.

- Mối quan hệ giữa gene và tính trạng thể hiện qua dòng thông tin: gene (DNA) → mRNA → protein → tính trạng.

2. Ý nghĩa di truyền của mối quan hệ giữa gene và tính trạng

- Mọi tính trạng ở sinh vật đều có cơ sở vật chất di truyền là gene trong tế bào.

- Từ gene biểu hiện thành tính trạng thông qua một số quá trình sinh học (phiên mã, dịch mã).

- Con đường từ gene đến tính trạng bị chi phối bởi nhiều tác nhân bên trong và bên ngoài cơ thể.

- Hệ gene của mỗi loài sinh vật rất khác nhau (đa dạng về hệ gene), do đó mỗi loài có một hệ thống các tính trạng khác nhau.