- Mó di truyền là mó bộ ba (triplet code) Cỏc bộ ba cuả mARN gọi là codon (mó) và bộ ba
3.4. Sự linh hoạt trong kết cặp bazơ giữa anticodon và codon
Mặc dự cú 61 codon cú nghĩa nhưng trờn thực tế trong mỗi tế bào prokaryote và eukaryote chỉ
cú khoảng 40 phõn tử tARN khỏc nhau. Tuy nhiờn, trong tế bào chỉ cú 20 loại axit amin được xỏc
định bởi mó di truyền, nờn một số loại tARN phải mang cựng một loại axit amin. Cỏc bản sao tARN như thế cú thể cú trỡnh tự anticodon giống nhau, trong trường hợp đú chỳng cú thể thay thế chức năng cho nhau. Cỏc tARN khỏc thỡ mang cỏc trỡnh tự anticodon khỏc nhau và do vậy nhận biết cỏc codon khỏc nhau; chỳng được gọi là isoaccepting tARN, và độ giàu tương đối của chỳng cú thểảnh hưởng tới cỏch thức sử dụng codon.
Năm 1966, F.Crick đưa ra một cỏch để giải thớch về sự kết cặp “lỏng lẻo” cú thể xảy ra ở vị
trớ thứ ba của cỏc codon đồng nghĩa. Theo Crick, hai bazơđầu tiờn của một codon phải cú sự kết cặp chớnh xỏc với anticdon (theo nguyờn tắc bổ sung), cũn bazơ cuối của codon thỡ cú thể “linh hoạt” (wobble), ớt đặc thự hơn so với vị trớ bỡnh thường của nú để hỡnh thành nờn sự kết cặp bazơ
bất thường với anticodon. Đề nghị này được gọi là giả thuyết linh hoạt (wobble hypothesis).
Hỡnh 3.10. Hai kiểu kết cặp bazơ với G ở vị trớ linh hoạt và ba kiểu kết cặp bazơ với I (inosine) ở vị
trớ linh hoạt. Hỡnh dưới (bờn phải) cho thấy sự kết cặp linh hoạt xảy ra ở bazơ 5' của tARN với bazơ 3' của codon mó húa Leucine.
một codon (vị trớ linh hoạt), mà cũn với U. Hơn nữa, ụng cũn lưu ý một trong số cỏc nucleoside bất thường cú mặt trong tARN là inosine (I), cú cấu trỳc tương tự với guanosine. Nucleoside này thụng thường cú thể kết cặp như G, vỡ vậy kỳ vọng nú sẽ cặp với C (kết cặp bổ sung) hoặc U (kết cặp linh hoạt) ở vị trớ thứ ba của codon. Nhưng ụng cũn lưu ý rằng I vẫn cũn cú thể cú kiểu kết cặp linh hoạt khỏc, bõy giờ ta biết đú là cặp với A ở vị trớ thứ ba của codon. Điều đú cú nghĩa là, một anticodon cú I ở vị trớ thứ nhất về tiềm năng cú thể cặp với ba codon khỏc nhau cú bazơ cuối là C, U hoặc A. Cỏc thớ nghiệm sau này khẳng định điều dựđoỏn của Crick là hoàn toàn đỳng và cho thấy cỏc khả
năng kết cặp bazơ linh hoạt ở Bảng 3.6 và Hỡnh 3.10.
Bảng 3.6. Cỏc nguyờn tắc kết cặp linh hoạt anticodon-codon Bazơ 5' của anticodon Bazơ 3' của codon
C G
G C hoặc U
A U
U A hoặc G
I U, C hoặc A
Rừ ràng, hiện tượng kết cặp linh hoạt này làm giảm đỏng kể số lượng cỏc tARN cần thiết để
dịch mó di truyền. Vớ dụ, để dịch mó cỏc codon (5'→3') UUU và UUC mó hoỏ cho phenylalanine chỉ cần một tARNPhe mang anticodon (3'→5') AAG.
TểM TẮT
(1) Gen (gene) là khỏi niệm trung tõm của di truyền học và sinh học phõn tử, bắt nguồn từ
khỏi niệm “nhõn tố di truyền” do Mendel đề xuất lần đầu vào năm 1865. Bản chất, cấu trỳc và hoạt
động của chỳng chỉ mới được làm sỏng tỏ dần trong hơn nửa thế kỷ qua kể từ ngày Watson – Crick khỏm phỏ ra cấu trỳc phõn tử ADN.
(2) Gen là một đoạn xỏc định của bộ gen mang thụng tin xỏc định một polypeptide hoặc một phõn tử ARN chức năng. Cú nhiều loại gen và cỏc yếu tố khụng phải gen với chức năng khỏc nhau trong một bộ gen.
(3) Ở sinh vật nhõn sơ, khụng cú cỏc gen phõn đoạn; mối quan hệ giữa gen và sản phẩm đơn giản: 1 gen → 1 polypeptide. Cỏc gen cú chức năng liờn quan thường được tổ chức trong một operon. Trong khi ở cỏc sinh vật nhõn chuẩn, gen phõn đoạn là phổ biến; mối quan hệ giữa gen và sản phẩm là rất phức tạp, vớ dụ từ 1 gen cú thể cho nhiều protein khỏc nhau.
(4) Gen là một đoạn xỏc định của bộ gen sinh vật - chủ yếu là ADN - mang thụng tin di truyền mó húa cho một chuỗi polypeptide dưới dạng mật mó bộ ba. Cú tất cả 64 bộ ba hay codon mó húa cho 20 loại axit amin cú trong tất cả cỏc protein. Bờn cạnh mó di truyền phổ biến cũn cú một số ngoại lệ xảy ra trong cỏc hệ thống di truyền ty thể của nấm men bia, động vật cú vỳ... Sự đọc mó trờn cỏc mARN bởi cỏc tARN theo nguyờn tắc bổ sung nhưng vẫn cú sự linh hoạt bởi vỡ trong tế bào chỉ cú khoảng 45-50 phõn tử tARN khỏc nhau.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP