Mối quan hệ giữa gien và protein trong việc biểu hiện tính trạng ở sinh vật là một quá trình quan trọng và cơ bản trong di truyền học. Để hiểu rõ hơn, ta có thể phân tích như sau:

1. Gien là gì?
Gien là một đoạn DNA mang thông tin di truyền. Mỗi gien mã hóa thông tin về cách thức sản xuất một loại protein cụ thể trong cơ thể sinh vật. Gien có thể xem như là "mã nguồn" chứa các chỉ thị để sản xuất protein.
2. Protein là gì?
Protein là các phân tử lớn, có cấu trúc phức tạp, đóng vai trò quan trọng trong hầu hết các hoạt động sinh học của cơ thể. Protein thực hiện các chức năng như cấu trúc tế bào, xúc tác các phản ứng sinh hóa (enzym), vận chuyển các chất trong cơ thể, và nhiều chức năng khác.
3. Mối quan hệ giữa gien và protein:
Gien mã hóa cho protein: Mỗi gien có một mã di truyền chứa thông tin về trình tự axit amin trong protein. Thông qua quá trình phiên mã (transcription) và dịch mã (translation), thông tin từ gien sẽ được chuyển hóa thành protein.Trong phiên mã, một gien trên DNA sẽ được sao chép thành mRNA (RNA thông tin).
Sau đó, trong dịch mã, mRNA sẽ được sử dụng làm khuôn mẫu để tổng hợp protein tại ribosome trong tế bào, với sự tham gia của tRNA.
Protein biểu hiện tính trạng: Các protein mà gien mã hóa là những yếu tố quyết định sự biểu hiện của tính trạng ở sinh vật. Ví dụ, gien quy định màu sắc của hoa sẽ mã hóa cho một loại enzyme tham gia vào quá trình tổng hợp sắc tố. Enzyme này, khi được tạo ra từ protein, sẽ tác động vào sự hình thành màu sắc của hoa.
4. Ví dụ minh họa:
Màu sắc mắt ở người: Gien kiểm soát màu mắt chứa thông tin di truyền quy định loại protein sản xuất sắc tố (melanin). Sự hiện diện và lượng melanin trong mắt sẽ quyết định màu sắc mắt của người đó (mắt nâu, mắt xanh, v.v...).
Bệnh Phenylketonuria (PKU): Đây là một ví dụ về mối quan hệ giữa gien và protein. Bệnh này do một đột biến gien khiến cơ thể không thể sản xuất một enzyme (protein) có tên phenylalanine hydroxylase, dẫn đến sự tích tụ phenylalanine trong cơ thể, gây ra tổn thương não.
Mối quan hệ giữa gien và protein là cơ sở để giải thích cách thức tính trạng di truyền được biểu hiện ở sinh vật. Gien chứa thông tin để tạo ra protein, và protein là những tác nhân trực tiếp thực hiện các chức năng sinh học, từ đó quyết định đặc điểm, tính trạng của sinh vật.