Phiên mã

QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ (Transcription) Một số đặc điểm trình phiên mã prokaryote Sự phiên mã phản ứng tổng hợp RNA dựa vào khuôn DNA •Một mạch phân tử DNA sợi khuôn •RNA polymerase xúc tác trình tổng hợp RNA •Hiện tượng phiên mã khơng có q trình sửa sai kèm theo trình tái Một số đặc điểm trình phiên mã prokaryote Chỉ hai mạch đơn phân tử DNA dùng làm khn •Ở mức độ gen riêng biệt, RNA pol chọn mạch khuôn cách gắn vào vùng promotor mạch chọn làm khn •Ở mức độ NST, chiều di chuyển RNA pol định mạch đơn chọn làm khuôn Một số đặc điểm q trình phiên mã prokaryote • RNA polymerase gồm nhiều tiểu đơn vị: α, β, β’,ω, σ • Tất gen prokaryote phiên mã enzyme RNA polymerase http://www.conservapedia.com/Gene_expression Các giai đoạn trình phiên mã Giai đoạn khởi động • RNA pol nhận biết trình tự khởi động (promotor) DNA nhờ tiểu đơn vị σ • RNA pol gắn cách lỏng lẻo vào trình tự -35 hình thành phức hợp “đóng” • Phức hợp “đóng” chuyển sang “mở”, vùng DNA từ trình tự -10 tháo xoắn, sợi đơn DNA dạng tự làm khn cho q trình tổng hợp RNA http://web.virginia.edu/Heidi/chapter31/chp31.htm Giai đoạn khởi đấu phiên mã Sự nhận biết promoter nhân tố σ; Phức hợp đóng; Phức hợp mở UV5 lac promoter gồm hai trình tự nucleotide vùng -35 vùng -10 Nguồn: www.microbiology.emory.edu/altman/f_protocols/f_tetramers/autoind_annot.html Các giai đoạn trình phiên mã Giai đoạn kéo dài •Khi phân tử RNA đạt chiều dài khoảng nucleotide, nhân tố σ tách khỏi phức hợp enzyme •Nhân tố σ thay nhân tố kéo dài (EF) •RNA pol tháo xoắn liên tục phân tử DNA chiều dài khoảng 17 nu •Sợi RNA tách dần khỏi mạch khn trừ đoạn khoảng 12 nu tính từ điểm tăng trưởng liên kết với DNA •Phần DNA tháo xoắn RNA pol xoắn lại Giai đoạn kéo dài trình phiên mã Quá trình phiên mã gồm giai đoạn: khởi động, kéo dài kết 10 thúc Dấu hiệu kết thúc phiên mã vi khuẩn 12 Các tín hiệu phiên mã E coli http://www.biog1105-1106.org/demos/106/unit02/3d.prokterminationsignal.html13 Nhân tố ρ gắn vào sợi RNA vị trí khơng có ribosome http://www.sci.sdsu.edu/~smaloy/MicrobialGenetics/topics/chroms-genes-prots/rho-polarity.html14 Sự kết thúc phiên mã phụ thuộc yếu tố ρ RNA nằm cuộn bên phức hợp ρ, kéo RNA khỏi RNA pol khiến RNA pol 15 tách khỏi DNA Một số đặc điểm trình phiên mã eukaryote •Ở eukaryote có ba loại RNA pol (I, II, III) chịu trách nhiệm phiên mã rRNA, mRNA RNA kích thước nhỏ (tRNA, RNA 5S) •Các mRNA vừa phiên mã nhân phải trải qua trình biến đổi trước di chuyển tế bào chất •Q trình phiên mã dịch mã khơng diễn đồng thời prokaryote •Sự khởi động phiên mã các thể đa bào eukaryote không đáp ứng tức thời với điều kiện ngoại cảnh prokaryote 16 Cấu trúc gen mã hoá protein tế bào eukaryote Cấu trúc gen tế bào eukaryote gồm có vùng: • Vùng 5’ mang trình tự điều hồ biểu gen trình tự hoạt hố phiên mã • Vùng phiên mã gồm intron exon • Vùng 3’ có chức chưa rõ, mang trình tự điều hoà chuyên biệt 17 Cấu trúc gen eukaryote 18 Các giai đoạn trình phiên mã eukaryote Giai đoạn khởi động •RNA pol II bắt đầu hoạt động phiên mã nhờ nhiều nhân tố phiên mã (transcription factor, TF) có chất protein •TFIID nhận biết gắn vào trình tự TATA, sau nhân tố TFIIA gắn vào TFIID •RNA pol II liên kết với TFIIB gắn với phức hợp TFIID-TFIIA •Một phân tử ATP cung cấp lượng đến tách mạch DNA, phức hợp “mở” •Nhân tố TFIIE cho phép khởi động phiên mã 19 Các giai đoạn trình phiên mã eukaryote Giai đoạn kéo dài Phân tử RNA tổng hợp từ mạch khuôn DNA nhờ nhân tố TFIIS Giai đoạn kết thúc Sự phiên mã kết thúc trước điểm gắn đuôi polyA xa, có liên quan đến cấu trúc “kẹp tóc” theo sau trình tự giàu GC 20 Các giai đoạn trình phiên mã eukaryote Q trình trưởng thành tiền mRNA •Gắn mũ chụp (capping) bước 7-methyl guanin gắn vào đầu 5’ mRNA qua liên kết 5’-5’ triphosphate •Gắn đuôi polyA mRNA bị cắt bỏ khoảng 20 nu nằm trước trình tự AAUAAA PolyA polymerase gắn lượng adenin định vào đầu 3’ mRNA Protein PABP gắn vào đuôi polyA giúp ổn định mRNA liên quan đến việc khởi đầu dịch mã •Q trình ghép nối (splicing) Quá trình loại bỏ intron nối exon lại với 21 Quá trình gắn mũ chụp mRNA (http://themedicalbiochemistrypage.org/rna.php) 22 Các giai đoạn trình phiên mã eukaryote Quá trình ghép nối RNA (RNA splicing) •Được điều khiển trình tự đặc biệt (vị trí cắt) vùng nối intron – exon •Ba trình tự vùng intron có vai trị quan trọng: trình tự GU đầu 5’ intron, trình tự “tẻ nhánh” giàu base pyrimidine bao quanh A gần đầu 3’, trình tự nhận AG đầu 3’ •5 lớp intron chủ yếu nhận biết dựa vào chế cắt: nhóm intron tự xúc tác (autocatalytic) I II, tRNA và/hoặc archael intron, spliceosomal intron 23 Các giai đoạn trình phiên mã eukaryote 6.Quá trình ghép nối RNA (RNA splicing) gồm bước: •mRNA cắt exon đầu 5’ intron •Một liên kết 5’-3’ hình thành guanylate đầu 5’ intron với adenylate nằm gần đầu 3’ intron tạo cấu trúc thịng lọng •Điểm nối exon đầu 3’ intron cắt rời, intron bi loại exon nối lại hình thành mRNA trưởng thành mRNA trưởng thành (hoạt động) tế bào chất thông qua lỗ màng nhân để tham gia q trình dịch mã 24 Intron nhóm I có gen nhân, ty thể rRNA lục lạp Intron nhóm II có gen ty thể, mRNA lục lạp Intron nhóm I II 25 Quá trình phiên mã tạo mRNA trưởng thành tế bào 26 eukaryote