Bạn hãy tưởng tượng mình có một chiếc khóa số với ba vòng xoay, mỗi vòng có bốn chữ cái: A, U, G, X. Mỗi lần xoay ba vòng, bạn tạo ra một tổ hợp ba chữ cái, ví dụ A-U-G hay U-A-A. Bạn có thể tạo ra bao nhiêu tổ hợp khác nhau? Câu trả lời là 4 × 4 × 4 = 64 tổ hợp. Bây giờ bạn hãy tưởng tượng mỗi tổ hợp ba chữ cái đó là một "từ" trong ngôn ngữ của tế bào, và mỗi "từ" quy định một axit amin trong phân tử prôtêin. Đó chính là cách mã di truyền vận hành — và mỗi "từ" ba chữ cái đó được gọi là một bộ ba mật mã, hay côđon.
Trong bài viết này, bạn sẽ học công thức tính số bộ ba mật mã (côđon) — một công thức chỉ có một phép chia cho 3, nhưng lại mở ra cả một loạt bài tập về dịch mã: tính số côđon mã hoá axit amin, tính số axit amin trong chuỗi pôlipeptit, hay tính ngược lại tổng số nu của gen từ số côđon. Chúng ta sẽ bắt đầu từ câu hỏi vì sao mã di truyền phải là bộ ba chứ không phải bộ hai hay bộ một, rồi đi qua công thức chính, bốn ví dụ tính từng bước với đủ dạng đề, cách phân biệt côđon mở đầu với côđon kết thúc, phần lỗi sai thường gặp, bài tập tự luyện có đáp án giải thích cặn kẽ và mục hỏi đáp cuối bài.

Vì sao mã di truyền phải là bộ ba?
Trước khi tính toán, bạn cần hiểu vì sao tự nhiên lại "chọn" bộ ba làm đơn vị mã hoá. Phân tử prôtêin được cấu tạo từ 20 loại axit amin khác nhau. Để quy định 20 loại axit amin này, mã di truyền cần ít nhất 20 tín hiệu khác nhau. Trên phân tử ARN chỉ có 4 loại ribônu: A, U, G, X. Nếu mỗi tín hiệu chỉ gồm 1 ribônu thì chỉ có 4 tín hiệu, không đủ. Nếu mỗi tín hiệu gồm 2 ribônu thì có 4 × 4 = 16 tín hiệu, vẫn không đủ cho 20 loại axit amin. Chỉ khi mỗi tín hiệu gồm 3 ribônu thì số tín hiệu mới là 4 × 4 × 4 = 64, đủ để quy định 20 loại axit amin và còn dư ra để làm tín hiệu bắt đầu và tín hiệu kết thúc.
Bạn hãy thử tính theo cách khác để thấy rõ hơn. Giả sử mã di truyền là bộ hai: 16 tổ hợp cho 20 loại axit amin thì thiếu 4 loại, không thể mã hoá đầy đủ. Giả sử mã di truyền là bộ bốn: 4 × 4 × 4 × 4 = 256 tổ hợp thì thừa quá nhiều, vừa lãng phí vừa dễ sai sót khi đọc. Bộ ba là lựa chọn vừa đủ: 64 tổ hợp cho 20 loại axit amin, trong đó 61 tổ hợp mã hoá axit amin và 3 tổ hợp làm tín hiệu kết thúc. Đây là một bài toán đếm rất đẹp mà tự nhiên đã "giải" từ hàng tỉ năm trước, và đề thi thỉnh thoảng vẫn hỏi bạn giải thích vì sao mã di truyền là bộ ba — bây giờ thì bạn đã có câu trả lời.
Một hệ quả quan trọng của việc mã di truyền là bộ ba: tổng số ribônu trên phân tử mARN luôn chia hết cho 3 trong các bài tập phổ thông, vì mỗi côđon chiếm đúng 3 ribônu. Nếu bạn tính ra rN không chia hết cho 3 thì hoặc đề bài có bẫy, hoặc bạn đã tính sai ở đâu đó. Bạn hãy nhớ kỹ điều này như một cách kiểm tra nhanh đáp số của mình.
Côđon là gì? Đọc côđon như thế nào?
Côđon, hay bộ ba mật mã, là một nhóm 3 ribônu liên tiếp trên phân tử mARN, đọc theo chiều 5' sang 3'. Mỗi côđon mã hoá cho một axit amin, hoặc làm tín hiệu bắt đầu, hoặc làm tín hiệu kết thúc quá trình dịch mã. Bạn cần nắm vững ba đặc điểm của mã di truyền, vì cả ba đều liên quan trực tiếp đến cách làm bài tập.
Thứ nhất, mã di truyền được đọc theo từng bộ ba, không chồng lấn lên nhau. Một ribônu chỉ thuộc về một côđon duy nhất, không được dùng chung cho hai côđon. Ví dụ, một đoạn mARN có trình tự A-U-G-G-G-X-U-U-U được đọc thành ba côđon A-U-G, G-G-X, U-U-U, chứ không phải đọc chồng lên nhau thành A-U-G, U-G-G, G-G-X... Bạn hãy tưởng tượng như đọc một câu văn mà mỗi từ có đúng ba chữ cái, bạn đọc từ nào xong thì sang từ tiếp theo, không đọc lại chữ cái của từ trước.
Thứ hai, mã di truyền có tính thoái hoá, nghĩa là nhiều côđon khác nhau có thể cùng mã hoá cho một loại axit amin. Ví dụ, cả sáu côđon X-U-U, X-U-X, X-U-A, X-U-G, U-U-A, U-U-G đều mã hoá cho axit amin lơxin (Leu). Điều này có nghĩa là khi đề bài cho số axit amin thì bạn không thể suy ngược ra trình tự côđon cụ thể, nhưng khi đề bài cho số côđon thì bạn tính được số axit amin tối đa. Tính thoái hoá này cũng giải thích vì sao 64 côđon chỉ mã hoá cho 20 loại axit amin mà không bị lãng phí.
Thứ ba, trong 64 côđon có hai loại côđon đặc biệt mà bạn bắt buộc phải nhớ. Côđon mở đầu là A-U-G, mã hoá cho axit amin mêtiônin (Met) và làm tín hiệu bắt đầu dịch mã. Ba côđon kết thúc là U-A-A, U-A-G và U-G-A, không mã hoá axit amin nào mà làm tín hiệu dừng dịch mã. Bạn hãy học thuộc bốn côđon này như học thuộc bảng cửu chương, vì chúng xuất hiện trong hầu hết các bài tập về côđon và axit amin.
Gen mẫu mà chúng ta dùng xuyên suốt bài này có N = 3.000 nu, mỗi mạch có 1.500 nu, nên phân tử mARN được tổng hợp từ gen này có rN = 1.500 ribônu. Bạn hãy tính thử: 1.500 ribônu chia thành các bộ ba thì được bao nhiêu côđon? Câu trả lời là 1.500 ÷ 3 = 500 côđon. Con số 500 này sẽ xuất hiện trong mọi ví dụ của bài, vì vậy bạn hãy nhớ kỹ nó: gen mẫu của chúng ta cho ra một phân tử mARN có 500 côđon.
Công thức tính số bộ ba mật mã (côđon)
Gọi rN là tổng số ribônuclêôtit của phân tử mARN. Số bộ ba mật mã, ký hiệu là N côđon, được tính như sau:
N côđon = rN ÷ 3
Từ số côđon, bạn suy ra hai đại lượng quan trọng khác:
Số côđon mã hoá axit amin = N côđon − 1 = (rN ÷ 3) − 1
Số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh = N côđon − 2 = (rN ÷ 3) − 2
Trong đó:
- rN là tổng số ribônuclêôtit của phân tử mARN, bằng số nuclêôtit trên một mạch của gen (rN = N/2).
- N côđon là tổng số bộ ba mật mã trên phân tử mARN, gồm cả côđon mở đầu, các côđon mã hoá axit amin và côđon kết thúc.
- Số 1 trong công thức thứ hai là vì có 1 côđon kết thúc không mã hoá axit amin.
- Số 2 trong công thức thứ ba là vì ngoài côđon kết thúc, axit amin mở đầu (mêtiônin) còn bị cắt bỏ khỏi chuỗi pôlipeptit sau khi dịch mã xong.
Bạn hãy đọc kỹ và phân biệt rõ ba con số này, vì đề thi rất hay hỏi cả ba trong cùng một bài. Tổng số côđon là rN ÷ 3. Số côđon mã hoá axit amin là tổng số côđon trừ đi 1 côđon kết thúc. Số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh là tổng số côđon trừ đi 2: trừ 1 côđon kết thúc không mã hoá axit amin, và trừ 1 axit amin mở đầu bị cắt bỏ sau dịch mã. Bạn có thể nhớ bằng một câu vắn tắt: côđon trừ 1 ra axit amin của chuỗi pôlipeptit, côđon trừ 2 ra axit amin của prôtêin hoàn chỉnh.
Một điểm nữa bạn cần chú ý: số côđon mã hoá axit amin bằng đúng số axit amin trong chuỗi pôlipeptit sơ cấp (chuỗi vừa mới tổng hợp xong, chưa cắt bỏ axit amin mở đầu). Còn số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh thì ít hơn chuỗi sơ cấp đúng 1, vì axit amin mở đầu bị cắt bỏ. Hai khái niệm "chuỗi pôlipeptit" và "prôtêin hoàn chỉnh" khác nhau đúng 1 axit amin, và đề thi rất hay khai thác sự khác nhau nhỏ này để phân loại học sinh.
Bảng tóm tắt các công thức con
| Đại lượng cần tính | Công thức | Ghi chú |
|---|---|---|
| Tổng số bộ ba mật mã | N côđon = rN ÷ 3 | Gồm cả côđon mở đầu và côđon kết thúc |
| Số côđon mã hoá axit amin | N côđon − 1 | Trừ 1 côđon kết thúc không mã hoá aa |
| Số aa trong chuỗi pôlipeptit sơ cấp | N côđon − 1 | Bằng số côđon mã hoá axit amin |
| Số aa trong prôtêin hoàn chỉnh | N côđon − 2 | Trừ thêm 1 aa mở đầu bị cắt bỏ |
| Tổng số nu của gen khi biết số côđon | N = 6 × N côđon | Vì rN = 3 × N côđon và N = 2 × rN |
Bạn hãy để ý công thức cuối cùng trong bảng: nếu đề bài cho số côđon thì bạn tính ngược ra N của gen bằng cách nhân 6. Vì sao lại nhân 6? Vì mỗi côđon có 3 ribônu nên rN = 3 × N côđon, và mỗi gen có hai mạch nên N = 2 × rN. Gộp lại: N = 2 × 3 × N côđon = 6 × N côđon. Với gen mẫu, N côđon = 500 thì N = 6 × 500 = 3.000 nu, đúng bằng số liệu ban đầu. Đây là một cách kiểm tra chéo rất nhanh khi bạn làm dạng đề ngược.
Ví dụ minh họa có lời giải chi tiết
Ví dụ 1: Tính số côđon và số axit amin của gen mẫu
Đề bài: Gen mẫu có N = 3.000 nu. Tính số bộ ba mật mã trên phân tử mARN do gen này tổng hợp, số côđon mã hoá axit amin và số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh.
Lời giải:
Bước 1: Tính tổng số ribônu của mARN: rN = N/2 = 3.000 ÷ 2 = 1.500 ribônu.
Bước 2: Tính tổng số bộ ba mật mã: N côđon = rN ÷ 3 = 1.500 ÷ 3 = 500 côđon.
Bước 3: Tính số côđon mã hoá axit amin: 500 − 1 = 499 côđon (trừ 1 côđon kết thúc).
Bước 4: Tính số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh: 500 − 2 = 498 axit amin (trừ thêm 1 axit amin mở đầu bị cắt bỏ).
Đáp số: 500 côđon; 499 côđon mã hoá aa; 498 axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh.
Bạn hãy để ý ba con số 500, 499, 498 giảm dần đúng 1 đơn vị mỗi bước. Nếu bạn trả lời cả ba đều là 500 thì bạn đã quên trừ côđon kết thúc và axit amin mở đầu. Nếu bạn trả lời 499 và 497 thì bạn đã trừ thừa một ở bước cuối. Bạn hãy nhớ: trừ 1 ra chuỗi pôlipeptit, trừ 2 ra prôtêin hoàn chỉnh.
Ví dụ 2: Gen ngắn hơn với số côđon ít hơn
Đề bài: Một gen khác có N = 2.400 nu. Tính số bộ ba mật mã trên phân tử mARN, số axit amin trong chuỗi pôlipeptit sơ cấp và số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh.
Lời giải:
Bước 1: Tính tổng số ribônu của mARN: rN = N/2 = 2.400 ÷ 2 = 1.200 ribônu.
Bước 2: Tính tổng số bộ ba mật mã: N côđon = 1.200 ÷ 3 = 400 côđon.
Bước 3: Tính số axit amin trong chuỗi pôlipeptit sơ cấp: 400 − 1 = 399 axit amin.
Bước 4: Tính số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh: 400 − 2 = 398 axit amin.
Đáp số: 400 côđon; 399 axit amin trong chuỗi sơ cấp; 398 axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh.
Ví dụ này cho thấy bạn phải tính rN từ N của gen trong đề trước đã, đừng lấy rN = 1.500 của gen mẫu ra dùng. Gen này ngắn hơn gen mẫu nên phân tử mARN của nó cũng ngắn hơn, chỉ có 400 côđon thay vì 500.
Ví dụ 3: Dạng đề ngược tìm số ribônu và số nu của gen
Đề bài: Một phân tử mARN có 300 bộ ba mật mã. Tính tổng số ribônu của phân tử mARN đó và tổng số nuclêôtit của gen đã tổng hợp nên nó.
Lời giải:
Bước 1: Ghi lại dữ kiện: N côđon = 300.
Bước 2: Tính tổng số ribônu: rN = 3 × N côđon = 3 × 300 = 900 ribônu.
Bước 3: Tính tổng số nu của gen: N = 2 × rN = 2 × 900 = 1.800 nu. Hoặc tính nhanh: N = 6 × N côđon = 6 × 300 = 1.800 nu.
Đáp số: rN = 900 ribônu; N = 1.800 nu.
Dạng đề ngược này kiểm tra xem bạn có hiểu công thức đủ sâu để biến đổi ngược lại hay không. Bạn chỉ cần nhớ: mỗi côđon có 3 ribônu nên nhân 3 để ra rN, rồi nhân đôi để ra N của gen. Cách tính nhanh N = 6 × N côđon cho cùng một đáp số, bạn dùng cách nào thấy thuận tay hơn thì dùng.
Ví dụ 4: Tính số côđon từ số ribônu cho trực tiếp
Đề bài: Một phân tử mARN có 600 ribônu. Tính số bộ ba mật mã, số axit amin trong chuỗi pôlipeptit sơ cấp và số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh.
Lời giải:
Bước 1: Ghi lại dữ kiện: rN = 600 ribônu.
Bước 2: Tính tổng số bộ ba mật mã: N côđon = 600 ÷ 3 = 200 côđon.
Bước 3: Tính số axit amin trong chuỗi pôlipeptit sơ cấp: 200 − 1 = 199 axit amin.
Bước 4: Tính số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh: 200 − 2 = 198 axit amin.
Đáp số: 200 côđon; 199 axit amin trong chuỗi sơ cấp; 198 axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh.
Bạn hãy kiểm tra nhanh: 600 ribônu chia hết cho 3 nên số côđon là số nguyên 200, không có ribônu thừa. Nếu đề bài cho rN = 601 ribônu thì bạn nên nghi ngờ ngay, vì 601 không chia hết cho 3 — hoặc đề bài có bẫy, hoặc bạn đã tính sai rN ở bước trước.
Từ côđon đến prôtêin: chuỗi các bước bạn cần hình dung
Để hiểu vì sao có các phép trừ 1 và trừ 2 trong công thức, bạn cần hình dung toàn bộ quá trình từ gen đến prôtêin. Gen trên ADN được sao mã thành phân tử mARN. Phân tử mARN mang thông tin di truyền dưới dạng các côđon, mỗi côđon gồm 3 ribônu. Ribôxôm đọc các côđon trên mARN theo chiều 5' sang 3', mỗi côđon được dịch thành một axit amin, các axit amin nối với nhau bằng liên kết peptit thành chuỗi pôlipeptit. Khi ribôxôm gặp côđon kết thúc, quá trình dịch mã dừng lại, chuỗi pôlipeptit được giải phóng. Sau đó, axit amin mở đầu (mêtiônin) bị cắt bỏ khỏi chuỗi, chuỗi pôlipeptit gấp cuộn thành prôtêin hoàn chỉnh có chức năng sinh học.
Bạn hãy đếm lại cùng tôi với gen mẫu có 500 côđon. Trong 500 côđon đó, có 1 côđon mở đầu A-U-G, 498 côđon mã hoá các axit amin ở giữa, và 1 côđon kết thúc. Khi dịch mã, ribôxôm bắt đầu từ côđon mở đầu và đọc lần lượt 499 côđon mã hoá axit amin (gồm cả côđon mở đầu), tạo ra chuỗi pôlipeptit sơ cấp có 499 axit amin. Côđon kết thúc không được dịch thành axit amin nào, nó chỉ báo cho ribôxôm dừng lại. Sau đó, axit amin mở đầu mêtiônin bị cắt bỏ, chuỗi còn lại 498 axit amin, đó chính là prôtêin hoàn chỉnh. Bạn thấy đấy: 500 côđon, 499 axit amin trong chuỗi sơ cấp, 498 axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh — ba con số giảm dần đúng như công thức đã cho.
Một điểm thú vị bạn nên biết: trong 64 côđon, chỉ có một côđon mở đầu duy nhất là A-U-G, nhưng có tới ba côđon kết thúc là U-A-A, U-A-G và U-G-A. Vì sao lại có ba tín hiệu dừng mà chỉ có một tín hiệu bắt đầu? Vì tín hiệu dừng cần thật rõ ràng để ribôxôm không đọc lố sang đoạn sau, còn tín hiệu bắt đầu chỉ cần một là đủ để xác định đúng khung đọc. Đây là một chi tiết hay được hỏi dưới dạng câu trắc nghiệm lý thuyết, bạn hãy ghi nhớ nó.
Lỗi sai thường gặp khi tính số bộ ba mật mã
Lỗi 1: Quên trừ côđon kết thúc.
Đây là lỗi phổ biến nhất. Đề hỏi số axit amin trong chuỗi pôlipeptit mà bạn trả lời 500 thay vì 499. Nguyên nhân là quên mất trong tổng số côđon có 1 côđon kết thúc không mã hoá axit amin. Cách phòng tránh: mỗi khi tính số axit amin, bạn hãy tự hỏi "đã trừ côđon kết thúc chưa?" — nếu chưa thì trừ ngay 1.
Lỗi 2: Nhầm số axit amin trong chuỗi sơ cấp với trong prôtêin hoàn chỉnh.
Đề hỏi số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh mà bạn trả lời 499 thay vì 498. Nguyên nhân là quên mất axit amin mở đầu bị cắt bỏ sau dịch mã. Cách phòng tránh: bạn hãy đọc kỹ đề xem hỏi "chuỗi pôlipeptit" hay "prôtêin hoàn chỉnh" — chuỗi sơ cấp trừ 1, prôtêin hoàn chỉnh trừ 2.
Lỗi 3: Lấy cả N chia cho 3 thay vì rN chia cho 3.
Nhiều bạn tính N côđon = N ÷ 3 = 3.000 ÷ 3 = 1.000 thay vì rN ÷ 3 = 1.500 ÷ 3 = 500. Nguyên nhân là quên mất côđon nằm trên phân tử mARN một mạch, nên phải dùng rN chứ không dùng N của gen hai mạch. Cách phòng tránh: trước khi chia cho 3, bạn hãy tính rN = N/2 trước đã. Bạn nên ôn lại công thức tính số ribônuclêôtit của ARN nếu hay mắc lỗi này.
Lỗi 4: Nhầm côđon mở đầu với côđon kết thúc.
Có bạn cho rằng côđon mở đầu A-U-G không mã hoá axit amin, hoặc cho rằng côđon kết thúc vẫn mã hoá một axit amin nào đó. Sự thật ngược lại: côđon mở đầu A-U-G mã hoá axit amin mêtiônin (tuy sau đó bị cắt bỏ), còn ba côđon kết thúc U-A-A, U-A-G, U-G-A thì không mã hoá axit amin nào. Bạn hãy học thuộc bốn côđon đặc biệt này cho thật chắc.
Lỗi 5: Tính ngược sai hệ số khi tìm N từ số côđon.
Đề cho N côđon = 300 mà bạn tính N = 2 × 300 = 600 hoặc N = 3 × 300 = 900. Cả hai đều sai: N = 6 × N côđon = 1.800, vì mỗi côđon có 3 ribônu và mỗi gen có 2 mạch. Cách phòng tránh: bạn hãy tính từng bước — rN = 3 × N côđon = 900, rồi N = 2 × rN = 1.800 — đừng gộp hai bước thành một phép nhân rồi nhân sai hệ số.
Bài tập tự luyện
Câu 1: Gen mẫu có N = 3.000 nu. Tính tổng số bộ ba mật mã trên phân tử mARN do gen này tổng hợp.
Câu 2: Một gen có N = 1.800 nu. Tính số bộ ba mật mã và số axit amin trong chuỗi pôlipeptit sơ cấp.
Câu 3: Một phân tử mARN có 2.400 ribônu. Tính số bộ ba mật mã và số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh.
Câu 4: Một phân tử prôtêin hoàn chỉnh có 298 axit amin. Tính số bộ ba mật mã, tổng số ribônu của mARN và tổng số nu của gen.
Câu 5: Một chuỗi pôlipeptit sơ cấp có 499 axit amin. Tính số bộ ba mật mã và tổng số ribônu của phân tử mARN.
Đáp án bài tập tự luyện
| Câu | Đáp án | Giải thích |
|---|---|---|
| 1 | 500 côđon | rN = N/2 = 3.000 ÷ 2 = 1.500 ribônu. N côđon = 1.500 ÷ 3 = 500 côđon. Nếu bạn ra 1.000 thì bạn đã lấy cả N chia cho 3; nếu ra 499 thì bạn đã trừ côđon kết thúc trong khi đề chỉ hỏi tổng số côđon. |
| 2 | 300 côđon; 299 axit amin trong chuỗi sơ cấp | rN = 1.800 ÷ 2 = 900 ribônu. N côđon = 900 ÷ 3 = 300 côđon. Số axit amin trong chuỗi sơ cấp = 300 − 1 = 299 (trừ 1 côđon kết thúc). Nếu bạn trả lời 300 axit amin thì đã quên trừ côđon kết thúc; nếu trả lời 298 thì đã trừ thừa axit amin mở đầu. |
| 3 | 800 côđon; 798 axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh | N côđon = 2.400 ÷ 3 = 800 côđon. Số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh = 800 − 2 = 798 (trừ 1 côđon kết thúc và 1 axit amin mở đầu). Nếu bạn trả lời 799 thì mới trừ được côđon kết thúc mà quên trừ axit amin mở đầu. |
| 4 | 300 côđon; rN = 900 ribônu; N = 1.800 nu | Dạng đề ngược: prôtêin hoàn chỉnh có 298 axit amin thì N côđon = 298 + 2 = 300. rN = 3 × 300 = 900 ribônu. N = 2 × 900 = 1.800 nu. Nếu bạn cộng 1 thay vì cộng 2 thì ra 299 côđon là sai; nếu quên nhân đôi thì chỉ ra N = 900. |
| 5 | 500 côđon; rN = 1.500 ribônu | Chuỗi sơ cấp có 499 axit amin thì N côđon = 499 + 1 = 500 (cộng lại 1 côđon kết thúc). rN = 3 × 500 = 1.500 ribônu. Đây chính là gen mẫu của chúng ta. Nếu bạn cộng 2 thay vì cộng 1 thì ra 501 côđon là sai, vì chuỗi sơ cấp vẫn còn giữ axit amin mở đầu. |
Câu hỏi thường gặp về số bộ ba mật mã
Hỏi: Vì sao 64 côđon chỉ mã hoá cho 20 loại axit amin mà không bị lãng phí?
Đáp: Vì mã di truyền có tính thoái hoá: nhiều côđon khác nhau có thể cùng mã hoá cho một loại axit amin. Ví dụ, axit amin lơxin có tới 6 côđon khác nhau. Tính thoái hoá này không phải là lãng phí mà là một cơ chế bảo vệ: nếu một nuclêôtit bị đột biến thay đổi, côđon mới vẫn có thể mã hoá đúng axit amin cũ, nhờ đó prôtêin không bị thay đổi. Đây là một trong những đặc điểm quan trọng nhất của mã di truyền.
Hỏi: Côđon nằm trên ADN hay trên ARN?
Đáp: Côđon nằm trên phân tử mARN. Trên gen (ADN) cũng có các bộ ba tương ứng gọi là bộ ba mã gốc, nằm trên mạch khuôn, nhưng khi nói "côđon" thì người ta mặc định nói về bộ ba trên mARN. Bộ ba mã gốc trên mạch khuôn và côđon trên mARN bổ sung với nhau theo nguyên tắc A-U, T-A, G-X, X-G. Bạn cần phân biệt rõ hai khái niệm này khi làm bài tập.
Hỏi: Số côđon có bằng số axit amin không?
Đáp: Không. Số côđon luôn nhiều hơn số axit amin đúng 1 hoặc 2 đơn vị, vì có 1 côđon kết thúc không mã hoá axit amin nào, và axit amin mở đầu còn bị cắt bỏ khỏi prôtêin hoàn chỉnh. Cụ thể: số axit amin trong chuỗi sơ cấp bằng số côđon trừ 1, số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh bằng số côđon trừ 2. Bạn hãy nhớ kỹ hai phép trừ này.
Hỏi: Nếu rN không chia hết cho 3 thì tính số côđon thế nào?
Đáp: Trong các bài tập phổ thông, rN luôn chia hết cho 3 vì mỗi côđon chiếm đúng 3 ribônu và phân tử mARN được xét là trọn vẹn từ côđon mở đầu đến côđon kết thúc. Nếu bạn tính ra rN không chia hết cho 3 thì hãy kiểm tra lại phép tính rN ở bước trước, vì rất có thể bạn đã tính sai N hoặc tính sai rN = N/2. Trong thực tế, phân tử mARN còn có vùng không dịch mã ở hai đầu, nhưng chương trình phổ thông không xét đến các vùng này.
Hỏi: Học xong công thức này thì nên ôn thêm công thức nào?
Đáp: Bạn nên ôn lại công thức tính số ribônuclêôtit của ARN để tính rN khi đề chỉ cho N, và công thức tính thời gian sao mã để thấy quá trình sao mã tạo ra phân tử mARN mất bao lâu trước khi nó được dịch mã thành prôtêin. Cả ba bài dùng chung gen mẫu nên bạn chỉ cần nhớ một bộ số liệu là làm được cả chuỗi bài tập.
Kết luận
Số bộ ba mật mã (côđon) được tính bằng công thức N côđon = rN ÷ 3. Từ đó, số axit amin trong chuỗi pôlipeptit sơ cấp bằng số côđon trừ 1, và số axit amin trong prôtêin hoàn chỉnh bằng số côđon trừ 2. Toàn bộ tinh thần của công thức nằm ở hai ý: mã di truyền là bộ ba vì 4 mũ 3 = 64 mới đủ để mã hoá 20 loại axit amin, và trong 500 côđon của gen mẫu có 1 côđon kết thúc không mã hoá axit amin nào cùng 1 axit amin mở đầu bị cắt bỏ sau dịch mã. Nhớ được hai ý này, bạn sẽ làm được mọi dạng đề: tính số côđon, tính số axit amin, hay tính ngược lại tổng số nu của gen.
Muốn thành thạo, bạn hãy làm lại các bài tập cuối bài mà không nhìn đáp án, đặc biệt là câu 4 và câu 5 dạng đề ngược, vì đó chính là dạng câu hỏi mà đề thi hay dùng để kiểm tra xem bạn có thực sự hiểu hay chỉ học vẹt công thức. Khi làm bài kiểm tra, nếu phép tính có nhiều con số, bạn có thể dùng máy tính Casio online để bấm nhanh và kiểm tra lại kết quả của mình. Chúc bạn học tốt và đạt điểm cao trong bài kiểm tra Sinh học sắp tới!