Dịch mã là gì? Diễn biến và kết quả của quá trình dịch mã?

Dịch mã là gì?

Dịch mã hay còn gọi là giải mã, là quá trình chuyển đổi từ mã di truyền trong phân tử mRNA thành trình tự axit amin trong chuỗi polipeptit của phân tử protein. Quá trình này xảy ra trong tế bào chất và bao gồm hai giai đoạn: tổng hợp chuỗi polipeptit và hoạt hóa axit amin[^1^].

Dịch mã diễn ra ở đâu?

Quá trình dịch mã diễn ra trong tế bào chất. Ở sinh vật nhân thực, sau quá trình phiên mã trong nhân tế bào, mRNA mới tạo thành phải trải qua quá trình cắt intron và nối exon để tạo ra mRNA trưởng thành. Sau đó, mRNA trưởng thành di chuyển qua lỗ nhân trên màng nhân ra ngoài tế bào chất và bắt đầu quá trình dịch mã[^2^].

Diễn biến của quá trình dịch mã

Giai đoạn hoạt hóa axit amin

Dưới tác động của một số enzyme, các axit amin tự do trong môi trường nội bào được hoạt hóa thông qua việc gắn với hợp chất ATP[^3^]. Sau đó, nhờ tác động của enzyme đặc hiệu, axit amin hoạt hóa sẽ liên kết với tARN tương ứng, hình thành phức hợp axit amin – tARN[^4^].

Giai đoạn tổng hợp chuỗi polipeptit

Mở đầu

Tiểu đơn vị bé của ribosom tiếp xúc với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu. tARN mang axit amin mở đầu tiến vào codo mở đầu (mã mở đầu AUG). tARN có bộ ba đối mã (anti-codon) khớp với mã mở đầu theo nguyên tắc bổ sung. Tiểu đơn vị lớn của ribosom kết hợp để tạo thành ribosom hoàn chỉnh[^5^].

Kéo dài

Phức hợp axit amin – tARN vào ribosom khớp với codo tiếp sau mã mở đầu trên mARN, hình thành một liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và axit amin tiếp theo[^6^]. Ribosom dịch chuyển qua codo tiếp theo, tARN mở đầu rời khỏi ribosom và phức hợp axit amin – tARN mới vào ribosom khớp với codo đó, hình thành một liên kết peptit nữa giữa hai axit amin[^7^]. Quá trình này tiếp tục cho đến khi ribosom tiếp xúc với mã kết thúc (UGA, UAG hoặc UAA)[^8^].

Kết thúc

Khi ribosom tiếp xúc với mã kết thúc (UGA, UAG hoặc UAA), quá trình dịch mã hoàn tất. Hai tiểu phần của ribosom tách ra. Chuỗi polipeptit được giải phóng, axit amin mở đầu bị cắt ngay khỏi chuỗi polipeptit vừa được tổng hợp nhờ enzyme đặc hiệu[^9^].

Kết quả của quá trình dịch mã

Quá trình dịch mã chuyển đổi trình tự nucleotit trên mRNA thành trình tự axit amin trong chuỗi polipeptit. Thông tin di truyền trong axit nucleotit được biểu hiện dưới dạng tính trạng bên ngoài của protein[^10^].

Một số bài tập vận dụng

Câu 1: So sánh quá trình phiên mã và quá trình dịch mã:

Giống nhau:

Cả quá trình phiên mã và dịch mã đều tham gia vào quá trình biểu hiện gen.
Cả hai quá trình đều liên quan đến mRNA.
Cả hai quá trình đều lắp ráp các nucleotit theo nguyên tắc bổ sung.
Cả quá trình phiên mã và dịch mã đều xảy ra trong tế bào chất.
Cả hai quá trình đều quan trọng để tạo ra protein trong cơ thể sống.

Khác nhau:

Quá trình phiên mã là bước đầu tiên trong quá trình biểu hiện gen, chuyển đổi trình tự nucleotit trong DNA thành trình tự mRNA. Quá trình dịch mã là bước thứ hai, tạo ra một protein từ thông tin được mã hóa trong trình tự mRNA.
Quá trình phiên mã xảy ra trong nhân tế bào trong khi quá trình dịch mã xảy ra trong tế bào chất của ribosom.
Nguyên liệu chính của quá trình phiên mã là ribonucleotit, trong khi nguyên liệu chính của quá trình dịch mã là axit amin[^11^].

Câu 2: Ở vi khuẩn E.coli, gen M bị đột biến thành gen m.

a. So sánh chiều dài của gen m và gen M:

Nếu đột biến là thay thế một cặp nucleotit, chiều dài sẽ không thay đổi.
Nếu đột biến là mất một cặp nucleotit, gen m sẽ có chiều dài giảm 3,4 Å.
Nếu đột biến là thêm một cặp nucleotit, gen m sẽ có chiều dài tăng 3,4 Å[^12^].

b. Loại đột biến đã làm cho gen M thành gen m:

Đột biến làm cho axit amin Thr bị thay thế bằng axit amin Ser. Đây là đột biến thay thế cặp nucleotit A-T bằng cặp nucleotit T-A[^13^].

c. Khi cặp gen AM nhân đôi một lần, số nucleotit mà môi trường cung cấp cho gen m sẽ thay đổi như thế nào so với số nucleotit mà môi trường cung cấp cho gen M nhân đôi?

Vì đột biến là thay thế cặp A-T bằng cặp T-A, nên số nucleotit mỗi loại của gen m sẽ không thay đổi so với gen M[^14^].

d. Khi cặp gen AM cùng phiên mã một lần, số nucleotit mà môi trường cung cấp cho quá trình phiên mã của mỗi gen có khác nhau không?

Số nucleotit mà môi trường cung cấp cho quá trình phiên mã của mỗi gen sẽ không khác nhau, vì đột biến chỉ ảnh hưởng đến mã mRNA và không ảnh hưởng đến yếu tố môi trường cung cấp cho quá trình phiên mã[^15^].

Click vào đây để tìm hiểu thêm về dịch mã trên trang web HEFC.

Edited by: HEFC

Image source: original article image