Dịch mã: từ mRNA đến chuỗi polypeptide

Một đoạn mRNA có trình tự: A-U-G – G-U-U – U-U-U – G-G-C (đã chia sẵn thành từng bộ ba). Dựa vào bảng mã di truyền, hãy xác định chuỗi polypeptide tương ứng.

Theo bảng mã di truyền: AUG quy định amino acid methionine (Met); GUU quy định valine (Val); UUU quy định phenylalanine (Phe); GGC quy định glycine (Gly).

Ribosome đọc các codon theo đúng thứ tự trên mRNA, và nối các amino acid theo đúng thứ tự đó — không được đảo vị trí.

Vậy chuỗi polypeptide tạo thành, theo đúng thứ tự, là Met - Val - Phe - Gly, gồm 4 amino acid, đúng bằng số codon đã đọc được.

Mạch khuôn của một gene có trình tự: T-A-C – C-A-A – A-A-A – C-C-G. Ở một cá thể đột biến, base thứ 4 của mạch khuôn (vị trí đầu tiên của bộ ba thứ hai) đổi từ C thành T. Hãy xác định chuỗi polypeptide trước và sau đột biến, rồi cho biết đột biến này làm thay đổi gì.

Theo nguyên tắc A→U, T→A, C→G, G→C, mạch khuôn T-A-C-C-A-A-A-A-A-C-C-G cho mRNA A-U-G-G-U-U-U-U-U-G-G-C, chia thành 4 codon AUG-GUU-UUU-GGC, dịch mã ra chuỗi Met-Val-Phe-Gly. (1)

Khi base thứ 4 của mạch khuôn đổi C→T, bộ ba mạch khuôn thứ hai đổi từ C-A-A thành T-A-A. Áp dụng lại nguyên tắc bổ sung: T-A-A cho mRNA A-U-U, tức codon AUU — quy định amino acid isoleucine (Ile), khác với Val ở (1).

Ba codon còn lại (AUG, UUU, GGC) không nằm trong vùng đột biến nên không đổi. Vậy chuỗi polypeptide sau đột biến là Met-Ile-Phe-Gly, chỉ khác chuỗi ban đầu đúng ở vị trí thứ hai: Val đổi thành Ile.

Một amino acid khác đi, dù chỉ một vị trí, có thể làm chuỗi polypeptide gấp cuộn theo hình dạng khác — nếu vị trí đó nằm ở phần quyết định hình dạng trung tâm hoạt động của một enzyme, protein có thể hoạt động yếu hơn hoặc mất hẳn chức năng.

Vậy chỉ một base đổi trên mạch khuôn (C→T) đã làm một codon đổi (GUU→AUU), kéo theo một amino acid đổi (Val→Ile) trong chuỗi polypeptide — đây chính là cơ chế vì sao một đột biến gene nhỏ có thể làm thay đổi hẳn một tính trạng.