CÔNG THỨC VÀ BÀI TẬP MINH HỌA

CHUYÊN ĐỀ 5.
SAO MÃ VÀ DỊCH MÃ
CƠ CHẾ TỔNG HỢP RNA VÀ PROTEIN

CƠ CHẾ TỔNG HỢP RNA VÀ PROTEIN
Nội dung 1. Cơ chế tổng hợp RNA
-Nếu gene sao mã k lần: Số phân tử RNA tạo ra = số lần sao mã của gene= k
-Xác định trình tự Nu mạch gốc dựa vào nguyên tắc bổ sung:
= =,
=, =
-Tổng số ribonucleotid (rNu) tự do môi trường cung cấp khi gene sao mã
k lần: rN . k
-Tổng số ribonucleotid (rNu) tự do từng loại môi trường cung cấp khi
gene sao mã k lần:
G = .k = .k

A = .k = .k

C = .k = .k

U = .k = .k

Bài 1. Một phân tử mRNA có số ribonucleotid loại C chiếm 20% số rNu của
mạch. Mạch thứ nhất của gene đã tổng hợp mRNA này có: A=30%; T=15%;
G=20% số nucleotid của mạch và C = 450 Nu.
a. Tính % số Nu mỗi loại trên mạch gốc của gene.
b. Tính số rNu từng loại của phân tử mRNA .
c. Khi gene sao mã 3 lần, tính số rNu tự do từng loại môi trường cung cấp cho
quá trình sao mã.

Giải: a. Theo nguyên tắc sao mã: % = % = 20% -> mạch gốc của gene là
mạch 1.
% = % = 35%

% = % = 15%

% = % = 20%

% = % = 30%

b. Tổng số Nu trên một mạch đơn của gene:
= 30% . = 450 -> = = 1500 Nu
- Số Nu từng loại trên từng mạch đơn gene:
= = = 525 Nu
= = = 300 Nu

= = = 225 Nu
= = 450 Nu

Số rNu từng loại của phân tử mRNA :
= = 300 rNu
= = 225 rNu

= = 450 rNu
= = 525 rNu

c. Khi gene sao mã 3 lần, môi trường cung cấp số rNu từng loại là:
= . 3= 255 . 3 = 675 rNu
= . 3= 450 . 3 = 2350 rNu
= . 3= 300 . 3 = 900 rNu
= . 3= 525 . 3 = 1575 rNu

CƠ CHẾ TỔNG HỢP RNA VÀ PROTEIN
Nội dung 1. Cơ chế tổng hợp RNA

-Tính số liên kết H bị phá vỡ khi gene sao mã k lần : . k
-Tính số liên kết hóa trị được hình thành nối các ribonucleotid với nhau
trong RNA khi gene sao mã k lần : -1). k

Bài 1. Một gene qua 5 lần sao mã làm hình thành 3745 mối liên kết hóa trị
trong các phân tử RNA . Trong quá trình sao mã này, giữa 2 mạch gene, liên
tiếp có 9750 liên kết H bị phá vỡ.
a. Tính số rNu tự do cần dung.
b. Tính số lượng Nu mỗi loại của gene.

Giải: a.Số liên kết hóa trị hình thành qua 5 lần sao mã:
5. (rNu-1) = 3745 -> rNu = +1 = 750
- Tổng số rNu tự do cần dùng: 5. 750 = 3750
b. Số liên kết H bị phã vỡ qua 5 lần sao mã: 5. H = 9750 -> H = 9750 : 5 = 1950
- Tổng số liên kết H của gene: H=2A+ 3G = 1950 (1)
- Số Nu của 1 mạch gene bằng tổng số rNu của RNA : = rNu = 750-> Nu=1500
- Theo nguyên tắc bổ sung: Nu=2A+ 2G = 1500 (2)
- Kết hợp (1) và (2) ta có:
A= T = 300; G = C = 450

CƠ CHẾ TỔNG HỢP RNA VÀ PROTEIN
Nội dung 1. Cơ chế tổng hợp RNA
-Xác định tốc độ (vận tốc) sao mã là số rNu được tiếp nhận và liên kết với
nhau trong 1 giây: v = rNu/s.
-Thời gian sao mã:
+Đối với mỗi lần sao mã: là thời gian để mạch gốc của gene tiếp nhận và liên
kết các rNu tự do thành phân tử RNA .
Khi biết thời gian để tiếp nhận 1 rNu là dt thì thời gian sao mã là: dt . rNu
Khi biết tốc độ sao mã (mỗi giây liên kết được bao nhiêu rNu) thì thời
gian sao mã là: rNu / v

-Thời gian sao mã:
+Đối với k lần sao mã: Nếu thời gian chuyển tiếp giữa 2 lần sao mã không
đáng kể thì thời gian sao mã nhiều lần là: k . thời gian sao mã 1 lần.
Nếu thời gian chuyển tiếp giữa 2 lần sao mã liên tiếp đáng kể là thì thời gian
sao mã nhiều lần là: k . thời gian sao mã 1 lần + (k-1)..

Bài 1. Một phân tử RNA có số rNu loại G =420 và G chiếm 30% tổng số rNu.
Thời gian để gene tiếp nhậ và liên kết tất cả rNu G của RNA là 4,2 giây.
a. Tính tốc độ sao mã tổng hợp RNA nói trên.
b. Tính thời gian sao mã tổng hợp RNA ở trên.
c. Nếu gene nói trên sao mã 5 lần liên tiếp , thời gian chuyển tiếp giữa 2 lần sao
mã là 2 giây thì quá trình sao mã này mất bao nhiêu giây?

Giải. a, Tốc độ sao mã: v = = 100 rNu/s
-Số rNu của phân tử RNA là:

= 1200 rNu

b, Thời gian tổng hợp RNA (thời gian sao mã): t = = 12 (s)

c, Thời gian sao mã 5 lần (tổng hợp 5 phân tử RNA ): t = 5. 12 + (5-1)= 68 (s)

CƠ CHẾ TỔNG HỢP RNA VÀ PROTEIN
Nội dung 2. Cơ chế tổng hợp protein
1. Xác định số amino acid tự do cần dùng.
-Số amino acid tự do cần dùng cho mỗi lần tổng hợp chuỗi polypeptide là:
-1 = -1
-Số amino acid tự do cần dùng để cấu thành phân tử protein để thực hiện chức
năng sinh học (không có aa tương ứng với mã mở đầu):
-2 = -2

CƠ CHẾ TỔNG HỢP RNA VÀ PROTEIN
Nội dung 2. Cơ chế tổng hợp protein
-Một gene sao mã k lần , tạo k phân tử mRNA cùng loại. Mỗi mRNA đều có n
lượt riboxom trượt qua, thì quá trình giải mã bới k phân tử mRNA sẽ tạo ra số
phân tử protein là:
Số P = k . n = tổng số lượt trượt của riboxom.
-Tổng số aa tự do cần dùng cho quá trình giải mã là số aa tham gia vào cấu trúc
các phân tử protein và số aa tham gia vào việc giải mã mở đầu (được dùng 1
lần):
Số P . ( -1) = k . n. ( -1)
-Tổng số aa tham gia cấu trúc protein để thực hiện chức năng sinh học (không
kể aa mở đầu):
Số P . ( -2)

Bài 1. Một gene có chiều dài 0, 255 micromet sao mã 5 lần. Các phân tử RNA
thông tin đều cho 6 lượt riboxom trượt qua, mỗi phân tử protein hình thành
gồm 1 chuỗi polipeptid.
a.Tính số aa được mã hóa bởi gene.
b. Tính số aa của 1 phân tử protein.
c.Tính số phân tử protein được sinh ra.
d. Tính tổng số aa tự do cần thiết cho quá trình giải mã.
e. Tính tổng số aa tự do tham gia vào cấu trúc protein để thực hiện chức năng
sinh học.

Giải. a.Số Nu của 2 mạch gene.
N = 2. = 2. = 1500 nucleotid
-Số aa được mã hóa (có mã mở đầu, không có mã kết thúc): -1 = 249
b.Số aa cấu thành phân tử protein (không có mã kết thúc và mã mở đầu):
-2 = 248

c. Số phân tử protein được sinh ra: 1 lượt trượt của riboxom -> 1 phân tử
protein, tổng số phân tử protein sinh ra khi mỗi mRNA đều có 6 lượt riboxom
trượt qua là: 6 . 5= 30 phân tử.
d. Tổng số aa tự do cần thiết cho quá trình giải mã: 249 . 30 = 7470
e. Tổng số aa tham gia vào cấu trúc protein 248 . 30 = 7440

CƠ CHẾ TỔNG HỢP RNA VÀ PROTEIN
Nội dung 2. Cơ chế tổng hợp protein
2. Xác định số phân tử nước và số liên kết peptit.
-Số phân tử nước được giải phóng trong quá trình tổng hợp 1 chuỗi polipeptit
(phân tử protein chưa hoàn chỉnh):
-2
-Số phân tử nước được giải phóng trong quá trình tổng hợp nhiều chuỗi
polipeptit:
Số chuỗi polipeptit . ( -2)
-Số liên kết peptide thực sự hình thành trong các phân tử protein tham gia chức
năng sinh học (không có aa mở đầu):
Tổng số phân tử . ( -3) = 𝒂𝒂 𝑷

Bài 1. Qúa trình tổng hợp protein của 1 gene làm giải phóng vào môi trường tế
bào 8940 phân tử nước . Có tất cả 8910 liên kết peptide được tạo thành trong
các phân tử protein. Biết rằng mỗi phân tử protein là 1 chuỗi polypeptide.
a.Tính số aa của mỗi phân tử protein và số phân tử protein hình thành.
b. Tính chiều dài của gene xác định bằng micromet.

Giải. a . Gọi x = số phân tử protein được sinh ra.
m = số amino acid của mỗi phân tử protein.
-Tổng số phân tử nước được giải phóng: x.m =8940 (1)
-Tổng số liên kết peptide trong các phân tử protein: x.(m-1) =8910

(2)

-Từ (1) và (2) ta tính được: m=298; x= 30.
b. Số nucleotide của 1 mạch gene gồm bộ ba mã hóa amino acid của phân tử
protein và 2 bộ ba mở đầu và kết thúc: = 3(298+2)=900
-Chiều dài gene: L= . 3,4 =900 . 3,4 = 3060 = 0, 306 micromet

CƠ CHẾ TỔNG HỢP RNA VÀ PROTEIN
Nội dung 2. Cơ chế tổng hợp protein
3. Xác định số RNA vận chuyển (tRNA) .
- Mỗi lượt giải mã , tRNA cung cấp 1-aa, bao nhiêu lượt thì cung cấp bấy
nhiêu aa. Sự giải mã của các loại tRNA không giống nhau, có loại giải mã 1
lần, có loại 2 lần, có loại 3 lần.
- Nếu có x phân tử tRNA giải mã 3 lần -> số aa do chúng cung cấp là 3x.
y ………………………2………………………………….. 2y
z……………………….1…………………………………….z
- Tổng số aa tự do môi trường nội bào cần dùng là do các phân tử RNA vận
chuyển 3 loại trên cung cấp: 3x + 2y + z = tổng số aa tự do cần dùng.

Bài 1. Trong quá trình tổng hợp protein, môi trường nội bào đã cung cấp 2080
aa tự do. Đến các riboxom để giải mã có 1% số phân tử tRNA giải mã 3 lần, 2%
số phân tử tRNA giải mã 2 lần, số phân tử tRNA còn lại giải mã 1 lần.
Tính số phân tử tRNA mỗi loại ở trên.

Giải. a . Gọi x = số phân tử tRNA giải mã 3 lần-> số aa do chúng cung cấp: 3x.
y = số phân tử tRNA giải mã 2 lần-> số aa do chúng cung cấp: 2y.
z = số phân tử tRNA giải mã 1 lần-> số aa do chúng cung cấp: z.
Tổng số aa tự do cung cấp: 3x + 2y +z = 2080. (1)
Theo đề bài: x=1%; y=2%, z= 100% - (1%+2%) = 97%.
Phương trình: y=2x; z=97x

(2)

Kết hợp (1) và (2) giải ra ta có: x=20; y=40; z= 1940.

CƠ CHẾ TỔNG HỢP RNA VÀ PROTEIN
Nội dung 2. Cơ chế tổng hợp protein
4. Xác định chuyển dịch của riboxom trên mRNA.
-Vận tốc trượt của riboxom trên mRNA là độ dài mRNA mà riboxom
chuyển dịch được trong 1 giây: v = (/s)
-Tốc độ giải mã (tổng hợp protein) là số aa của chuỗi polipeptided được kéo
dài trong 1 giây=số bộ ba được giải mã trong 1 giây=số bộ ba mà riboxom
trượt trong 1 giây.
Tốc độ giải mã =

CƠ CHẾ TỔNG HỢP RNA VÀ PROTEIN
Nội dung 2. Cơ chế tổng hợp protein
4. Xác định chuyển dịch của riboxom trên mRNA.
-Thời gian hình thành 1 phân tử protein là thời gian riboxom trượt hết chiều
dài mRNA .
t=
-Thời gian mỗi riboxom trượt qua hết mRNA (kể từ lúc riboxom 1 bắt đầu
trượt). : khoảng thời gian riboxom sau trượt chậm hơn riboxom trước.
+ Đối với riboxom 1: t
+ Đối với riboxom 2: t +
+ Đối với riboxom 3: t + 2
+ Tương tự đối với các riboxom còn lại.

Bài 1. Trên 1 phân tử mRNA có chiều dài 0,255 micromet có 1 riboxom qua
giải mã. Thời gian để tổng hợp xong phân tử protein là 125 (s) .
a. Tính vận tốc trượt của riboxom trên mRNA.
b. Tính số bộ ba và tốc độ giải mã của riboxom.

Giải. a.Vận tốc trượt của riboxom: v = = = 20,4 ( /s.)
b.Số bộ ba và tốc độ giải mã trên mRNA:
+ Số bộ ba trên mRNA :

= = 250

+ Tốc độ giải mã là số bộ ba trượt được trong 1 s: v = = 2 (aa/s.)

Bài 2. Trên 1 phân tử mRNA có chiều dài 5100 có 5 riboxom trượt qua một
lần với tốc độ giải mã trung bình là 10 aa/giây. Khoảng cách thời gian giữa 2
riboxom đều bằng nhau là 0,6s.
Tính thời gian để mỗi riboxom trượt qua hết phân tử mRNA (tính từ lúc
riboxom thứ nhất bắt đầu tiếp xúc mRNA).

Giải. - Vận tốc trượt của riboxom là độ dài mà mRNA mà riboxom trượt được
trong 1 giây.

1 aa = 3 rNu = 3 . 3,4 ) = 10,2) ; 10 aa có chiều dài là: 3,4

. 3. 10 = 102 ( ) -> v = = = 102 ( /s)
(theo đề bài tốc độ giải mã trung bình 10 aa/s tương ứng với chiều dài 102 ( /s)=v
-Thời gian để mỗi riboxom trượt hết mRtNA:
+ Đối với riboxom 1:

t=

= = 50 (s)

+ Đối với riboxom 2: t + = 50 + 0,6 = 50,6 (s).
+ Đối với riboxom 3: t + 2 = 50 + 2. 0,6 = 51,2 (s)
+ Đối với riboxom 4: t + 3 = 50 + 3. 0,6 = 51,8 (s)
+ Đối với riboxom 5: t + 4 = 50 + 4. 0,6 = 52,4 (s)

CHUYÊN ĐỀ TIẾP THEO