Công thức tính số loại bộ ba mã hóa năm 2024

Bộ ba mã di truyền là tập hợp 3 nucleotide liền nhau trên phân tử axit nucleic mang thông tin về amino acid và tiến trình dịch mã.

Đây là thuật ngữ thuộc lĩnh vực di truyền học phân tử, trong tiếng Anh thuật ngữ này là triplet genetic code, thường được gọi tắt là "triplet code" (mã bộ ba), hoặc đơn giản hơn nữa là "code" (mã) hay "codon" (đơn vị mã) hay "triplet" (bộ ba). Tập hợp các bộ ba tạo thành mã di truyền (genetic code).

Tổng quan[sửa | sửa mã nguồn]

Nội hàm và ngoại diện[sửa | sửa mã nguồn]

Nội hàm của thuật ngữ này dùng để chỉ "mã di truyền" (genetic code) gồm ba vật thể cùng loại (triplet) là ba nuclêôtit; ngoại diện của thuật ngữ chỉ "3 vật thể cùng loại" ở đây là 3 nuclêôtit có chứa thông tin di truyền.

Ví dụ[sửa | sửa mã nguồn]

Hai người nọ muốn viết thư bí mật, quy ước với nhau: chữ A là số 001, chữ B là số 002, chữ C là số 003 v.v. Người ta nói: chữ A được mã hóa bởi số 001, chữ B là số 002 v.v. Vậy:

• Đây là loại mật mã bằng số, mỗi đơn vị mã (codon) gồm 3 chữ số nên gọi là mã bộ ba (triplet).
• Nếu muốn viết từ "CA", cần chuyển thành số "003 001", thì đấy là mã hóa (encode).
• Muốn đọc thư, người nhận tra từ điển, chuyển mỗi đơn vị mã thành một chữ, nghĩa là giải mã (decode), nhờ đó dãy số chuyển đổi thành từ hiểu được - đó là dịch mã (translation).

Các loại bộ ba[sửa | sửa mã nguồn]

Trong quá trình nghiên cứu Sinh học phân tử ở bậc phổ thông, nên phân biệt (dù không bắt buộc) các khái niệm: mã gốc, mã có nghĩa, mã phiên và đối mã.

Hđứt = HADN Hhình thành = HADN => Hđứt = Hhình thành = HADN b. Số liên kết hoá trị: HT hình thành = rN – 1 2. Qua nhiều lần sao mã (K lần): a. Tổng số liên kết hidrô bị phá vỡ H phá vỡ = K. H b. Tổng số liên kết hoá trị hình thành: HThình thành = K.(rN – 1) CẤU TRÚC PRÔTÊIN I. Tính số bộ ba mật mã-số aa Số bộ ba mật mã = = Số bộ ba có mã hoá a (a chuỗi polipeptit) = - 1 = - 1 Số a của phân tử prôtêin (a prô hoàn chỉnh) = - 2 = - 2 II. Tính số lk peptit Số liên kết peptit = m - CƠ CHẾ TỔNG HỢP PRÔTÊIN I. Tính số aa tự do cần dùng Trong quá tình giải mã , tổng hợp prôtein, chỉ bộ ba nào của mARN có mã hoá a amin thì mới được ARN mang a amin đến giải mã. 1 ) Giải mã tạo thành 1 phân tử prôtein:

• Khi ribôxôm chuyển dịch từ đầu này đến đầu nọ của mARN để hình thành chuỗi polipeptit thì số a amin tự do cần dùng được ARN vận chuyển mang đến là để giải mã mở đầu và các mã kế tiếp , mã cuối cùng không được giải. Vì vậy số a amin tự do cần dùngh cho mỗi lần tổng hợp chuỗi polipeptit là :
• Số a amin tự do cần dùng : Số aatd = - 1 = - 1
• Khi rời khỏi ribôxôm , trong chuỗi polipeptit không còn a amin tương ứng với mã mở đầu .Do đó , số a amin tự do cần dùng để cấu thành phân tử prôtêin ( tham gia vào cấu trúc prôtêin để thực hiện chức năng sinh học ) là :

Số a amin tự do cần dùng để cấu thành prôtêin hoàn chỉnh : Số aap = - 2 = - 2 2 ) Giải mã tạo thành nhiều phân tử prôtêin :

• Trong quá trình giải mã , tổng hợp prôtêin , mỗi lượt chuyển dịch của ribôxôm trên mARN sẽ tạo thành 1 chuỗi polipeptit.
• Có n riboxomchuyển dịch qua mARN và không trở lại là có n lượt trượt của ribôxôm . Do đó số phân tử prôtêin ( gồm 1 chuỗi polipeptit ) = số lượt trượt của ribôxôm.
• Một gen sao mã nhiều lần, tạo nhiều phân tử mARN cùng loại. Mỗi mARN đều có n lượt ribôxôm trượt qua thì quá trình giả mã bởi K phân tử mARN sẽ tạo ra số phân tử prôtêin : số P = tổng số lượt trượt RB = K .n
• Tổng số axit amin tự do thu được hay huy động vừa để tham gia vào cấu trúc các phần từ protein vừa để tham gia mã mở đầu. Vì vậy : -Tổng số axit amin tự do được dùng cho quá trình giải mã là số axit amin tham gia vào cấu trúc phần tử protein và số axit amin thjam gia vào việc giải mã mở đầu (được dùng 1 lần mở mà thôi ). aatd = Số P. ( - 1) = Kn ( - 1)
• Tổng số a amin tham gia cấu trúc prôtêin để thực hiện chức năng sinh học ( không kể a amin mở đầu ) : aaP = Số P. ( - 2 )
• Tính số cách mã hóa của ARN và số cách sắp xếp aa trong chuỗi polipeptit. 3.1ác loại a amin và các bộ ba mã hoá: Có 20 loại a amin thường gặp trong các phân tử prôtêin như sau :
• Glixêrin : Gly 2) Alanin : Ala 3) Valin : Val 4 ) Lơxin : Leu
• Izolơxin : Ile 6 ) Xerin : Ser 7 ) Treonin : Thr 8 ) Xistein : Cys
• Metionin : Met 10) A. aspartic : Asp 11)Asparagin : Asn 12) A glutamic : Glu
• Glutamin :Gln 14) Arginin : Arg 15) Lizin : Lys 16) Phenilalanin :Phe

nhau bằng 2 liên kết paptit, đồng thời giải phóng 2 phân tử nước... Vì vậy : -Số phân tử nứơc được giải phóng trong quá trình giải mãtạo 1 chuỗi polipeptit là Số phân tử H 2 O giải phóng = - 2 -Tổng số phân tử nước được giải phóng trong quá trình tổng hợp nhiều phân tử protein (mỗi phân tử protein là 1 chuỗi polipeptit ). H 2 O giải phóng = số phân tử prôtêin. - 2

• Khi chuỗi polipeptit rời khỏi riboxom tham gia chức năng sinh học thì axit amin mở đầu tách ra 1 mối liên kết peptit với axit amin đó không còn số liên kết peptit thực sự tạo lập được là -3 = số aaP -1. vì vậy tổng số liên kết peptit thực sự hình thành trong các phân tử protein là : peptit = Tổng số phân tử protein. ( - 3 ) = Số P(số aaP - 1 )
• Tính số ARN vận chuyển ( tARN) Trong quá trình tổng hợp protein, tARN nang axit amin đến giải mã. Mỗi lượt giải nã, tARN cung cấp 1 axit amin một phần tử ARN giải mã bao nhiêu lượt thì cung cấp bay nhiêu axit amin. Sự giải mã của tARN có thể không giống nhau : có loại giải mã 3 lần, có loại 2 lần, 1 lần.
  • Nếu có x phân tử giải mã 3 lần số aado chúng cung cấp là 3x. y phân tử giải mã 2 lần ... là 2 y. z phân tư’ giải mã 1 lần ... là z -Vậy tổng số axit amin cần dùng là do các phân tử tARN vận chuyển 3 loại đó cung cấp phương trình. 3x + 2y + z = aa tự do cần dùng
• Sự dịch chuyển của riboxom trên ARN thông tin 6 .1ận tốc trượt của riboxom trên mARN
• Là độ dài mARN mà riboxom chuyển dịch được tron 1 giây.
• Có thể tính vận tốc trượt bằng cách cia chiều dài mARN cho thời gian riboxom trượt từ đầu nọ đến đầu kia. (trượt hết Marn ) v = (A 0 /s )
• Tốc độ giải mã của RB :
• Là số axit amin của chuỗi polipeptit kéo dài trong 1 giây (số bộ ba được giải trong 1

giây ) = Số bộ ba mà RB trượt trong 1 giây.

• Có thể tính bằng cách chia số bộ ba của mARN cho thời gian RB trượt hết mARN. Tốc độ giải mã = số bộ của mARN : t
• Thời gian tổng hợp 1 phân tử protein (phân tử protein gồm 1 chuỗi polipeptit )
• Khi riboxom trượt qua mã kết thúc, rời khỏi mARN thì sự tổng hợp phân tử protein của riboxom đó được xem là hoàn tất. Vì vậy thời gian hình thành 1 phân tử protein cũng là thời gian riboxom trượt hết chiều dài mARN ( từ đầu nọđến đầu kia ). t =
• Thời gian mỗi riboxom trượt qua hết mARN ( kể từ lúc ribôxôm 1 bắt đầu trượt ) Gọi Δt : khoảng thời gian ribôxôm sau trượt chậm hơn ribôxôm trước ● Đối với RB 1 : t ● Đối với RB 2 : t + Δt ● Đối với RB 3 : t + 2Δt ● Tương tự đối với các RB còn lại 7ính số aa tự do cần dùng đối với các riboxom còn tiếp xúc với mARN. Tổng số a amin tự do cần dùng đối với các riboxom có tiếp xúc với 1 mARN là tổng của các dãy polipepti mà mỗi riboxom đó giải mã được : aatd = a 1 + a 2 + ......+ ax Trong đó : x = số ribôxôm ; a1 , a 2 ... = số a amin của chuỗi polipeptit của RB1 , RB ....
• Nếu trong các riboxom cách đều nhau thì số a amin trong chuỗi polipeptit của mỗi riboxom đó lần lượt hơn nhau là 1 hằng số : số a amin của từng riboxom họp thành 1 dãy cấp số cộng :
  • Số hạng đầu a 1 = số 1 a amin của RB
  • Công sai d = số a amin ở RB sau kém hơn số a amin trước đó.
  • Số hạng của dãy x = số riboxom có tiếp xúc mARN ( đang trượt trên mARN ) Tổng số a amin tự do cần dùng là tổng của dãy cấp số cộng đó: Sx = [2a 1 + (x – 1 ) d ] BÀI TẬP: Câu 1 :

Câu 5 : Một đoạn phân tử ADN có 2 gen: ● Trên một mạch của gen I có A= 15%, T= 25%, gen đó có 3900 liên kết hyđrô. ● Gen thứ II dài 2550 A 0 và có tỷ lệ từng loại nu clêôtít trên mạch đơn thứ 2: A = T : 2 = G : 3 =X : 4 Xác định: 1. Số lượng và tỷ lệ từng loại nuclêôtít của mỗi gen? 2. Số liên kết hyđrô và số liên kết hoá trị của đoạn phân tử ADN nói trên? Câu 6: Một phân tử ADN có λ= 0,51 μmó hiệu số giữa Nuclêôtit loại Ađênin với 1 loại khác bằng 20% a/ Tính số lượng từng loại Nuclêôtit của gen? b/ Tính khối lượng phân tử của gen đó. c/ Trên mạch 1 của gen có A 1 =25%; X 1 =15%. Trên mạch 2 của gen có A 2 =45%; X 2 =15%. Hãy xác định số lượng và tỉ lệ % từng loại Nuclêôtit trên mỗi mạch của AND Câu 7: Một gen ở vi khuẩn có 3600 liên kết hydro, tỉ lệ a/ Xác định số lượng từng loại nuclêôtit của gen. b/ Một đột biến xảy ra trong vùng mã hóa của gen trên làm cho chuỗi axit amin do gen đột biến điều khiển tổng hợp có 1 axit amin được thay bằng axit amin mới, các axit amin còn lại không thay đổi so với trước đột biến. Đột biến trên thuộc dạng nào? Câu 8: Nêu đặc điểm cấu tạo hóa học của các loại ARN. So sánh cấu tạo của ARN với ADN? Câu 9: Trong phân tử ADN, ađênin (A) liên kết với timin (T) bởi 2 liên kết hyđrô và xitôzin (X) liên kết với guanin (G) bởi 3 liên kết hyđrô. a) Tính số liên kết hyđrô của gen khi biết A +G =700 nuclêôtit và A- G = 100 nuclêôtit. b) Số liên kết hyđrô của gen thay đổi như thế nào trong các trường hợp đột biến gen sau đây: -Trường hợp 1 : Mất một cặp nuclêôtit. -Trường hợp 2: Thêm một cặp nuclêôtit. -Trường hợp 3: Thay thế một cặp nuclêôtit này bằng một cặp nuclêôtit khác. c) xét một cặp gen dị hợp tử Bb, trong đó mỗi gen đều dài 4080 ăngstron. Phân tích 2

gen này thấy: gen B có 3120 liên kết hyđrô và gen b có 3240 liên kết hyđrô. Hãy tính số lượng từng loại nuclêôtit trong mỗi gen B và b. Câu 10: Trình bày cấu trúc hoá học và cấu trúc không gian của ADN? Tại sao nói cấu trúc ADN chỉ có tính ổn định tương đối? Câu 11: Cấu trúc nào là vật chất di truyền ở cấp độ tế bào? Cơ chế ổn định vật chất đó qua các thế hệ khác nhau của tế bào và cơ thể? Câu 12: Trong một phân tử AND, số liên kết hyđrô giữa 2 mạch đơn là 531 4 và số liên kết hyđrô trong các cặp A- T bằng số chu kì xoắn của nó trong phân tử. 1. 1ính số lượng từng loại nuclêôtit trong phân tử AND trên. 2. 2ính khối lượng và chiều dài của AND trên (theo micrômét) 3. 3ân tử AND trên tái bản một số lần và môi trường nội bào đã phải cung cấp 1143 4 Ađênin tự do. Xác định số lần tái bản của AND (Cho biết khôi slượng 1 nuclêôtit trung bình bằng 300 đơn vị C) Câu 13: 1/ vì sao gọi là chu kì tế bào? Chu kì tế bào gồm mấy giai đoạn? Đặc điểm của mỗi giai đoạn trong chu kì tế bào? 2/ Tại sao sự đóng duỗi xoắn của NST có tính chất chu kì? 3/ ADN phân bố chủ yếu ở đâu? Sự tự nhân đôi của nó diễn ra ở nơi nào? Theo nguyên tắc nào? Đặc tính tự nhân đôi của ADN có ý nghĩa gì? 4/ Các ARN được tổng hợp ở đâu? Sau khi được tổng hợp ARN có nhiệm vụ gì? Câu 14: Phân biệt quá trình tổng hợp ADN và ARN? Câu 15: 1) Đặc điểm nào của ADN làm cho ADN có tính đa dạng và đặc thù? Vì sao ADN được coi là cơ sở vật chất của hiện tượng di truyền ở cấp độ phân tử? 2) Tại sao ADN thường bền vững hơn nhiều so với tất cả các loại ARN? 3) Một cặp gen tương ứng có chiều dài và tỉ lệ từng loại nuclêôtít của mỗi gen là bằng nhau. Cặp gen đó tự sao liên tiếp 4 đợt đã lấy từ môi trường nội bào 45000 nuclêôtít, trong đó có 20% Ađênin. a. Xác định chiều dài và số lượng từng loại nuclêôtít của mỗi gen. b. Cho cá thể mang cặp gen đó lai với cá thể có cùng kiểu gen. Viết sơ đồ lai từ P đến F 1 và xác định kiểu hình có thể có ở F 1. Câu 16: a. Giải thích vì sao 2 phân tử ADN con được tạo ra qua cơ chế nhân đôi lại giống ADN mẹ?