Sinh Học 12: Lý Thuyết Dịch Mã, Thành Phần Tham Gia Và Diễn Biến

1. Dịch mã là gì?

Dịch mã (hay giải mã) là quá trình chuyển từ mã di truyền chứa trong phân tử mARN thành trình tự các axit amin trong chuỗi polipeptit của phân tử prôtêin, quá trình này diễn ra ở tế bào chất. Quá trình này gồm 2 giai đoạn: tổng hợp chuỗi polipeptit và hoạt hóa axit amin.

2. Các thành phần tham gia vào quá trình dịch mã

• Mạch khuôn là mARN mang thông tin mã hóa axit amin.

• Nguyên liệu gồm 20 loại axit amin tham gia vào quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit.

• tARN và riboxom hoàn chỉnh (tiểu phần bé, tiểu phần lớn liên kết với nhau). 

• Các loại enzim hình thành liên kết gắn các axit amin với nhau và gắn axit amin với tARN. 

3. Dịch mã diễn ra ở đâu?

Ở sinh vật nhân thực, kết thúc quá trình phiên mã hình thành nên phân tử mARN xảy ra trong nhân tế bào, mARN mới tạo thành phải trải qua quá trình cắt intron và nối exon để tạo thành mARN trưởng thành.

mARN trưởng thành chui qua các lỗ nhân trên màng nhân ra ngoài tế bào chất và bắt đầu quá trình dịch mã.

Vậy, dịch mã diễn ra ở tế bào chất.

Đăng ký ngay để được các thầy cô ôn tập kiến thức và xây dựng sớm lộ trình đạt 9+ thi tốt nghiệp THPT từ bây giờ

4. Diễn biến quá trình dịch mã

Quá trình dịch mã được chia làm 2 giai đoạn: giai đoạn hoạt hóa axit amin và giai đoạn tổng hợp chuỗi polipeptit.

4.1. Giai đoạn 1: Hoạt hoá axit amin

Các axit amin tự do có trong môi trường nội bào được hoạt hoá nhờ gắn với hợp chất ATP: a.a + ATP → a.a hoạt hóa dưới tác động của một số loại enzim.

Trong đó a.a được hoạt hoá tạo liên kết với tARN tương ứng → phức hợp a.a – tARN: a.a hoạt hóa + tARN → Phức hợp a.a - tARN nhờ vào tác dụng của enzim đặc hiệu.

4.2. Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi polipeptit 

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

Bước 1. Mở đầu

Tiểu phần 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 Methionin còn ở sinh vật nhân sơ mã AUG mã hóa cho axit amin foocmin Methionin.

Phức hợp aa mở đầu - tARN tiến vào bộ ba mở đầu (đối mã của nó – UAX- trên tARN khớp với mã mở đầu – AUG – trên phân tử 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 (anti côđon) với côđon tiếp sau mã mở đầu trên mARN. Một liên kết peptit được hình thành giữa aa mở đầu và aa1 đồng thời 1 phân tử nước cũng hình thành.

Ribôxôm tiếp tục 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. Một liên kết peptit nữa được hình thành giữa aa1 và aa2 và một phân tử nước tiếp theo cũng được hình thành.

Quá trình cứ tiếp tục diễn ra như vậy cho đến khi ribôxôm trượt tiếp xúc với một trong ba mã kết thúc (UGA, UAG hay UAA). 

Bước 3. Kết thúc

Khi ribôxôm chuyển dịch sang gặp bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA) thì quá trình dịch mã dừng lại, 2 tiểu phần bé và lớn của ribôxôm tách nhau ra. Một loại enzim đặc hiệu có chức năng 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 một riboxom trượt qua một lần sẽ tạo thành một chuỗi polipeptit. Chuỗi polipeptit này sau đó được cắt bỏ axit amin mở đầu sẽ trở thành chuỗi polipeptit cấu trúc bậc 1 hoàn chỉnh.

Chuỗi polipeptit bậc I sau khi được tổng hợp và hoàn thiện thì tiếp tục biến đổi trong cấu trúc để hình thành các cấu trúc bậc 2, 3, 4 để thực hiện các chức năng sinh học của protein.

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

5. Ý nghĩa của quá trình dịch mã

Từ trình tự sắp xếp các nucleotit trên mARN được mã hóa dưới dạng trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi polipeptit.

Từ thông tin di truyền trong axit nucleotit được biểu hiện thành các tính trạng biểu hiện ở bên ngoài kiểu hình nhờ prôtêin tương tác với môi trường ngoài.

6. Một số bài tập trắc nghiệm về dịch mã (có đáp án)

Các công thức về quá trình dịch mã:

- Số axit amin của phân tử prôtêin (chuỗi polipeptit hoàn chỉnh):  rN3 - 2.

- Số axit amin môi trường cung cấp = (số mã bộ ba –1). 

- Số liên kết peptit được hình thành trong quá trình dịch mã = Số phân tử nước hình thành = (số mã bộ ba –2). 

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

Câu hỏi trắc nghiệm: 

Câu 1: Giai đoạn 1 của quá trình dịch mã là giai đoạn hoạt hoá axit amin diễn ra ở:

A. Nhân con

B. Tế bào chất

C. Nhân

D. Màng nhân

Câu 2: Sản phẩm tạo thành sau khi kết thúc giai đoạn 1 hoạt hoá axit amin là:

A. Axit amin hoạt hoá

B. Axit amin tự do

C. Chuỗi polipeptit

D. Phức hợp aa-tARN

Câu 3: Trong giai đoạn 1 của dịch mã (hoạt hóa axit amin) đã sử dụng năng lượng từ sự phân giải:

A. Lipit

B. ADP

C. ATP

D. Glucôzơ

Câu 4: Trong giai đoạn 2 của dịch mã thì liên kết peptit đầu tiên được hình thành từ: 

A. Giữa hai axit amin kế tiếp nhau.      

B. Giữa axit amin thứ nhất và axit amin thứ hai.

C. Giữa axit amin mở đầu với axit amin thứ nhất.              

D. Giữa hai axit amin cùng loại và khác loại.

Câu 5: Đơn vị mã hoá thông tin dưới dạng mã bộ ba nằm trên phân tử mARN được gọi là:

A. Anticodon               

B. Codon                                

C. Triplet                   

D. Axit amin

Câu 6: Cho các sự kiện sau trong quá trình dịch mã:

1- Sự tạo thành liên kết peptit của axit amin mở đầu với axit amin thứ nhất.

2- Tiểu phần bé của ribôxôm gắn với phân tử mARN tại mã mở đầu.

3- tARN có anticodon (bộ ba đối mã)  là 3’UAX 5’ rời khỏi ribôxôm.

4- Tiểu phần lớn của ribôxôm gắn với tiểu phần bé tạo phức hợp ribôxôm.

5- Phức hợp [Met-tARN] tiến vào vị trí mã mở đầu.

6- Phức hợp [aa2-tARN] đi vào trong ribôxôm.

7- Metionin tách rời khỏi chuỗi polipeptit.

8- Tiếp tục hình thành liên kết peptit giữa aa1 và aa2.

9- Phức hợp [aa1-tARN] đi vào ribôxôm.

Trình tự nào sau đây là đúng?

A. 2-4-1-5-3-6-8-7

B. 2-5-4-9-1-3-6-8-7

C. 2-5-1-4-6-3-7-8     

D. 2-4-5-1-3-6-7-8

Câu 7: Trong bảng mã di truyền, ta đã biết axit amin Valin có thể được mã hóa bởi 4 bộ ba, điều này có được là do tính:

A. Đặc trưng của mã di truyền.                                     

B. Đặc hiệu của mã di truyền.

C. Phổ biến của bộ mã di truyền.                                     

D. Thoái hóa của bộ mã di truyền.

Câu 8: Mô tả nào sau đây khi nói về quá trình dịch mã là đúng ?

A. Giai đoạn tổng hợp chuỗi pôlipeptit (dịch mã) chỉ thực sự được bắt đầu khi mà tARN có bộ ba đối mã là AUG liên kết được với bộ ba mã hóa khởi đầu trên mARN.

B. Giai đoạn tổng hợp chuỗi pôlipeptit (dịch mã) chỉ được kết thúc khi mà tARN mang một axit amin đặc biệt gắn vào với bộ ba kết thúc trên mARN.

C. Giai đoạn tổng hợp chuỗi pôlipeptit (dịch mã) chỉ thực sự được bắt đầu khi tARN có bộ ba đối mã là UAX liên kết được với bộ ba mã hóa khởi đầu trên mARN.

D. Giai đoạn tổng hợp chuỗi pôlipeptit (dịch mã) kết thúc khi tARN mang bộ ba đối mã đến khớp vào với bộ ba kết thúc trên mARN.

Câu 9: Các chuỗi pôlipeptit mà cùng được tạo ra từ một khuôn mARN giống nhau về: 

A. Cấu trúc chuỗi polipeptit.

B. Số lượng các axit amin.

C. Thành phần các axit amin.

D. Số lượng, thành phần các axit amin trong chuỗi polipeptit.

Câu 10: Phát biểu nào sau đây không chính xác?

A. Đơn phân cấu trúc nên ADN là A, T, G, X.

B. Ở sinh vật nhân chuẩn, axit amin mở đầu cho chuỗi polipeptit là mêtiônin.

C. Ở sinh vật nhân sơ, kết thúc quá trình phiên mã phân tử mARN được cắt bỏ các đoạn intron.

D. Chiều dịch chuyển của ribôxôm ở trên mARN trong quá trình dịch mã là chiều 5’ → 3’

Câu 11: Những thành phần chính tham gia trực tiếp vào quá trình tổng hợp nên chuỗi pôlipeptit là:

1. gen.   2. mARN.     3. axit amin.     4. tARN.      5. ribôxôm.    6. enzim.

Phương án đúng là:   

A. 1, 2, 3, 4, 5, 6.          

B. 2, 3, 4, 5.        

C. 2, 3, 4, 5, 6.          

D. 3, 4, 5, 6.

Câu 12: Giả sử có một gen đang xét có số lượng các cặp nucleotit ứng với mỗi đoạn exon và intron như sau:

Phân tử protein có chức năng sinh học được hình thành từ gen này có thể chứa bao nhiêu axit amin?

A. 160

B. 159

C. 158.

D. 76

Câu 13: Trên phân tử mARN, axit amin Asparagin được mã hóa bởi bộ ba 5’GAU 3’, tARN mang axit amin này có bộ ba đối mã là:

A. 3 ́ XUA 5 ́

B. 3 ́ XTA 5 ́

C. 5 ́ XUA 3 ́

D. 5 ́ XTA 3 ́

Câu 14: Một gen trên vi khuẩn E.coli đã tổng hợp ra một phân tử prôtêin hoàn chỉnh có 298 axit amin. Phân tử mARN được tổng hợp từ gen của vi khuẩn này có tỷ lệ A:U:G:X là 1:2:3:4. Số lượng nuclêôtit từng loại cụ thể của gen trên là:

A. A = T = 270; G  = X = 630.                  

B. A = T = 630; G  = X = 270.

C.  A = T = 230; G  = X = 627.                   

D.  A = T = 627; G  = X = 230.

Câu 15: Một mARN trưởng thành có chiều dài 0,408micromet tiến hành  quá trình dịch mã. Tổng số liên kết peptit được hình thành trong chuỗi pôlipeptit hoàn chỉnh là:

A. 397

B. 797

C. 398

D. 798

Câu 16: Một chuỗi polipeptit gồm 498 axit amin, gen cấu trúc mã hóa chuỗi polipeptit này dài 5610A°, gen này có bao nhiêu nuclêôtit ở các đoạn intron?

 A. 300             B. 3000           C. 301                            D. 150

Câu 17: Phân tử mARN có chiều dài 4488A° đã cho 6 ribôxôm trượt qua không lặp lại. Tổng số axit amin mà được các phân tử tARN mang vào để giải mã là:

    A. 4362 axit amin                                        B. 3426 axit amin

    C. 2346 axit amin                                        D. 2634 axit amin

Câu 18: Tổng số lượt phân tử tARN đã được sử dụng trong quá trình giải mã 10 chuỗi polipeptit từ một phân tử mARN là 2490. Khối lượng (đvC) của phân tử mARN nói trên bằng:

A. 250000 đvC                                          

B. 225000 đvC

C. 275000 đvC                                          

D. 300000 đvC

Câu 19: Một chuỗi polipeptit có chứa các loại axit amin như sau: 100 alanin, 80 xistêin, 70 triptôphan, 48 lơxin. Chiều dài của đoạn gen đã điều khiển tổng hợp nên phân tử protein nói trên là:

A. 3060 A°                                                       

B. 3570 A°

C. 4080 A°                                                      

D. 4590 A°

Câu 20: Một phân tử mARN đã cho 6 ribôxôm trượt qua nó một lần và đã có tất cả 1794 lượt phân tử tARN mang axit amin vào dịch mã. Phân tử mARN trên có khối lượng bằng:

A. 180000 đvC                                           

B. 360000 đvC

C. 270000 đvC                                           

D. 540000 đvC

ĐÁP ÁN:

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

Trên đây là toàn bộ những thông tin cần thiết về lý thuyết và một số câu hỏi trắc nghiệm về dịch mã. Đây là kiến thức quan trọng trong chương trình Sinh 12 đòi hỏi các em phải nắm thật chắc kiến thức để ôn tập tốt. Ngoài ra, em có thể truy cập ngay Vuihoc.vn để đăng ký tài khoản hoặc liên hệ trung tâm hỗ trợ để nhận thêm nhiều bài học hay và chuẩn bị được kiến thức tốt nhất cho kỳ thi THPT quốc gia sắp tới nhé!

>> Xem thêm:

• Lý thuyết, bài tập phiên mã và dịch mã
• Quá trình nhân đôi ADN diễn ra như thế nào?
• Quá trình nhân đôi ADN diễn ra ở đâu?