Ma di truyen (tieng Anh: Genetic code) la bo quy tac ma cac te bao song su dung đe dich ma thong tin đuoc ma hoa trong vat lieu di truyen (nhung chuoi bo ba nucleotide hoac codon cua DNA hoac RNA) thanh protein. Dich ma đuoc ribosome tien hanh, lien ket amino acid tao protein theo thu tu ma RNA thong tin (mRNA) quy đinh, su dung cac phan tu cua RNA van chuyen (tRNA) đe mang amino acid va đoc ba nucleotide cua mRNA cung luc. Ma di truyen rat giong nhau giua moi sinh vat va co the trinh bay trong bang 64 o.
Trong sinh tong hop protein, cac codon co vai tro xac đinh amino acid nao se đuoc "lap" vao vi tri ke tiep tren tren chuoi. Mot bo ba nucleotide trong trinh tu acid nucleic chi ma hoa cho mot amino acid duy nhat (tru mot vai truong hop ngoai le). Đa so gen đuoc ma hoa bang mot so đo duy nhat (xem bang ma RNA). So đo đo thuong đuoc goi la ma di truyen tieu chuan, hay đon gian la ma di truyen. Co ton tai cac ma bien the (variant code), chang han nhu trong ty the.


Lich su Cau truc DNA đuoc phat hien vao nam 1953, tu thoi điem đo hang loat cac nghien cuu ve ma hoa protein đuoc tien hanh. Nha sinh ly hoc nguoi Anh Francis Crick va nha sinh vat hoc nguoi My James Watson lam viec cung nhau tai Phong thi nghiem Cavendish cua Đai hoc Cambridge, ho cung đua ra gia thuyet rang thong tin truyen tu DNA va co moi lien he giua DNA va protein. Nha vat ly nguoi My goc Lien Xo George Gamow la nguoi đau tien tao ra so đo tong hop protein tu DNA. Ong cho rang bo ba base phai đuoc dung đe ma hoa 20 amino acid tieu chuan ma cac te bao song su dung đe tao nen protein, tuc cho phep toi đa 43 = 64 amino acid. Ong đat ten tuong tac cua DNA-protein nay (ma di truyen goc) la "ma kim cuong" (diamond code).
Nam 1954, Gamow thanh lap mot to chuc khoa hoc khong chinh thuc la cau lac bo RNA Tie (theo đe xuat cua Watson) danh cho cac nha khoa hoc co quan điem khac nhau, cung quan tam đen cach thuc protein đuoc tong hop tu gen. Tuy nhien, cau lac bo chi co 20 thanh vien thuong truc, moi thanh vien đai dien cho mot amino acid; va cau lac bo nay co them 4 thanh vien danh du đe đai dien cho bon nucleotide cua DNA.
Đong gop đau tien cua cau lac bo cho khoa hoc ve sau đuoc ghi nhan la "mot trong nhung bai bao chua cong bo quan trong nhat trong lich su khoa hoc" va "bai bao chua cong bo noi tieng nhat trong bien nien su sinh hoc phan tu," do Crick tien hanh. Crick trinh bay mot bai bao đanh chu co nhan đe "On Degenerate Templates and the Adaptor Hypothesis: A Note for the RNA Tie Club" gui cho cac thanh vien cua cau lac bo vao thang 1 nam 1955; bai bao nay "thay đoi hoan toan cach ma chung ta nghi ve tong hop protein", nhu Watson ke lai. Gia thuyet cho rang ma bo ba khong đuoc truyen cho cac amino acid nhu Gamow nghi, ma đuoc mot phan tu khac cat giu (mot "tac nhan thich ung" (adaptor) tuong tac voi cac amino acid). Sau nay, "tac nhan thich ung" đuoc xac đinh la tRNA.


= Codon =
Thi nghiem Crick, Brenner, Barnett va Watts-Tobin lan đau chung minh rang codon bao gom ba base DNA. Marshall Nirenberg va Heinrich J. Matthaei la nhung nguoi đau tien tiet lo ban chat cua mot ma vao nam 1961.
Ho đa su dung mot he thong phi te bao (cell-free system) đe dich ma mot trinh tu RNA poly-uracil (vi du: UUUUU...) va phat hien ra rang polypeptide ma ho đa tong hop chi gom co chi amino acid phenylalanin. Do đo, ho suy luan rang codon UUU quy đinh amino acid phenylalanin.
Ke đen la cac thi nghiem trong phong thi nghiem cua Severo Ochoa đa chung minh rang trinh tu RNA poly-adenin (AAAAA...) đuoc ma hoa cho polypeptide poly-lysin va trinh tu RNA poly-cytosine (CCCCC...) đuoc ma hoa cho polypeptide poly-prolin. Do đo, codon AAA quy đinh amino acid lysin con codon CCC quy đinh amino acid prolin. Nho su dung nhieu chat copolymer ma sau đo hau het cac ma con lai đa đuoc xac đinh.
Nghien cuu cua Har Gobind Khorana xac đinh cac ma di truyen con lai. Ngay sau đo, Robert W. Holley xac đinh cau truc cua RNA van chuyen (tRNA), phan tu thich ung ho tro qua trinh dich ma RNA thanh protein. Nghien cuu nay dua tren nhung nghien cuu truoc cua Ochoa. Nam 1959, Ochoa nhan giai Nobel ve Sinh ly hoc va Y hoc cho cong trinh nghien cuu ve enzym hoc trong tong hop RNA.
Qua viec mo rong nghien cuu, Nirenberg va Philip Leder tiet lo ban chat bo ba cua ma di truyen va giai ma cac codon trong no. Trong nhung thi nghiem nay, nhieu to hop cua mRNA đuoc truyen qua mot bo loc chua ribosome, nhung thanh phan cua te bao dich RNA thanh protein. Nhung bo ba ma hoa đa thuc đay cac tRNA cu the lien ket voi ribosome. Leder va Nirenberg con co the xac đinh trinh tu cua 54 trong so 64 codon o thi nghiem cua ho. Khorana, Holley va Nirenberg cung nhan giai Nobel nam 1968 cho cong trinh nghien cuu cua ho.
Hai nha khoa hoc kham pha ra bo ba ket thuc la Richard Epstein va Charles Steinberg. Ho đat ten bo ba UAA la ochre, UAG la amber, con UGA la opal. "Amber" đuoc đat theo ten  cua Harris Bernstein (nguoi ban cua hai nha khoa hoc tren), trong đo "bernstein" trong tieng Đuc nghia la ho phach, tieng Anh la "amber". Hai codon ket thuc khac đuoc đat ten la "ochre" (mau tho hoang) va "opal" đe giu theo chu đe mau sac.


= Ma di truyen mo rong (sinh hoc tong hop) =
Trong nhieu đoi tuong hoc thuat, khai niem ve su tien hoa cua ma di truyen tu ma di truyen goc va mo ho sang ma ranh mach ("ma đong cung"- "frozen") voi danh muc 20 (+2) amino acid chinh tac đuoc nhieu nguoi chap nhan. Tuy nhien lai co nhung y kien, khai niem, cach tiep can va y tuong khac nhau, đay la cach tot nhat đe thay đoi no bang thuc nghiem. Tham chi cac mo hinh đuoc đe xuat đe du đoan "điem vao" ma amino acid tong hop dung đe xam nhap vao ma di truyen.
Ke tu nam 2001, 40 amino acid phi tu nhien đa đuoc bo sung vao protein bang cach tao ra mot codon đoc nhat (tai ma hoa) va mot RNA van chuyen tuong ung: aminoacyl – cap tRNA-synthetase đe ma hoa no voi nhung đac tinh hoa ly va sinh hoc đa dang, voi muc tieu su dung nhu mot cong cu đe kham pha cau truc va chuc nang cua protein, hoac đe tao moi hoac tang cuong protein. H. Murakami va M. Sisido đa mo rong mot so codon thanh 4 va 5 base. Steven A. Benner thi xay dung ma chuc nang thu 65 (in vivo).
Nam 2015, N. Budisa, D. Soll va cac đong nghiep đa thong bao su thay the hoan toan cua tat ca 20.899 du luong tryptophan (codon UGG) bang thienopyrrole-alanin phi tu nhien trong ma di truyen cua vi khuan Escherichia coli. Nam 2016, sinh vat ban tong hop on đinh đau tien đuoc tao ra. Đo la mot loai vi khuan (đon bao) co hai base tong hop (đuoc goi la X va Y). Nhung base song sot phan chia te bao. Nam 2017, cac nha nghien cuu o Han Quoc thong bao rang ho đa tao ra mot con chuot mang ma di truyen mo rong co the tao ra protein chua amino acid phi tu nhien.
Thang 5 nam 2019, cac nha nghien cuu thong bao ho đa tao ra mot chung "Syn61" moi cua vi khuan Escherichia coli. Chung nay co bo gen tong hop đay đu đuoc tai cau truc (moi phan chong cheo mo rong), tai ma hoa (loai bo hoan toan viec su dung ba trong so 64 codon) va đuoc đieu chinh them đe loai bo nhung tRNA va cac nhan to giai phong hien khong can thiet. Chung vi khuan nay hoan toan song đuoc va phat trien cham hon 1,6 lan so voi chung ban sao type hoang da "MDS42".


Đac tinh = Khung đoc =
Mot khung đoc đuoc xac đinh boi bo ba nucleotide đau tien ma dich ma dung đe khoi đong. No thiet lap khung cho mot chuoi cac codon lien tiep va khong chong cheo, đuoc goi la "khung đoc mo" (ORF). Vi du: chuoi 5'-AAATGAACG-3' (nhu hinh ben), neu đuoc đoc tu vi tri đau tien thi chua cac codon AAA, TGA va ACG; neu đoc tu vi tri thu hai thi no chua codon AAT va GAA; con neu đuoc đoc tu vi tri thu ba, no chua cac codon ATG va AAC. Vi the moi trinh tu co the đuoc đoc theo huong 5' → 3' o ba khung đoc, moi khung cho ra mot trinh tu amino acid rieng biet: nhu trong vi du đa cho, lan luot la Lys (K)-Trp (W)-Thr (T), Asn (N)-Glu (E), hoac Met (M)-Asn (N) (khi dich ma voi ma ty the cua đong vat co xuong song). Khi DNA o dang soi kep, 6 khung đoc co the đuoc xac đinh, ba khung theo đinh huong tren mot soi va ba khung theo huong nguoc lai tren soi đoi dien. Cac khung ma hoa protein đuoc xac đinh boi mot ma mo đau, thuong la codon AUG (ATG) đau tien trong trinh tu RNA (DNA).
O sinh vat nhan chuan, ORF o exon thuong bi intron lam gian đoan.


= Ma mo đau va ket thuc =
Dich ma khoi đau bang ma mo đau. Chi rieng ma mo đau la khong đu đe bat đau qua trinh. Cac trinh tu gan đo nhu trinh tu Shine-Dalgarno o E. coli va cac yeu to khoi đau cung đuoc yeu cau bat đau dich ma. Ma mo đau pho bien nhat la AUG, đuoc đoc la methionin hoac formylmethionin (o vi khuan, ty the va lap the). Cac ma mo đau chuyen đoi phu thuoc vao sinh vat ke ca "GUG" hoac "UUG"; nhung codon nay thuong lan luot đai dien cho valin va leucin, nhung la dang ma mo đau, chung đuoc dich ma thanh methionin hoac formylmethionin.
Ba ma ket thuc co cac ten goi: UAG la amber, UGA la opal (đoi khi con đuoc goi la umber) va UAA la ochre. Nhung ma ket thuc con đuoc goi la ma "cham dut" hoac "vo nghia". Chung phat tin hieu giai phong polypeptide moi sinh ra tu ribosome vi khong co tRNA cung nguon goc nao mang cac anticodon bo sung cho cac tin hieu ket thuc nay, thay vao đo cho phep mot yeu to giai phong lien ket voi ribosome.


= Tac đong cua đot bien =

Trong qua trinh nhan đoi DNA, đoi khi xay ra cac loi trong phan ung trung hop o soi thu hai. Nhung loi nay (hay đot bien) co the tac đong đen kieu hinh cua sinh vat, đac biet neu chung xay ra trong trinh tu ma hoa protein cua gen. Ty le loi thuong la 1 loi o tung 10–100 trieu base—do kha nang "hieu đinh" cua DNA polymerase.
Đot bien sai nghia va đot bien vo nghia la nhung vi du ve đot bien điem co the gay ra cac benh di truyen nhu benh hong cau hinh liem va tan mau bam sinh. Nhung đot bien sai nghia quan trong ve mat lam sang thuong thay đoi cac đac tinh cua goc amino acid đa ma hoa o giua cac trang thai co ban, acid, phan cuc hoac khong phan cuc, trong khi đot bien vo nghia dan đen mot ma ket thuc.
Nhung đot bien lam gian đoan trinh tu khung đoc bang cach them bot (them hoac xoa) cua mot base khong phai boi so cua 3 nucleotide đuoc goi la đot bien dich khung. Nhung đot bien nay thuong dan đen dich ma hoan toan khac voi ban goc va co the lam ma ket thuc đuoc đoc, roi no cat ngan protein. Nhung đot bien nay co the lam giam chuc nang cua protein va do đo rat hiem xay ra trong cac trinh tu ma hoa protein in vivo. Mot ly do lam su di truyen cua cac đot bien dich khung hiem gap la neu viec protein đuoc dich ma la can thiet đe phat trien duoi ap luc chon loc ma sinh vat phai đoi mat, thi viec khong co protein chuc nang co the gay ra cai chet truoc khi sinh vat song đuoc. Đot bien dich khung co the dan đen cac benh di truyen nghiem trong nhu benh Tay–Sachs.
Mac du đa so đot bien lam thay đoi trinh tu protein la co hai hoac ca loi lan hai, nhung mot vai đot bien lai co loi. Nhung đot bien nay co the cho phep sinh vat đot bien chiu đuoc cac ap luc moi truong cu the tot hon cac sinh vat hoang da hoac sinh san nhanh hon. O nhung truong hop nay, đot bien se co xu huong tro nen pho bien hon trong quan the thong qua chon loc tu nhien. Nhung virus su dung RNA lam vat lieu di truyen cua chung co ty le đot bien nhanh; đay co the la mot loi the, vi nhung virus nay nho the ma tien hoa nhanh chong va tranh đuoc cac phan ung phong thu cua he mien dich. O nhung quan the lon cua sinh vat sinh san vo tinh, chang han nhu E. coli, nhieu đot bien co loi co the cung xay ra. Hien tuong nay đuoc goi la giao thoa vo tinh va gay ra canh tranh giua cac đot bien.


= Thoai hoa =

Thoai hoa la tinh trang du thua cua ma di truyen. Thuat ngu nay đuoc đua ra boi Bernfield va Nirenberg. Ma di truyen co tinh du thua nhung khong mo ho (xem bang ma ben duoi đe biet moi tuong quan đay đu). Vi du, mac du codon GAA va GAG đeu xac đinh acid glutamic (du thua), ca hai khong xac đinh amino acid nao khac (khong mo ho). Cac codon ma hoa mot amino acid co the khac nhau o bat ky cho nao nao trong ba vi tri cua chung. Vi du, amino acid leucin đuoc xac đinh boi cac codon YUR hoac CUN (UUA, UUG, CUU, CUC, CUA hoac CUG) (khac biet o vi tri thu nhat hoac thu ba đuoc the hien nho su dung ky hieu IUPAC), trong khi amino acid serin đuoc xac đinh boi cac codon UCN hoac AGY (UCA, UCG, UCC, UCU, AGU hoac AGC) (khac biet o vi tri thu nhat, thu hai hoac thu ba). Mot hau qua thuc te cua tinh du thua la cac loi o vi tri thu ba cua codon bo ba chi gay ra đot bien tham lang hoac mot loi khong anh huong đen protein vi tinh ua nuoc hoac ky nuoc đuoc duy tri bang cach thay the cac amino acid tuong đuong; vi du, mot codon cua NUN (trong đo N = bat ky nucleotide nao) co xu huong ma hoa cho cac amino acid ky nuoc. NCN tao ra goc amino acid co kich thuoc nho va tinh ky nuoc vua phai; NAN ma hoa goc ua nuoc co kich thuoc trung binh. Ma di truyen co cau truc phu hop voi tinh ky/ua nuoc đen muc mot phep phan tich toan hoc (phep phan tich suy bien) gom 12 bien so (4 nucleotide x 3 vi tri) mang lai mot moi tuong quan đang chu y (C = 0,95) nham du đoan tinh ky/ua nuoc cua amino acid đuoc ma hoa truc tiep tu trinh tu bo ba nucleotide, ma khong co dich ma. Luu y trong bang duoi đay, 8 amino acid hoan toan khong bi anh huong boi đot bien o vi tri thu ba cua codon, trong khi o hinh phia tren, đot bien o vi tri thu hai co the gay ra thay đoi co ban ve tinh chat ly hoa cua amino acid đa ma hoa. Tuy nhien, nhung thay đoi o vi tri đau tien cua codon quan trong hon nhung thay đoi o vi tri thu hai tren pham vi toan cau. Ly do co the la đao nguoc đien tich (tu đien tich duong sang đien tich am hoac nguoc lai) chi co the xay ra khi đot bien o vi tri đau tien cua mot so codon nhat đinh, chu khong the xay ra khi thay đoi o vi tri thu hai cua bat ky codon nao. Su đao nguoc đien tich nhu vay co the gay ra nhung hau qua nghiem trong đoi voi cau truc hoac chuc nang cua protein. Khia canh nay co the tung bi cac nghien cuu truoc đay đanh gia thap.


= Xu huong su dung codon =
Tan suat cua codon, con đuoc goi la xu huong su dung codon, co the khac nhau giua cac loai voi y nghia chuc nang ve kiem soat dich ma. Codon thay đoi tuy theo sinh vat; vi du, codon prolin pho bien nhat o E. coli la CCG trong khi o nguoi, đay la cum prolin it đuoc su dung nhat.


Ma di truyen khac = Amino acid phi tieu chuan =
O mot vai protein, amino acid phi tieu chuan đuoc thay the cho ma ket thuc tieu chuan, phu thuoc vao trinh tu tin hieu lien quan trong RNA thong tin. Vi du, UGA co the ma hoa cho selenocysteine con UAG co the ma hoa cho pyrrolysine. Selenocysteine đuoc xem la amino acid thu 21 con pyrrolysine la amino acid thu 22. Khong nhu selenocysteine, UAG do pyrrolysine ma hoa đuoc dich ma voi su tham gia cua mot synthetase aminoacyl-tRNA rieng biet. Ca selenocysteine lan pyrrolysine đeu co the o cung mot sinh vat. Mac du ma di truyen thuong đuoc co đinh trong mot sinh vat, sinh vat nhan so co khuan Acetohalobium arabaticum co the mo rong ma di truyen cua no tu 20 len 21 amino acid (bang cach chua ca pyrrolysine) trong cac đieu kien phat trien khac nhau.


= Bien the =

Luc đau co mot nhan đinh đon gian va đuoc nhieu nguoi chap nhan rang ma di truyen phai co tinh pho bien: cu the la bat ky bien the nao trong ma di truyen se lam chet sinh vat (mac du Crick tuyen bo rang virus la mot ngoai le). Đay đuoc goi la lap luan "su co bat dich" (frozen accident) ve tinh pho bien cua ma di truyen. Tuy nhien, trong bai bao chuyen đe ve nguon goc cua ma di truyen nam 1968, Francis Crick van tuyen bo rang tinh pho bien cua ma di truyen o moi sinh vat la mot gia đinh chua đuoc chung minh va co le khong đung trong mot vai truong hop. Ong du đoan rang "Ma co tinh pho bien (giong nhau o moi sinh vat) hoac gan nhu vay". Bien the đau tien đuoc phat hien vao nam 1979 boi cac nha nghien cuu gen ty the o nguoi. Sau đo nhieu bien the nhe đa đuoc phat hien, bao gom nhieu ma ty the chuyen đoi khac nhau. Vi du, cac bien the nho nay lien quan đen dich codon UGA thanh tryptophan o cac loai Mycoplasma, va dich CUG thanh serine thay vi leucine trong nam men cua "nhanh CTG" (chang han nhu Candida albicans). Vi virus phai su dung chung ma di truyen lam vat chu cua chung nen viec bien đoi ma di truyen tieu chuan co the can tro qua trinh tong hop hoac hoat đong cua protein virus. Tuy nhien, cac loai virus nhu totivirus lai thich nghi voi bien đoi ma di truyen cua vat chu. O vi khuan va co khuan, GUG va UUG la cac codon mo đau pho bien. Trong mot so it truong hop, mot vai protein co the su dung ma mo đau chuyen đoi. Đang ngac nhien la cac bien the trong giai thich ma di truyen cung ton tai trong cac gen ma hoa nhan o nguoi: Nam 2016, cac nha khoa hoc trong luc nghien cuu dich ma cua malate dehydrogenase đa phat hien ra rang trong khoang 4% mRNA ma hoa enzyme nay, codon ket thuc đuoc su dung tu nhien đe ma hoa amino acid tryptophan va arginine. Kieu ma hoa lai nay ra đoi do boi ma ket thuc đoc xuyen cao va no đuoc goi la đoc xuyen dich ma chuc nang (functional translational readthrough).
Bat chap nhung khac biet nay, moi ma xuat hien tu nhien ma con nguoi đa biet rat giong nhau. Co che ma hoa giong nhau o moi sinh vat: codon ba base, tRNA, ribosome, đoc mot huong va dich codon đon le thanh cac amino acid đon le. Nhung bien the cuc đoan nhat xay ra o mot so tiem mao nhat đinh, noi y nghia cua codon ket thuc phu thuoc vao vi tri cua chung trong mRNA. Khi o gan đau 3', chung đong vai tro la đau cuoi trong khi o cac vi tri ben trong, chung ma hoa amino acid nhu trong Condylostoma magnum hay kich hoat dich khung ribosome (ribosomal frameshifting) nhu o Euplotes.
Nguon goc va bien the cua ma di truyen (ke ca nhung co che đang sau kha nang tien hoa cua ma di truyen) đa đuoc nghien cuu sau rong, mot vai nghien cuu đuoc tien hanh bang thuc nghiem tien hoa ma di truyen cua mot so sinh vat.


= Suy luan =
Ma di truyen bien the ma mot sinh vat su dung co the đuoc suy luan bang xac đinh cac gen bao ton cao đuoc ma hoa trong bo gen đo, roi so sanh viec su dung codon cua no voi amino acid trong protein tuong đong cua cac sinh vat khac. Vi du, chuong trinh FACIL suy luan ra ma di truyen bang tim xem cac amino acid nao trong vung protein tuong đong thuong đuoc đat thang hang theo tung codon nhat. Xac xuat thu đuoc amino acid (hay ma ket thuc) o moi codon đuoc the hien trong mot logo ma di truyen.
Tu thang 1 nam 2022, Shulgina va Eddy đa tien hanh cuoc khao sat đay đu nhat ve ma di truyen, ho sang loc 250.000 bo gen cua sinh vat nhan so bang cong cu Codetta cua ho. Cong cu nay su dung cach tiep can tuong tu nhu FACIL voi co so du lieu Pfam lon hon. Mac du NCBI cung cap 33 bang dich ma, nhung hai tac gia cua khao sat co the tim thay 5 bien the ma di truyen moi (đuoc chung thuc boi cac đot bien tRNA) va sua mot so quy ket loi.


Nguon goc Ma di truyen la mot phan quan trong trong lich su su song, theo mot phien ban ma cac phan tu RNA tu nhan ban co truoc su song nhu chung ta biet. Đay goi la gia thuyet the gioi RNA. Theo gia thuyet nay, bat ky mo hinh nao ve su xuat hien cua ma di truyen đeu lien quan mat thiet đen mo hinh van chuyen tu ribozyme (enzym RNA) sang protein duoi dang enzym chinh trong te bao. Nham tuan theo gia thuyet the gioi RNA, cac phan tu RNA van chuyen duong nhu tien hoa truoc cac synthetase aminoacyl-tRNA hien đai, do đo synthetase khong the la phan giai thich cho cac mo hinh cua no.
Mot ma di truyen tien hoa ngau nhien theo gia thuyet tiep tuc thuc đay mot mo hinh sinh hoa hoac tien hoa ve nguon goc cua no. Neu amino acid đuoc xep ngau nhien vao cac codon bo ba thi co the co 1,5×1084 ma di truyen. Con so nay đuoc tim ra bang phep tinh so cach ma 21 mon đo (20 amino acid cong voi mot ma ket thuc) co the đung trong 64 thung, trong đo moi mon đo đuoc su dung it nhat mot lan. Tuy nhien, su phan chia cac codon trong ma di truyen khong ngau nhien. Cu the, ma di truyen tap hop mot so phan chia amino acid nhat đinh.
Nhung amino acid chung con đuong sinh tong hop co xu huong mang cung base đau tien trong cac codon cua chung. Đay co the la mot su hoc lai tien hoa cua mot ma di truyen so khai va đon gian hon voi it amino acid hon, ma sau nay đa tien hoa đe ma hoa mot bo amino acid lon hon. Đieu nay cung co the phan anh tinh chat hoa hoc va khong gian tac đong khac đen codon trong qua trinh tien hoa cua amino acid ay. Nhung amino acid co tinh chat vat ly tuong tu cung co xu huong chua cac codon tuong tu, lam giam cac van đe ma đot bien điem va dich ma sai gay ra.
Bang gian đo ma hoa bo ba di truyen khong ngau nhien, mot gia thuyet chap nhan đuoc ve nguon goc cua ma di truyen co the giai quyet nhieu khia canh cua bang codon, chang han nhu vang cac codon cho acid D-amino, mau codon thu cap cho mot so amino acid, su han che cac vi tri tuong đong toi vi tri thu ba, bo ma nho chi co 20 amino acid (thay vi mot so bo co gan 64 amino acid) va moi quan he cua cac mau ma ket thuc voi cac mau ma hoa amino acid.
Co ba gia thuyet chinh nhac đen nguon goc cua ma di truyen. Nhieu mo hinh thuoc ve mot trong so chung hoac ket hop nhieu gia thuyet:

Đong bang ngau nhien (Random freeze): ma di truyen đuoc tao ra ngau nhien. Vi du, nhung ribozym kieu tRNA ban đau co the mang cac ai luc khac nhau đoi voi amino acid; cac codon xuat hien tu mot phan khac cua ribozyme the hien tinh bien đoi ngau nhien. Khi đa ma hoa đu peptide, bat ky bien đoi ngau nhien lon nao trong ma di truyen đeu co the gay chet nguoi; do đo no tro thanh "đong bang" (frozen).
Ai luc hoa lap the (Stereochemical affinity): ma di truyen la ket qua cua ai luc cao giua moi amion acid va codon hoac cum đoi ma cua no; lua chon cua cum đoi ma ngu y rang nhung phan tu tien tRNA khop voi cac amino acid tuong ung cua chung bang ai luc nay. Sau đo trong qua trinh tien hoa, su tuong thich nay dan bi thay the bang su tuong hop cua synthetase aminoacyl-tRNA.
Tinh toi uu (Optimality): ma di truyen tiep tuc tien hoa sau lan tao đau tien, vi the ma hien tai toi đa hoa mot vai chuc nang thich ung, thuong la mot so loai giam thieu loi.
Cac gia thuyet đa xu ly nhieu tinh huong khac nhau:

Nhung nguyen tac hoa hoc chi phoi tuong tac cu the cua RNA voi amino acid. Nhung thi nghiem voi aptamer cho thay rang mot vai amino acid so huu ai luc hoa chon loc đoi voi codon cua chung. Cac thi nghiem cho thay rang trong so 8 amino acid đuoc thu nghiem, 6 amino acid the hien su lien ket giua bo ba amino acid cua RNA.
Mo rong sinh tong hop. Ma di truyen phat trien tu mot ma đon gian hon truoc đay thong qua qua trinh "mo rong sinh tong hop". Su song nguyen thuy  "kham pha" ra nhung amino acid moi (vi du nhu cac san pham phu cua trao đoi chat) va roi ket hop mot vai trong so nay vao bo may ma hoa di truyen. Mac du nhieu bang chung gian tiep đa đuoc tim thay cho thay rang truoc đay it loai amino acid đuoc su dung hon, nhung gia thuyet chinh xac va chi tiet ve amino acid nao đuoc đua nhap ma theo thu tu ra sao đang gay tranh cai. Tuy nhien, mot so nghien cuu cho rang Gly, Ala, Asp, Val, Ser, Pro, Glu, Leu, Thr co the thuoc nhom amino acid bo sung đau, trong khi Cys, Met, Tyr, Trp, His, Phe co the thuoc nhom thanh nhom amino acid bo sung sau.
Chon loc tu nhien đa dan đen phan chia codon cua ma di truyen nham giam thieu tac đong cua đot bien. Mot gia thuyet gan đay đe xuat rang ma bo ba bat nguon tu nhung ma su dung lau hon codon bo ba (chang han nhu codon bo bon). Thoi gian giai ma bo ba dai hon se lam tang du thua codon va co kha nang khang loi cao hon. Tinh nang nay co the cho phep giai ma chinh xac khi khong co bo may dich ma phuc tap nhu ribosome, chang han nhu truoc khi te bao bat đau tao ra ribosome.
Kenh thong tin: Ly thuyet thong tin tiep can mo hinh hoa qua trinh dich ma di truyen thanh cac amino acid tuong ung nhu mot kenh thong tin de gay loi. Tieng on von co (tuc la loi) trong kenh đat ra cho sinh vat mot cau hoi co ban: lam the nao ma mot ma di truyen co the đuoc xay dung đe chong tieng on, ma van dich thong tin chinh xac va hieu qua? Nhung mo hinh "bien dang ty le" nay cho rang ma di truyen bat nguon tu tuong tac cua ba luc tien hoa xung đot: nhu cau amino acid đa dang, kha nang chiu loi va phi nguon song toi thieu. Ma xuat hien tai mot đong hoan khi xay dung ban đo codon thanh amino acid khong he ngau nhien. Su xuat hien cua ma ma to po chi phoi đuoc xac đinh boi nhung loi co the xay ra va lien quan đen van đe to mau ban đo.
Ly thuyet tro choi: Nhung mo hinh dua tren tro choi ra tin hieu ket hop cac yeu to cua ly thuyet tro choi, chon loc tu nhien va kenh thong tin. Nhung mo hinh nhu vay đa đuoc su dung đe đe xuat rang cac polypeptide đau tien duong nhu ngan va khong co chuc nang enzym. Nhung mo hinh thuyet tro choi cho rang viec to chuc cac chuoi RNA vao te bao co the la can thiet đe ngan chan su dung ma di truyen "lua bip", tuc la ngan chan cac loai virus tuong đuong co đai lan at the gioi RNA.
Ma ket thuc: Nhung cum dich ma ket thuc cung la mot khia canh thu vi đoi voi van đe nguon goc cua ma di truyen. Duoi dang vi du đe giai quyet tien hoa cua ma ket thuc, cac nha khoa hoc Cho rang codon ket thuc nhu vay đe cho chung co nhieu kha nang ket thuc dich ma som trong truong hop xay ra loi dich khung. Nguoc lai, mot so mo hinh phan tu hoa lap the giai thich nguon goc cua cac ma ket thuc la "khong gan đuoc".


Xem them Danh sach phan mem ky thuat di truyen
Bang codon


Chu thich Đoc them Lien ket ngoai Genetic code tai Encyclopædia Britannica (tieng Anh)
Ma di truyen: Bang ma di truyen
Co so du lieu su dung codon — Bang tan suat codon o nhieu sinh vat
Lich su giai ma di truyen Luu tru ngay 21 thang 10 nam 2007 tai Wayback Machine