Work through each problem on paper before opening the solution. These four Trilu-authored exercises progress from basic skills to application.
Tự trình bày trên giấy trước khi mở lời giải. Bốn bài do Trí Lữ biên soạn, từ cơ bản đến vận dụng.
解答を見る前に、自分でノートに解きましょう。Trí Lữ作成の基礎から応用までの4問です。
Exercise 1Bài tự luyện 1自習問題 1
DNA coding strand 5′-ATG GAA TTT CCG TAA-3′. Compare the resulting protein when GAA→GTA vs. when the first G of GAA is deleted.
Mạch mã hóa DNA 5′-ATG GAA TTT CCG TAA-3′. So sánh protein khi GAA→GTA với khi xóa nucleotide G đầu của GAA.
DNAコード鎖5′-ATG GAA TTT CCG TAA-3′で、GAA→GTA置換とGAA先頭Gの欠失がタンパク質へ与える影響を比較せよ。
HintGợi ýヒント
Replace T with U in the coding strand to get mRNA; re-group by threes after deletion.
Mạch mã hóa đổi T thành U để ra mRNA; sau xóa phải chia lại nhóm ba.
コード鎖のTをUにしてmRNAを得る。欠失後は3塩基ずつ読み直す。
Step-by-step solutionLời giải từng bước解答と解説
Normal: AUG GAA UUU CCG UAA → Met–Glu–Phe–Pro–Stop.
Bình thường: AUG GAA UUU CCG UAA → Met–Glu–Phe–Pro–Stop.
正常:AUG GAA UUU CCG UAA → Met–Glu–Phe–Pro–Stop。
GAA→GTA yields mRNA GUA: Met–Val–Phe–Pro–Stop; missense mutation with unchanged reading frame.
GAA→GTA cho mRNA GUA: Met–Val–Phe–Pro–Stop; sai nghĩa, không dịch khung.
GAA→GTAではmRNA GUAとなり、Met–Val–Phe–Pro–Stop。ミスセンスで読み枠は不変。
Deleting the first G gives 5′-ATG AAT TTC CGT AA-3′ → AUG AAU UUC CGU AA… → Met–Asn–Phe–Arg followed by an incomplete codon; the original TAA is no longer a stop codon in the new frame.
Xóa G tạo đoạn đã biết 5′-ATG AAT TTC CGT AA-3′ → AUG AAU UUC CGU AA… → Met–Asn–Phe–Arg rồi còn codon chưa đủ; TAA cũ không còn là codon stop trong khung mới.
G欠失後の既知配列は5′-ATG AAT TTC CGT AA-3′→AUG AAU UUC CGU AA…で、Met–Asn–Phe–Argの後は不完全コドンとなる。元のTAAは新しい読み枠の終止コドンではない。
AnswerĐáp án答えSubstitution changes Glu→Val with subsequent codons unchanged. Deleting 1 base causes a frameshift; within the provided sequence, only Met–Asn–Phe–Arg and a partial codon can be determined, requiring downstream sequence for a complete protein.
Thay thế đổi Glu→Val, codon sau giữ nguyên. Xóa 1 base gây dịch khung; trong đoạn cho chỉ xác định được Met–Asn–Phe–Arg và codon dở dang, còn protein đầy đủ cần trình tự DNA phía sau.
置換ではGlu→Valで後続コドン不変。1塩基欠失はフレームシフトし、提示範囲ではMet–Asn–Phe–Argと不完全コドンまで判定でき、完全なタンパク質には下流配列が必要。
Check your workTự kiểm tra確認
After deletion, the change in base count is 1 (not divisible by 3), satisfying the frameshift condition.
Sau xóa, số base thay đổi 1 không chia hết cho 3, đúng điều kiện dịch khung.
塩基数変化1は3の倍数でなく、フレームシフト条件と一致。
Common mistakeLỗi cần tránh注意点
Do not maintain the original codon boundaries after a single nucleotide deletion.
Không giữ cách chia bộ ba cũ sau khi mất một nucleotide.
1塩基欠失後に元のコドン区切りを保たない。
Exercise 2Bài tự luyện 2自習問題 2
Compare a 1-nucleotide deletion with a 3-nucleotide deletion in a coding region. Which causes a frameshift, and why is a 3-base deletion not always mild?
So sánh mất 1 nucleotide với mất đúng 3 nucleotide trong vùng mã hóa. Trường hợp nào dịch khung, và vì sao mất 3 base không luôn nhẹ?
コード領域で1塩基欠失と3塩基欠失を比較せよ。どちらがフレームシフトを起こし、なぜ3塩基欠失が常に軽いとは言えないか。
HintGợi ýヒント
Reading frame preservation depends on whether the change in nucleotide count is divisible by 3.
Khung đọc phụ thuộc số nucleotide thay đổi chia cho 3.
読み枠は塩基数変化を3で割った余りで決まる。
Step-by-step solutionLời giải từng bước解答と解説
A 1-base deletion is not divisible by 3, altering downstream triplet grouping and causing a frameshift.
Mất 1 base không chia hết cho 3 nên các codon phía sau bị nhóm lại: dịch khung.
1塩基欠失は3の倍数でなく、後続コドンが組み直されフレームシフトする。
A 3-base deletion preserves the reading frame; if it corresponds exactly to one codon, typically one amino acid is lost.
Mất 3 base giữ khung; nếu đúng một codon hoàn chỉnh thì thường mất một amino acid.
3塩基欠失は読み枠を保ち、完全な1コドンなら通常1アミノ酸が失われる。
It can still be severe if the lost amino acid is in an active site or if the 3 deleted bases span two adjacent codons, altering boundary codons.
Vẫn có thể nặng nếu amino acid bị mất ở tâm hoạt động hoặc ba base xóa vắt qua hai codon làm đổi codon biên.
活性中心の残基を失う場合や2コドンにまたがって境界コドンを変える場合は重大になり得る。
AnswerĐáp án答えA 1-base deletion causes a frameshift; a 3-base deletion maintains the reading frame but may still disrupt essential functional domains.
Mất 1 base gây dịch khung; mất 3 base giữ khung nhưng vẫn có thể phá vùng chức năng quan trọng.
1塩基欠失はフレームシフト、3塩基欠失は読み枠を保つが重要機能領域を損ない得る。
Check your workTự kiểm tra確認
General rule: n mod 3 ≠ 0 results in a frameshift.
Quy tắc: n mod 3 ≠ 0 thì dịch khung.
一般則:n mod 3 ≠ 0ならフレームシフト。
Common mistakeLỗi cần tránh注意点
Preserving the reading frame does not guarantee normal protein function.
Giữ khung đọc không đồng nghĩa protein còn chức năng bình thường.
読み枠維持は正常機能を保証しない。
Exercise 3Bài tự luyện 3自習問題 3
A haploid bacterial population has a drug resistance allele frequency p = 0.10. Under drug exposure, resistant cells produce 1.2 times as many offspring as sensitive cells. Calculate p after one generation of selection and explain the role of selection.
Quần thể vi khuẩn đơn bội có alen kháng thuốc p = 0,10. Trong thuốc, tế bào kháng tạo 1,2 lần số con so với tế bào nhạy. Tính p sau một vòng chọn lọc và giải thích vai trò chọn lọc.
単相細菌集団で耐性対立遺伝子頻度p = 0.10。薬剤下で耐性細胞の子孫数は感受性の1.2倍。1回選択後のpと選択の役割を求めよ。
HintGợi ýヒント
p′ = p·wR / [p·wR + (1−p)·wS].
p′ = p·wR / [p·wR + (1−p)·wS].
p′ = p·wR / [p·wR + (1−p)·wS]。
Step-by-step solutionLời giải từng bước解答と解説
Resistance allele contribution = 0.10 × 1.2 = 0.12; sensitive allele contribution = 0.90 × 1.0 = 0.90.
Đóng góp alen kháng = 0,10×1,2 = 0,12; alen nhạy = 0,90×1,0 = 0,90.
耐性寄与0.12、感受性寄与0.90。
Total pool = 1.02; p′ = 0.12 / 1.02 ≈ 0.1176 = 11.76%.
Tổng = 1,02; p′ = 0,12/1,02 ≈ 0,1176 = 11,76%.
総寄与1.02、p′ = 0.12/1.02 ≈ 0.1176 = 11.76%。
Allele frequency increases due to differential reproduction; selection acts on pre-existing alleles rather than purposefully inducing resistance mutations.
Tần số tăng do khác biệt sinh sản; chọn lọc đổi tần số alen đã có, không chủ động tạo đột biến kháng.
繁殖差で頻度が増えた。選択は既存対立遺伝子頻度を変え、耐性変異を目的的に作らない。
AnswerĐáp án答えp′ ≈ 0.1176 = 11.76%; selection increases the frequency of the pre-existing resistance allele due to reproductive advantage.
p′ ≈ 0,1176 = 11,76%; chọn lọc tăng tần số alen kháng đã có nhờ lợi thế sinh sản.
p′ ≈ 0.1176 = 11.76%。繁殖上の利点で既存の耐性頻度が上昇。
Check your workTự kiểm tra確認
p′ must be greater than 0.10 but less than 1; 0.1176 is reasonable after one generation.
p′ phải lớn hơn 0,10 nhưng dưới 1; 0,1176 hợp lý sau một vòng.
p′は0.10より大きく1未満で、0.1176は1回選択として妥当。
Common mistakeLỗi cần tránh注意点
Do not take 0.12 as the final frequency; it must be normalized by total offspring pool 1.02.
Không lấy 0,12 làm tần số cuối; phải chuẩn hóa theo tổng số con 1,02.
0.12を最終頻度とせず、総子孫1.02で正規化する。
Exercise 4Bài tự luyện 4自習問題 4
Given the DNA coding strand 5′-ATG TTT CCT AAA TAA-3′, determine the mRNA and amino acid sequence if the 8th nucleotide, the second C in codon CCT is substituted with T (CCT→CTT). Compare this mutation's impact with an insertion of a single T immediately after ATG.
Cho đoạn mạch mã hóa DNA: 5′-ATG TTT CCT AAA TAA-3′. Nếu nucleotide thứ 8, tức C thứ hai của codon CCT bị đột biến thay thế thành T (CCT→CTT), hãy xác định trình tự mRNA và chuỗi amino acid thu được. So sánh tác động của đột biến này với đột biến chèn thêm 1 nucleotide T vào ngay sau ATG.
DNAコード鎖 5′-ATG TTT CCT AAA TAA-3′ について、8番目の塩基C(CCTコドンの2番目のC)がTへ置換(CCT→CTT)された場合、得られるmRNAとアミノ酸配列を求めよ。また、ATGの直後に塩基Tが1つ挿入された場合の影響と比較せよ。
HintGợi ýヒント
Transcribing the coding strand replaces T with U. Check which amino acids CCU and CUU code for. Consider how inserting 1 base affects the reading frame.
Đổi T thành U để viết mRNA từ mạch mã hóa. Đối chiếu CCU và CUU trong bảng mã di truyền. Khi chèn một base, chia lại toàn bộ các bộ ba từ điểm bắt đầu dịch mã.
コード鎖のTをUに置換してmRNAを得る。CCTとCTT(mRNAではCCUとCUU)のアミノ酸を比べる。1塩基挿入が読み枠に与える影響を考える。
Step-by-step solutionLời giải từng bước解答と解説
Normal state: The mRNA sequence is 5′-AUG UUU CCU AAA UAA-3′, translating into the amino acid sequence Met–Phe–Pro–Lys–Stop.
Trạng thái bình thường: Trình tự mRNA là 5′-AUG UUU CCU AAA UAA-3′, dịch mã ra chuỗi amino acid Met–Phe–Pro–Lys–Stop.
正常状態:mRNA配列は 5′-AUG UUU CCU AAA UAA-3′ であり、Met–Phe–Pro–Lys–Stop へ翻訳される。
Substitution mutation CCT→CTT: mRNA sequence becomes 5′-AUG UUU CUU AAA UAA-3′. Codon CUU codes for Leucine (Leu), changing the sequence to Met–Phe–Leu–Lys–Stop (missense mutation preserving reading frame).
Đột biến thay thế CCT→CTT: Trình tự mRNA thành 5′-AUG UUU CUU AAA UAA-3′. Codon CUU mã hóa cho Leucine (Leu), làm chuỗi amino acid thành Met–Phe–Leu–Lys–Stop (đột biến sai nghĩa, giữ nguyên khung đọc).
CCT→CTT置換変異:mRNA配列は 5′-AUG UUU CUU AAA UAA-3′ となる。CUUはロイシン(Leu)をコードし、Met–Phe–Leu–Lys–Stop へ変化する(読み枠不変のミスセンス変異)。
Insertion mutation of T after ATG: mRNA sequence becomes 5′-AUG U UUU CCU AAA UAA-3′. The reading frame after Met shifts to AUG UUU UCC UAA..., yielding Met–Phe–Ser–Stop (introducing an early stop codon at the 4th triplet).
Đột biến chèn T sau ATG: Trình tự mRNA thành 5′-AUG U UUU CCU AAA UAA-3′. Khung đọc từ sau Met bị dịch chuyển thành AUG UUU UCC UAA..., tạo ra Met–Phe–Ser–Stop (codon kết thúc xuất hiện sớm ở bộ ba thứ 4).
ATG直後のT挿入変異:mRNA配列は 5′-AUG U UUU CCU AAA UAA-3′ となる。Met以降の読み枠がシフトして AUG UUU UCC UAA... となり、Met–Phe–Ser–Stop を生じる(4番目のコドンが早期終止となる)。
AnswerĐáp án答えThe substitution CCT→CTT replaces Proline with Leucine (Met–Phe–Leu–Lys–Stop). The single-base insertion causes a frameshift, altering the downstream amino acid sequence and introducing an early stop codon (Met–Phe–Ser–Stop).
Đột biến thay thế CCT→CTT đổi Proline thành Leucine (Met–Phe–Leu–Lys–Stop). Đột biến chèn 1 base gây dịch khung đọc, làm thay đổi cách chia bộ ba ở phía sau và xuất hiện codon kết thúc sớm (Met–Phe–Ser–Stop).
CCT→CTT置換はプロリンをロイシンに変える(Met–Phe–Leu–Lys–Stop)。1塩基挿入はフレームシフトを引き起こし、下流のコドンの区切りを変えて早期終止コドンを生じる(Met–Phe–Ser–Stop)。
Check your workTự kiểm tra確認
CCT→CCU (Pro) and CTT→CUU (Leu); insertion re-groups codons to AUG (Met), UUU (Phe), UCC (Ser), UAA (Stop).
CCT→CCU (Pro) và CTT→CUU (Leu); đột biến chèn 1 base tạo nhóm bộ ba mới: AUG (Met), UUU (Phe), UCC (Ser), UAA (Stop).
CCT→CCU (Pro)、CTT→CUU (Leu)。1塩基挿入後のコドン区切り:AUG (Met), UUU (Phe), UCC (Ser), UAA (Stop)。
Common mistakeLỗi cần tránh注意点
Note that frameshift insertion can generate a stop codon earlier than in the original wild-type sequence.
Cần chú ý rằng đột biến chèn có thể tạo ra codon kết thúc sớm hơn hoặc muộn hơn so với chuỗi gốc.
挿入変異によって元の終止位置とは異なる場所に早期終止コドンが生じる点に注意する。