Quá trình dịch mã

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC SINH HỌC Bài Quá trình dịch mã (Translation) Nhóm 4: Võ Hồng Phẩm Nguyễn Đức Lợi 21126154 21126398 DH21SHB DH21SHB Võ Nhật Minh 21126409 DH21SHB Nguyễn Minh Đức 21126305 DH21SHB Võ Duy Khánh 21126374 DH21SHD Võ Hoàng Phong 21126464 DH21SHB Thạch Vinh 21126259 DH21SHB Q trình dịch mã • Q trình sinh tổng hợp protein dựa vào thơng tin chứa phân tử mRNA • Ngồi mRNA, đơn vị cấu tạo phân tử protein, cịn có nhân tiếp hợp (adaptor) tham gia trình sinh tổng hợp • Quá trình dịch mã tiến hành theo chế chung cho tất loại tế bào Vai trị loại RNA q trình dịch mã mRNA ❑ Mỗi phân tử mRNA mang thông tin di truyền xác định trình tự chuỗi polypeptide ❑ Hệ thống tương ứng tổ hợp nucleotide (codon) với amino acid gọi mã di truyền rRNA ❑ rRNA 50 loại protein thành phần cấu tạo ribosome (ribonucleprotein) ❑ Ribosome gồm tiểu đơn vị: tiểu đơn vị lớn, tiểu đơn vị nhỏ Tổ chức cấu tạo ribosome prokaryote eukaryote http://web.virginia.edu/Heidi/chapter11/chp11.htm Ứng dụng khác rRNA Trình tự gen mã hóa rRNA sử dụng marker để xác định loài, xây dựng phát sinh loài (phylogenetic tree) nghiên cứu tiến hóa sinh vật Phân loại sinh vật trước nghiên cứu rRNA đời http://www.microbe.net Phân loại sinh vật dựa vào rRNA Phân loại phát sinh lồi dựa trình tự gen 16S rRNA  Cơ sở lý thuyết của phương pháp này dựa trên giả định  rằng các gen 16S rRNA chỉ được di truyền theo chiều dọc  và do đó là bản địa của mỗi lồi Chuyển gen dọc ngang Chuyển gen dọc chuyển giao vật liệu di truyền từ sinh vật mẹ sang thông qua sinh sản Chuyển gen ngang di chuyển thông tin di truyền như: biến đổi, tải nạp liên hợp vi khuẩn Trong trình biến đổi, vi khuẩn có khả hấp thụ DNA ngoại lai từ môi trường xung quanh Chuyển gen ngang di chuyển vật chất di truyền (DNA RNA) tế bào thể sống hệ, Thuật ngữ dịch từ tiếng Anh horizontal gene transfer (chuyển gen theo chiều ngang, chuyển gen hàng bên) viết tắt HGT Chuyển gen ngang phổ biến lồi vi khuẩn, cịn tiến hố q trình đóng vai trị quan trọng giúp gen loài khác trao đổi vật chất di truyền cho mà không cần thông qua giao phối thụ tinh Tại phương pháp dựa 16S rRNA trở thành tiêu chuẩn vàng cho phân tích phát sinh lồi: 1.Các gen 16S rRNA có khả trải qua HGT loài 2.Các gen 16S rRNA có mặt khắp nơi sinh vật nhân sơ 3.16S rRNA chứa khoảng 1500 base, đủ (hoặc đủ) để phân tích 4.Trình tự gen 16S rRNA bảo tồn cao so sánh lồi có quan hệ họ hàng xa 5.Gen 16S rRNA chứa vùng biến đổi, cho phép so sánh lồi có quan hệ họ hàng gần 6.Một số vùng gen 16S rRNA bảo toàn hoàn toàn, cho phép sử dụng “các đoạn mồi phổ biến” để phát giải trình tự PCR Vai trị loại RNA q trình dịch mã tRNA tRNA thực chức nhờ enzyme aminoacyltRNA synthetase Quá trình tạo phức hợp 🡪tRNA-aminoacyl gồm p bước B1: enzyme (E) nhận biết gắn với amino acid đặc hiệu E + amino acid + ATP E-aminoacyl-AMP + P-P P B2 amino acid chuyển từ phức hợp E-aminoacyl sang tRNA tương ứng E-aminoacyl-AMP + tRNA tRNA-aminoacyl + AMP + E10 Sự hình thành phức hợp tRNA-aminoacyl 11 Các giai đoạn trình dịch mã Giai đoạn khởi động Là giai đoạn phức tạp với tham gia nhân tố khởi động (IF prokaryote eIF eukaryote) •phức hợp “tiểu đơn vị nhỏ Rb-Met-tRNAi-mRNA” hình thành với tham gia nhân tố khởi động, •IF2 (hoặc eIF4 eukaryote) phát codon mở đầu, sau tiểu đơn vị lớn Rb đến kết hợp với phức hợp Quá trình dịch mã bắt đầu 12 Initiation factors (IF) eukaryote IF (eIF) Để bắt đầu q trình tổng hợp protein, một ribosome với methionyl-tRNA  khởi đầu liên kết phải được lắp ráp tại codon khởi đầu của một mRNA. Q  trình này địi hỏi sự phối hợp hoạt động của 3 yếu tố khởi tạo dịch mã (IF) ở  sinh vật nhân sơ và ít nhất 12 yếu tố khởi tạo dịch mã ở sinh vật nhân chuẩn  (eIF) • Yếu tố IF2 chịu trách nhiệm liên kết fMet-tRNA i Met với tiểu đơn vị 30S của  ribosome   • Yếu tố IF1 liên kết với tiểu đơn vị 30S và bảo vệ cùng một vùng của  ribosome (vị trí A) với vai trị là yếu tố kéo dài phức hợp EF-Tu–GTP– aminoacyl-tRNA • Yếu tố IF3 phân tách các phức hợp ribosome, có lẽ là để tạo ra một nhóm  các tiểu đơn vị nhỏ của ribosome để bắt đầu dịch mã 13 Giai đoạn khởi động trình dịch mã 14 Các giai đoạn trình dịch mã Giai đoạn kéo dài ▪ Là giai đoạn tương đối đơn giản, mang tính lặp lại ▪ Sau Met đặt vào vị trí, chuỗi polypeptide bắt đầu kéo dài ▪ Aminoacyl-tRNA xếp vào vị trí Rb nhờ nhân tố kép dài (EF) ▪ Trên Rb có hai vị trí chun biệt Vị trí A: tiếp nhận aminoacyl-tRNA Vị trí P: giữ phức hợp peptidyl-tRNA • Sự tiếp xúc peptidyl-tRNA aminoacyltRNA 15 dẫn đến hình thành liên kết peptide Elongation factors (EF) Kéo dài dịch mã là một bước quan trọng của quá trình tổng hợp protein,  trong đó chuỗi polypeptide mới sinh kéo dài thêm một gốc axit amin  trong một chu kỳ kéo dài.  ▪ Yếu tố kéo dài Tu (EF-Tu, eEF1A ở sinh vật nhân chuẩn) được sử dụng  để đưa aminoacyl-tRNA (aa-tRNA) đến vị trí A của ribosome   ▪ Yếu tố kéo dài G (EF-G, EF2 ở sinh vật nhân chuẩn và vi khuẩn cổ )  được sử dụng để tạo thuận lợi cho sự chuyển vị của tRNA 2-mARN  phức hợp trên ribơxơm.  ▪ Các yếu tố kéo dài khác, chẳng hạn như EF-Ts/eEF1B, EF-P/eIF5A, EF4,  eEF3, SelB/EFsec, TetO/Tet(M), RelA và BipA, đã được phát hiện là có  ảnh hưởng đến tốc độ kéo dài chung.  16 Giai đoạn kéo dài trình dịch mã 17 Các giai đoạn trình dịch mã Giai đoạn kết thúc ▪ Khi dấu hiệu kết thúc dịch mã (UAG/UGA/UAA) nhận biết nhân tố kết thúc (TF), phức hợp peptidyl-tRNA tách ▪ Rb rời khỏi mRNA, tách đôi trở lại thành tiểu đơn vị 18 Termination factor (TF) Yếu tố kết thúc protein làm trung gian cho việc kết thúc trình phiên mã RNA cách nhận dấu hiệu kết thúc phiên mã gây giải phóng mARN tạo 19 Giai đoạn kết thúc trình dịch mã 20