Đã được hỗ trợ trọng tâm HL/SL. Đánh giá lần đầu 2025; tài liệu môn học hiện tại đã thu thập; chưa thu thập đầy đủ hướng dẫn Sinh học. Các yêu cầu còn lại về hướng dẫn, đánh giá và thực hành vẫn giữ nguyên trạng thái lưu trữ.
Kiến thức nền tảng: Cấu trúc DNA và ghép cặp base từ A.1.2, và enzyme từ B.1. Mỗi bài học phát triển phương pháp riêng trước khi chuyển giao độc lập.
Đây là các ví dụ giảng dạy gốc hoặc được ghi rõ là hư cấu, không phải là các phép đo thực tế hay các nghiên cứu đánh giá học viên đã hoàn tất.
30.2
Tổng hợp protein
Giải thích hiện tượng này là gì?
Một gen dài hàng trăm base tạo ra một protein ngắn hơn nhiều, và một đột biến chỉ một base có thể phá hủy toàn bộ sản phẩm. Làm thế nào tế bào đọc trình tự base thành trình tự acid amin?
Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
Trong phiên mã, enzyme RNA polymerase tổng hợp mạch mRNA bổ sung với một mạch DNA làm khuôn. Trong dịch mã, ribosome đọc mRNA theo nhóm ba base — codon — và nối các acid amin tương ứng thành chuỗi polypeptide.
Mỗi codon quy định một acid amin thông qua mã di truyền, vốn là bị thừa: nhiều codon có thể quy định cùng một acid amin. Một codon dừng kết thúc chuỗi và không mã hóa cho任何东西. Vì khung đọc diễn ra theo bội số của ba, việc chèn hoặc xóa một base sẽ làm lệch mọi codon sau đó — dịch khung.
Phiên mã: Sao chép trình tự DNA của gen thành mRNA bổ sung; Dịch mã: Đọc codon mRNA tại ribosome để tổng hợp polypeptide; Codon: Một nhóm ba base mRNA quy định một acid amin; Codon dừng: Một codon kết thúc chuỗi mà không mã hóa cho acid amin.
Chọn bằng chứng để kiểm định mô hình
Trình tự base của gen dự đoán trình tự acid amin của protein thông qua bảng mã; so sánh gen đã biết và protein của nó để kiểm tra. Các thí nghiệm đánh dấu phóng xạ đặt acid amin theo thứ tự mRNA quy định — bằng chứng cho việc đọc codon, không phải phỏng đoán.
Đột biến thay đổi một codon thành codon dừng sẽ cắt cụt protein chính xác tại điểm đó, điều này có thể đối chiếu với trình tự.
Bắt đầu từ các đại lượng đã biết
Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
Đã biết: một đoạn mRNA mã hóa có 63 base, bao gồm một codon dừng. Số codon = số base / 3 = 63 / 3 = 21. Codon dừng không mã hóa cho acid amin, nên peptide có 21 − 1 = 20 acid amin.
Ví dụ:
Một đoạn mã hóa có 90 base bao gồm một codon dừng. Tìm độ dài peptide bằng cùng trình tự: đại lượng đã biết → mô hình → mối quan hệ → thay số → đơn vị và diễn giải. (Đáp án: codon = 90/3 = 30; peptide = 30 − 1 = 29 acid amin. Base không phải acid amin — hãy chia cho ba trước.)
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
Mô hình đếm này chỉ áp dụng cho trình tự mã hóa: gen thực tế còn mang vùng khởi động, vùng không dịch mã và, ở sinh vật nhân thực, intron bị loại bỏ trước khi dịch mã. Do đó, tổng số base của gen không phải là phép tính độ dài peptide.
Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Cảnh báo:
Mỗi base trong trình tự mã hóa quy định một acid amin. Phát biểu này sai: acid amin được quy định bởi bộ ba — ba base mỗi codon — và codon dừng không đóng góp nào, nên một đoạn 63 base cho 20 acid amin, không phải 63.
Tóm tắt:
Tổng hợp protein: phiên mã sao chép gen thành mRNA; dịch mã đọc codon theo bộ ba tại ribosome. Codon = số base ÷ 3, và codon dừng không mã hóa cho acid amin; việc chèn hoặc xóa một base sẽ làm lệch toàn bộ khung đọc.
