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

Phần I:
MÃ DI TRUYỀN

2

Mã di truyền là gì?
• Mã di truyền là mật mã sinh học quy
định thông tin về trình tự các amino acid
trên chuỗi polypeptide được mã hoá
bằng trình tự các nucleotide trên gene,
qua phân tử trung gian mRNA.
• Mỗi amino acid trên chuỗi polypeptide
được

mã

hoá

bởi

một

bộ

ba

ribonucleotide liền kề trên mRNA, được
gọi là codon.

Mã di truyền là gì?
Trong tổng số 64 codon được hình
thành từ 4 loại ribonucleotide (A, U, G,
C), có 61 codon quy định tương ứng 20
loại amino acid.
3 codon (UAA, UAG và UGA) không mã
hoá amino acid mà có vai trò kết thúc
tổng hợp protein, được gọi là các codon
kết thúc;
AUG vừa là codon mở đầu quá trình
tổng hợp protein, vừa là codon mã hoá
amino acid methionine.

4

Mã di truyền là gì?

Codon
5

Mã di truyền là gì?
Codon kết thúc

Codon mở đầu

6

Nucleotide thứ ba

Nucleotide thứ nhất

Nucleotide thứ hai

7

Hoạt động trang 173:
Giả thiết mã di truyền là các đoạn ngắn nucleotide liên kề trên mRNA (có cùng số lượng
nucleotide, kí hiệu là n) quy định loại amino acid tương ứng trên chuỗi polypeptide.
a) Xác định số loại mã di truyền và số loại amino acid tương ứng tối đa có thể có với mỗi
n. Hoàn thành vào vở theo mẫu Bảng 40.1.
Bảng 40.1. Số loại mã di truyền tương ứng số lượng nucleotide (n) trong mã
Số nucleotide
trong mã (n)

Số loại mã có thể có

Số loại amino acid tối đa
có thể được mã hóa

1

4 (41)

4

2

?

?

3

?

?

4

256 (44)

256

b) Nếu các tế bào có xu hướng tiết kiệm tối đa để thực hiện chức năng sinh học thì mã di
8
truyền gồm bao nhiêu nucleotide? Biết rằng có 20 loại amino acid cấu tạo nên protein.

Trả lời câu hỏi:
a)
Số nucleotide
trong mã (n)

Số loại mã có thể có

Số loại amino acid tối đa
có thể được mã hóa

1

4 (41)

4

2

16 (42)

16

3

64 (43)

64

4

256 (44)

256

b) Nếu các tế bào có xu hướng tiết kiệm tối đa để thực hiện chức năng sinh học thì mã di truyền gồm
3 nucleotide: Có 20 loại amino acid, vậy cần có ít nhất 20 loại mã di truyền mã hóa (nếu mỗi mã di
truyền mã hóa một amino acid), vậy với số loại mã tìm được trong bảng trên thì chỉ có 64 và 256 mã
là thỏa mãn. Tuy nhiên, tế bào có xu hướng tiết kiệm tối đa nên số loại mã di truyền phù hợp là 64,
tương ứng mỗi mã di truyền có 3 nucleotide.
9

(cùng mã hóa cho một
loại amino acid hoặc
các codon kết thúc)
thường giống nhau về
loại nucleotide tại vị trí
nào của codon?

Nucleotide thứ ba

Câu hỏi trang 174:
Quan sát Hình 40.1 các
codon cùng nghĩa

Nucleotide thứ nhất

Nucleotide thứ hai

10

(cùng mã hóa cho một
loại amino acid hoặc
các codon kết thúc)
thường giống nhau về
loại nucleotide tại vị trí
đầu tiên của codon.

Nucleotide thứ ba

Câu hỏi trang 174:
Trả lời:
Các codon cùng nghĩa

Nucleotide thứ nhất

Nucleotide thứ hai

11

Em có biết?
Năm 1961, hai nhà khoa học là
Marshall Warren Nirenberg và
Johannes Heinrich Matthaei đã
thiết kế thí nghiệm để giải mã di
truyền. Thí nghiệm của họ được
tóm tắt ở Hình 40.2.

12

Chuẩn bị dịch chiết vi
Em có
biết?
khuẩn chứa tất cả các

Phương pháp

thành phần cần thiết để
tạo ra protein ngoại trừ
mRNA.

Kết quả
Thêm một mARN nhân
tạo chỉ chứa một base
lặp lại.

Protein được sản xuất
có chứa một amino acid
duy nhất.

13

Phần II:
MÃ DI TRUYỀN QUY ĐỊNH THÀNH PHẦN
HÓA HỌC VÀ CẤU TRÚC CỦA PROTEIN

14

mRNA
5'

A

A

A

U

A

U

G

G

G

C

G

A

3'

Phần khác nhau
giữa các amino acid
Trình tự các
amino acid
trên chuỗi
polypeptide

Lysine

Tyrosine

Glycine

Arginine

Phần cấu tạo
giống nhau giữa
các amino acid

Liên kết peptide giữa các amino acid

Câu hỏi 1 trang 175:
Quan sát Hình 40.3 cho biết mã di truyền quy định thành phần hóa
học và cấu trúc của protein như thế nào.
15

mRNA
5'

A

A

A

U

A

U

G

G

G

C

G

A

3'

Phần khác nhau
giữa các amino acid
Trình tự các
amino acid
trên chuỗi
polypeptide

Lysine

Tyrosine

Glycine

Arginine

Phần cấu tạo
giống nhau giữa
các amino acid

Liên kết peptide giữa các amino acid

Trả lời:
1. Mã di truyền sẽ quy định loại amino acid trên chuỗi polypeptide. Trình tự các mã di
truyền (codon) trên mRNA sẽ quy định thành phần và trình tự amino acid trên chuỗi
polypeptide, từ đó quy định thành phần hóa học và cấu trúc của protein.
16

Câu hỏi 2 trang 175: Nêu ý nghĩa của đa dạng mã di truyền.

17

Trả lời:
2. Ý nghĩa của đa dạng mã di truyền: Mã di truyền đa dạng (64 mã di truyền) quy định 20
loại amino acid dẫn đến hiện tượng nhiều mã di truyền cùng mã hóa một amino aicd. Điều
này có ý nghĩa trong trường hợp đột biến. Đột biến điểm thay thế một cặp nucleotide dẫn đến
thay đổi mã bộ ba tương ứng. Trong trường hợp bộ ba ban đầu và bộ ba sau đột biến cùng
quy định một amino aicd thì thành phần cấu trúc và chức năng của protein không bị thay đổi.
18

III. QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ
Hoạt động trang 176:
Đọc thông tin trên và
quan sát Hình 40.4, trả lời
các câu hỏi sau:
1. Có những thành phần
nào tham gia quá trình
dịch mã? Nêu vai trò của
mỗi thành phần trong quá
trình dịch mã.

Ribosome
Met

Giai đoạn 1:
Khởi đầu

Giai đoạn 2:
Kéo dài

Giai đoạn 3:
Kết thúc
19

Ch
uỗ
ia
mi
no
ac
id

Amino acid

tRNA

Bộ ba

Mạch mRNA
Ribosome

Amino acid

Thành phần

Vai trò

mRNA

làm mạch khuôn, mang thông tin mã
hóa chuỗi polypeptide.

Amino acid

nguyên liệu
polypeptide.

tRNA

thực hiện chức năng “phiên dịch” mã
di truyền trên mRNA (mang đúng loại
amino acid tương ứng với bộ ba trên
mRNA quy định).

Ribosome

là 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.

mRNA

tổng

hợp

chuỗi

Hoạt động trang 176:
Đọc thông tin trên và quan sát Hình 40.4, trả lời các câu hỏi sau:
2. Quá trình dịch mã gồm những giai đoạn nào? Mô tả khái quát diễn biến
quá trình dịch mã.
3. Dịch mã là gì?

Trả lời: 2. Quá trình dịch mã gồm các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Mở đầu
Tiểu đơn vị bé của 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 khớp bổ sung với codon mở đầu
(AUG) trên mRNA. Tiểu đơn vị lớn của ribosome tiến vào khớp với tiểu đơn vị bé hình thành ribosome
hoàn chỉnh sẵn sàng tổng hợp chuỗi polypeptide.
Giai đoạn 2: Kéo dài
tRNA mang bộ ba đối mã với codon thứ 2 và amino acid thứ nhất tương ứng khớp bổ sung với codon
thứ 2 trên mRNA. Ribosome giữ vai trò như một khung đỡ amino acid cho đến khi một liên kết peptide
được hình thành giữa amino acid Met và amino acid thứ nhất. Sau đó, ribosome dịch đi một codon,
tRNA mang bộ ba đối mã với codon thứ 3 và amino acid thứ 2 tương ứng khớp bổ sung với codon thứ 3
trên mRNA, một liên kết peptide được hình thành giữa amino acid thứ nhất và amino acid thứ 2. Rồi
ribosome lại dịch đi một codon. Cứ như vậy, 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 peptide 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 khỏi mRNA, giải phóng chuỗi polypeptide.

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

Phần IV:
MỐI QUAN HỆ GIỮA GENE VÀ TÍNH TRẠNG

25

1. Sự biểu hiện của gene thành tính trạng
Hoạt động trang 176:
Dựa vào kiến thức đã học kết hợp quan sát Hình 40.5, thực hiện các
yêu cầu sau:
1. Nêu tên và sản phẩm của quá trình 1, quá trình 2.
2. Giải thích mối quan hệ giữa gene (DNA), mRNA, protein và tính
trạng.
Gene (DNA)

1

mRNA

2

Protein

Tính trạng

Hình. Sơ đồ mối quan hệ giữa gene và tính trạng
26

1. Sự biểu hiện của gene thành tính trạng
Trả lời
1. Nêu tên và sản phẩm của quá trình 1, quá trình 2.
Gene (DNA)

1

mRNA

2

Protein

Tính trạng

Hình. Sơ đồ mối quan hệ giữa gene và tính trạng
Quá trình 1

Quá trình 2

Tên

Quá trình phiên mã

Quá trình dịch mã

Sản phẩm

mRNA

Chuỗi polypeptide (protein)
27

1. Sự biểu hiện của gene thành tính trạng
Trả lời
2. Giải thích mối quan hệ giữa gene (DNA), mRNA, protein và tính trạng.

Mối quan hệ giữa gene (DNA), mRNA, protein và tính trạng:
- Trình tự các nucleotide trên mạch đơn của gene (DNA) quy định trình tự các
nucleotide trên mRNA, trình tự các nucleotide trên mRNA quy định trình tự
amino acid trên chuỗi polypeptide (protein), protein quy định tính trạng.
- Như vậy, trong tế bào, gene không trực tiếp hình thành tính trạng mà phải
thông qua sự tương tác giữa các phân tử mRNA, protein và có thể chịu tác động
của các nhân tố môi trường.
28

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

Phiên mã
Gene (DNA)

Dịch mã
mRNA

- Mọi tính trạng ở sinh vật đều có cơ sở vật chất di truyền là gene trong tế bào.
- Gene không trực tiếp tạo ra tính trạng, thông tin di truyền trên gene biểu hiện
thành tính trạng phải thông qua các quá trình phiên mã, dịch mã.

Protein

Tính trạng
29

- Bản chất di truyền của mối quan hệ giữa gene và tính
trạng là trình tự các nucleotide trên mạch đơn của gene quy
định trình tự các nucleotide trên phân tử mRNA, từ đó quy định
trình tự các amino acid trong chuỗi polypeptide và protein, hình
thành nên tính trạng của cơ thể.
- Sự tác động của các nhân tố bên trong tế bào hoặc môi
trường bên ngoài lên các quá trình biểu hiện gene thành tính
trạng có thể dẫn đến làm thay đổi tính trạng ở sinh vật.

Ví dụ: Ức chế quá trình dịch mã của gene quy định tổng hợp ethylene (C2H 4)
ở cây cà chua tạo ra giống cà chua cho quả chín chậm.

30

Trong tế bào của mỗi cơ thể có chứa
hàng nghìn đến hàng vạn gene, hình
thành nên hệ gene quy định hệ thống
các tính trạng của tế bào và của cơ thể.
Phiên mã

Dịch mã

Thông tin di truyền chứa trong mỗi hệ
gene ở các loài sinh vật cũng khác nhau;
qua phiên mã, dịch mã đã tạo ra tập hợp
các RNA và protein khác nhau ở các
loài, từ đó hình thành nên hệ thống tính
trạng khác nhau giữa các loài.
Là cơ sở di truyền học của sự đa dạng
về tính trạng ở các loài sinh vật.

2. Ý nghĩa di truyền của mối quan hệ giữa gene và tính trạng
Câu hỏi trang 177:
Dựa vào kiến thức về mối quan hệ giữa gene và tính trạng, cho biết khi
muốn thay đổi một tính trạng ở một loài thực vật, có thể sử dụng tác nhân
nhân tạo tác động vào quá trình nào.
Trả lời:
Vì gene quy định tính trạng nên khi muốn thay đổi một tính trạng ở một loài
thực vật, thường sử dụng tác nhân nhân tạo tác động vào quá trình tái bản
DNA
32

Em đã học
1. 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 codon.
2. Sự đa dạng của mã di truyền trên phân tử mRNA tạo nên sự đa dạng về thành
phần hoá học và cấu trúc của protein.
3. Dịch mã là quá trình tổng hợp chuỗi polypeptide (protein) dựa trên trình tự
nucleotide trên bản phiên mã của gene (mRNA).
4. 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.
5. Mỗi loài và cơ thể sinh vật có một hệ gene riêng, trong đó mỗi gene có thể quy
định nhiều loại mRNA và protein khác nhau, do đó quy định các tính trạng khác
nhau, tạo nên sự đa dạng về tính trạng của các loài.

Tính trạng của sinh vật do gene quy định, song có thể bị chi phối bởi các
yếu tố của môi trường bên trong và bên ngoài cơ thể. Ví dụ: Một cây cẩm tú
cầu sẽ có màu hoa khác nhau khi trồng ở những vùng đất có độ pH khác nhau.

Trong quần thể của loài bọ ngựa có các cá thể có màu lục, tím, nâu,
hoặc vàng ngụy trang tốt trong lá cây, cành cây hoặc cỏ khô.

CÂU HỎI ÔN TẬP
Học sinh chọn một trong các phương án A, B, C
hoặc D được xem là chính xác nhất

Câu 1
Thành phần nào sau đây không tham gia trực tiếp quá trình dịch mã?
A. mRNA.

B. Ribosome.

C. Amino acid.

D. Gene.

Câu 2
Quá trình phiên mã và dịch mã có điểm nào giống nhau?
A. Đều sử dụng mạch DNA có chiều 3' – 5' làm khuôn.
B. Đều diễn ra theo nguyên tắc bổ sung (A – U, G – C).
C. Đều diễn ra theo nguyên tắc bổ sung (A – T, G – C) và nguyên tắc bán
bảo tồn.
D. Đều diễn ra ở tế bào chất.

Câu 3
Phân tử nào sau đây được dùng làm khuôn cho quá trình dịch mã?
A. rRNA.

B. mRNA.

C. tRNA.

D. Gene.

Câu 4
Phân tử nào sau đây mang bộ ba đối mã?
A. mRNA.

B. DNA.

C. tRNA.

D. rRNA.

Câu 5
Đối mã đặc hiệu trên phân tử tARN được gọi là
A. codon.

B. amino acid.

C. anticodon.

D. triplet.

Câu 6
Ở tế bào nhân thực, quá trình dịch mã được bắt đầu bằng bộ ba nào trên
mRNA và amino acid nào mở đầu chuỗi polypeptide?
A. AGU và formyl-Met.

B. AUG và formyl-Met.

C. AUG và amino acid Met.

D. AGU và amino acid Met.

Câu 7
Trong quá trình dịch mã, bộ ba mã sao 3'AUC' của mRNA khớp bổ sung với bộ
ba đối mã nào sau đây?
A. 5'UAG3'. B. 3'AUG5'.

C. 3'UAG5'.

D. 3'UAC5'.

Câu 8
Khi nói về dịch mã ở sinh vật nhân thực, nhận định nào là không đúng?
A. Trong cùng một thời điểm có thể có nhiều ribosome tham gia dịch mã
trên một phân tử mRNA.
B. Amino acid mở đầu trong quá trình dịch mã là metionine.
C. Khi dịch mã, ribosome dịch chuyển theo chiều 5'→ 3' trên phân tử
mRNA.
D. Khi dịch mã, ribosome dịch chuyển theo chiều 3'→ 5' trên phân tử mRNA
Câu 9
Từ 4 loại nucleotide, có thể tạo ra bao nhiêu loại codon?
A. 4.

B. 8.

C. 32.

D. 64.

Câu 10
Khi nói về mối quan hệ giữa phiên mã và dịch mã, một học sinh đưa ra các
nhận định sau, có bao nhiêu nhận định chính xác?
(1) Mã mở đầu trên mRNA có tên là 5'AUG 3'.
(2) Mã mở đầu trên mạch bổ sung có tên là 5'ATG 3'.
(3) Mã kết thúc trên mRNA có thể là 5'UAG 3' hoặc 5'UGA 3' hoặc 3'UAA 5'
(4) Anticondon mang amino acid formyl metionyl ở nhân thực có tên là 3'UAC 5'
(5) Codon mở đầu mã hóa cho amino acid ở nhân sơ có tên là 5'AUG 3'.
A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 5.

Câu 11
Cho biết các codon mã hóa các amino acid tương ứng GGG- gly; CCC- Pro;
GCU-Ala; CGA- Arg; UCG- Ser; AGC- Ser. Một mạch gốc của một gene ở vi
khuẩn có trình tự các nucleotide là 5'AGCCGACCCGGG3'.
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. Ser-Arg-Pro-Gly.
B. Ser-Ala- Gly-Pro.
C. Pro-Gly-Ser-Ala.
D. Gly- Pro-Ser-Arg.