Công thức dịch mã tạo protein (Phương pháp giải bài tập chi tiết)

---

---

Bài viết Công thức dịch mã tạo protein với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Công thức dịch mã tạo protein.

Công thức dịch mã tạo protein (Phương pháp giải bài tập chi tiết)

1. Công thức xác định trình tự amino acid trong chuỗi polypeptide được tạo ra

1.1. Công thức

Sự hình thành chuỗi amino acid tuân theo 2 nguyên tắc: nguyên tắc khuôn mẫu mRNA và nguyên tắc bổ sung A – U, G – C (bộ ba mã hóa trên rRNA khớp bổ sung với bộ ba đối mã trên tRNA thì một amino acid tương ứng được đặt vào chuỗi polypeptide). Do đó, căn cứ vào trình tự mRNA và bảng mã di truyền có thể xác định được trình tự amino acid trong chuỗi polypeptide được tạo ra.

1.2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho biết các codon mã hóa các amino acid tương ứng như sau: GGG - Gly; CCC - Pro; GCU - Ala; CGA - Arg; UCG - Ser; AGC - Ser. Một đoạn mạch mã gốc của một gen ở vi khuẩn có trình tự các nucleotide là 5’ AGC CGA CCC GGG 3’. Nếu đoạn mạch gốc này mang thông tin mã hóa cho đoạn polypeptide có 4 amino acid thì trình tự của 4 amino acid đó là

A. Pro - Gly - Ser - Ala.

B. Ser - Ala - Gly - Pro.

C. Gly - Pro - Ser - Arg.

D. Ser - Arg - Pro - Gly.

Lời giải:

- Trình tự các nucleotide trên mạch mã gốc là 5’ AGC CGA CCC GGG 3’ $\iff$3’ GGG CCC AGC CGA 5’.

- Theo nguyên tắc bổ sung ta có:

Mạch mã gốc: 3’ GGG CCC AGC CGA 5’

mARN:5’ CCC GGG UCG GCU 3’

Polypeptide:Pro – Gly – Ser – Ala

Chọn A.

Ví dụ 2: Một gene rất ngắn được tổng hợp nhân tạo trong ống nghiệm có trình tự nucleotide như sau:

Mạch I:(1) TAC ATG ATC ATT TCA ACT AAT TTC TAG GTA CAT (2).

Mạch II: (1) ATG TAC TAG TAA AGT TGA TTA AAG ATC CAT CTA (2).

Gene này dịch mã trong ống nghiệm cho ra 1 phân tử protein hoàn chỉnh chỉ gồm 5 amino acid. Hãy cho biết mạch nào được dùng làm khuôn để tổng hợp ra mRNA và chiều phiên mã trên gene?

A. Mạch II là mạch khuôn, chiều phiên mã từ (2) đến (1).

B. Mạch I là mạch khuôn, chiều phiên mã từ (1) đến (2).

C. Mạch II là mạch khuôn, chiều phiên mã từ (1) đến (2).

D. Mạch I là mạch khuôn, chiều phiên mã từ (2) đến (1).

Lời giải:

- Nếu mạch I làm khuôn để tổng hợp mRNA:

+ Trường hợp 1: khuôn có chiều (1) đến (2)

Mạch khuôn: (1) TAC ATG ATC ATT TCA ACT AAT TTC TAG GTA CAT (2)

mRNA:AUG UAC UAG UAA AGU UGA UUA AAG AUC CAU GUA

Chuỗi polypeptide: aa_{mở đầu} – aa₁ – kết thúc tổng hợp $\Rightarrow$ Loại.

+ Trường hợp 2: khuôn có chiều (2) đến (1)

Mạch khuôn: (2) TAC ATG GAT CTT TAA TCA ACT TTA CTA GTA CAT (1)

mARN:AUG UAC CUA GAA AUU AGU UGA AAU GAU CAU GUA

Chuỗi polypeptide: aa_{mở đầu} – aa₁ – aa₂ – aa₃ –aa₄ –aa₅ –kết thúc tổng hợp.

Protein: aa₁ – aa₂ – aa₃ –aa₄ –aa₅ $\Rightarrow$ Nhận.

- Thực hiện tương tự nếu mạch khuôn là mạch II làm khuôn để tổng hợp mARN.

+ Trường hợp 1: khuôn có chiều (1) đến (2) sẽ tổng hợp được protein có 6 amino acid $\Rightarrow$ Loại.

+ Trường hợp 2: khuôn có chiều (2) đến (1) sẽ tổng hợp được protein có 2 amino acid $\Rightarrow$ Loại.

Vậy mạch I làm khuôn, chiều phiên mã từ (2) đến (1).

Chọn D.

2. Công thức xác định số amino acid, số liên kết peptide trong chuỗi amino acid được hình thành và nguyên liệu cần cung cấp, số phân tử nước được giải phóng trong quá trình dịch mã

1.1. Công thức

Cứ ba nucleotide đứng kế tiếp nhau quy định một bộ ba. Do đó:

- Số bộ ba trên trên mRNA $=\frac{rN}{3}.$

- Số amino acid trên mỗi chuỗi amino acid $=\frac{rN}{3}-1$ (bộ ba kết thúc).

- Số amino acid trên mỗi phân tử protein hoàn chỉnh $=\frac{rN}{3}-2$ (bộ ba kết thúc và amino mở đầu).

- Nếu có n ribosome tham gia dịch mã 1 lần thì:

+ Số amino acid có trong các phân tử protein được tổng hợp $=(\frac{rN}{3}-2)\times n.$

+ Số amino acid môi trường phải cung cấp cho quá trình dịch mã $=(\frac{rN}{3}-1)\times n.$

+ Số liên kết peptide = số phân tử nước được giải phóng $=(\frac{rN}{3}-2)\times n.$

(Chú ý: Các công thức tính này chỉ được áp dụng đối với quá trình dịch mã của sinh vật nhân sơ có gene không phân mảnh, còn đối với những sinh vật nhân thực thì công thức này chỉ đúng với mRNA trưởng thành đã cắt bỏ các đoạn không mã hóa.)

1.2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Một phân tử mRNA có tổng số 600 nucleotide. Khi dịch mã, trên phân tử mRNA này có 10 ribosome trượt qua 1 lần. Hãy xác định:

a. Số bộ ba có trên phân tử mRNA.

b. Số amino acid có trên mỗi chuỗi amino acid.

c. Số amino acid mà môi trường cung cấp cho quá trình dịch mã.

d. Số amino acid có trên mỗi phân tử protein được tổng hợp từ mRNA trên.

Lời giải:

a. Số bộ ba có trên phân tử mRNA: 600 : 3 = 200.

b. Khi dịch mã, mỗi bộ ba trên mRNA quy định tổng hợp 1 amino acid trên chuỗi amino acid (trừ bộ ba kết thúc). Cho nên số amino acid trên mỗi chuỗi aa là: 200 - 1 = 199 (amino acid).

c. Số amino acid mà môi trường cung cấp cho quá trình dịch mã = số amino acid có trong các chuỗi amino acid = 199 × 10 = 1990 (amino acid).

d. Số amino acid có trên mỗi phân tử protein bằng số bộ ba trên mRNA trừ bộ ba kết thúc và amino acid mở đầu $\Rightarrow$ Số amino acid trên mỗi chuỗi amino acid là: 200 - 2 = 198 (amino acid).

Ví dụ 2: Một gene mã hóa liên tục có tổng số 1500 nucleotide. Gene phiên mã 3 lần. Các phân tử RNA được tạo ra tiến hành dịch mã, trên mỗi phân tử mRNA có 5 ribosome trượt qua 1 lần. Hãy xác định:

a. Số chuỗi amino acid được tổng hợp.

b. Số amino acid mà môi trường cung cấp cho quá trình dịch mã.

c. Số phân tử nước được giải phóng trong quá trình dịch mã.

Lời giải:

a. - Số phân tử mRNA được tạo ra = Số lần phiên mã = 3 (phân tử).

- Mỗi mRNA có 5 ribosome trượt qua một lần thì tổng hợp được 5 chuỗi amino acid.

- Có 3 mRNA nên sẽ có số chuỗi amino acid là: 3 × 5 = 15 (chuỗi amino acid).

b. - Tổng số nucleotide của mRNA = 1500 : 2 = 750 (nu).

- Số bộ ba của mRNA = 750 : 3 = 250 (bộ ba).

- Số amino acid mà môi trường cung cấp cho quá trình giải mã là: 15 × (250 - 1) = 3735 (aa).

c. - Một chuỗi có 250 - 1 = 249 amino acid, có số liên kết peptide là: 249 - 1 = 248 (liên kết).

- Số phân tử nước được giải phóng trong quá trình giải mã là: 248 × 15 = 3720 (phân tử).

Ví dụ 3: Một đoạn phân tử DNA có tổng số 3000 nucleotide. Đoạn DNA này gồm 2 gene. Gene thứ nhất dài hơn gene thứ hai 1020 Å.

a. Tính số amino acid của mỗi phân tử protein được tổng hợp từ các gene đó.

b. Nếu mỗi gene trên đều có 5 ribosome trượt một lần thì số lượt RNA vận chuyển tham gia dịch mã là bao nhiêu?

Lời giải:

a. - Chiều dài đoạn DNA: $\frac{3000}{2}\times 3,4=5100.$

- Chiều dài của mỗi gene là: $\{\begin{array}{c}{L}_1+L_2=5100\\ L_1-L_2=1020\end{array}\iff \{\begin{array}{c}{L}_1=3060\\ L_2=2040\end{array}.$

- Số nucleotide của mạch mã gốc của gene thứ nhất: 3060 : 3,4 = 900 (nucleotide) $\Rightarrow$Số amino acid của phân tử protein do gene thứ nhất điều khiển tổng hợp: 900 : 3 - 2 = 298 (amino acid).

- Số nucleotide của mạch mã gốc của gene thứ hai: 2040 : 3,4 = 600 (nucleotide) $\Rightarrow$ Số amino acid của phân tử protein do gene thứ nhất điều khiển tổng hợp: 600 : 3 - 2 = 198 (amino acid).

b. Nếu mỗi gene trên đều có 5 ribosome trượt một lần thì số lượt RNA vận chuyển tham gia giải mã là:

- Số lượt RNA vận chuyển tham gia dịch mã trên gene thứ nhất: (298 + 1) × 5 = 1495 (lượt).

- Số lượt RNA vận chuyển tham gia dịch mã trên gene thứ hai: (198 + 1) × 5 = 995 (lượt).

Ví dụ 4: Một chuỗi polypeptide hoàn chỉnh của sinh vật nhân sơ có 298 amino. Hãy xác định:

a) Số bộ ba, số bộ ba mã hóa trên mRNA tổng hợp ra chuỗi polypeptide trên.

b) Chiều dài vùng mã hóa của gene đã tổng hợp nên chuỗi polypeptide trên.

Lời giải:

a) - Số bộ ba của mRNA: 298 + 2 = 300.

- Số bộ ba mã hóa của mRNA: 300 – 1 = 299.

b) Chiều dài vùng mã hóa của gene đã tổng hợp nên chuỗi polypeptide trên = L_RNA = 300 × 3 × 3,4 = 3060 Å.

Xem thêm công thức Sinh học 9 với phương pháp giải chi tiết, hay khác:

• Công thức đột biến gene
• Công thức nguyên phân
• Công thức giảm phân
• Công thức di truyền liên kết
• Công thức về đột biến NST

Mục lục các chuyên đề Sinh học 9:

• Chuyên đề: Các qui luật di truyền
• Chuyên đề: Nhiễm sắc thể
• Chuyên đề: Phân tử
• Chuyên đề: Di truyền người
• Chuyên đề: Ứng dụng di truyền
• Chuyên đề: Sinh thái

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---

---

---