sinh tổng hợp protein

SINH TỔNG HP PROTEIN • 1 . Cấu tạo các tiểu đơn vị ribosom ở tế bào nhân ngun thủy và tế bào nhân thật Ribosome nhân ngun thủy • Gồm 2 tiểu đơn vò, cấu tạo bởi rARNvà protein : •  Tiểu đơn vò lớn: gồm 2 phân tử rARN ( 23S và 5S )và 34 phân tử protein •  Tiểu đơn vò nhỏ có một rARN 16s và 21 phân tử protein •  rARN có cấu trúc không gian phức tạp do nhiều đoạn bắt cặp với nhau nhờ có trình tự nucleotid bổ sung. 1 Ribosome nhân nguyên thủy  34 protein 23S rARN (  3000 base) 16S rARN (  1500 base)  21 protein 5S rARN (  120 base) + 30S 50S Ribosom 70S -Mg 2+ +Mg 2+ L1 L34 S1 S21 2 Ribosome nhân thật Tiểu đơn vị 40S Tiểu đơn vị 60S Ribosom 80S cïûa eïcaryote -Mg 2+  45 protein 28S rARN (  5000 base) 18S rARN (  2000 base)  33 protein 5.8S rARN (160 base) + 5S rARN (120 base) + 3 A U G mARN 3’ 5’ 50S U A C Acid amin 1 30S (a) 3’ 5’ Acid amin 2 mARN A U G A U G U A C Codon xuất phát Codon thứ 2 (b) 4 Polysome •  Có ở cả nhân nguyên thủy lẫn nhân thật •  Khi ribosom đầu tiên dòch mã mARN được một đoạn, các ribosome khác có thể tiếp tục gắn vào phía trước để dòch mã. •  Khoảng 15-20 ribosome có thể gắn cùng lúc trên mARN. •  Các ribosome xếp thành chuỗi trên mARN tạo nên cấu trúc polyribosome hay còn gọi là polysome 5 2. Cấu trúc ARN thông tin (mARN) ở tế bào nhân ngun thủy và nhân thật • Thông tin di truyền là một trình tự thẳng của các base nucleotid tạo thành các codon trên mARN trong đó lần lượt chứa các vùng sau : •  Vùng không mã hóa ở đầu 5’được gọi là trình tự dẫn bao gồm một trình tự bổ xung với rARN của ribosom để gắn ribosome vào mARN. Các trình tự dẫn đầu 5’ rất khác nhau về độ dài ở các loại mARN khác nhau, nhìn chung, ở các tế bào nhân thật đều dài hơn ở nhân nguyên thủy. 6 • “Chóp” (CAP) : Ngoài trình tự không mã hóa ở đầu 5’ và 3’, các mARN tế bào chất nhân thật có gắn thêm “chóp” (CAP) 7-methyl Guanosine Triphosphat ở đầu 5’. Đặc điểm này liên quan đến sự tương tác giữa mARN và ribosome •  Phần mở đầu : chứa một bộ ba mở đầu (thường là AUG), •  Vùng mã hóa (coding region) của mARN chứa các codon qui đònh trình tự acid amin của protein.Trình tự codon được đọc theo hướng 5’ đến 3’ trên mARN. 7 •  Phần kết thúc là một trong các bộ ba kết thúc (codon stop : UAA, UGA, hoặc UAG). •  Trình tự không mã hóa nằm tại phần chấm dứt của phân tử mARN. Các trình tự 3’ và 5’ không mã hóa còn được gọi là các vùng không phiên dòch, viết tắt là UTR (untranslated regions). • Các vùng không phiên dòch ở đầu tận cùng 3’ có chiều dài rất khác nhau 8 •  Đuôi poly(A): Hầu hết các phân tử mARN tế bào nhân thật ở đầu 3’ có thêm đuôi 100-200 Adenin (polyA). • Chức năng của đuôi poly (A) chưa rõ ràng. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ mARN khỏi bò thủy giải của exonuclease, nhưng không cần thiết cho sự dòch mã. • Một vài loại mARN như histon-mARN và mARN vi khuẩn không có đuôi poly(A). 9 Vùng không phiên dòch Vùng không phiên dòch Vùng không phiên dòch Vùng không phiên dòch P P P 5’3’ Stop Vùng 3’ không phiên dòch (UTR) AAAAAAAA Vùng 5’ không phiên dòch (UTR) Star Chóp 5’ Đuôi poly A 7- methyl gïanosine Khung dòch mã (ORF) Vùng mã hoá (b) 5’ 3’ Start Stop Start Stop Vùng 5’ không phiên dòch (UTR) Vùng xen giữa không phiên dòch (UTR) Vùng 3’ không phiên dòch (UTR) Khung dòch mã 1 (ORF) Khung dòch mã 2 (ORF) Vùng mã hoá, cistron 1 Vùng mã hoá, cistron 2 (a) 10 [...]... đầu O O H C NH CH C tARN f CH2 Nhóm formylCH2 Nhóm methionyl S CH3 22 5 Các tARN và Codon khởi đầu • Sự tổng hợp tất cả protein ở vi khuẩn đều bắt đầu bằng formyl-methionin Nhóm formyl, cũng như nhóm methionyl, thường bò loại bỏ sau khi tổng hợp xong phân tử protein Ví dụ, ở E coli, chỉ có 45% các protein hoàn chỉnh bắt đầu bằng methionin • Ở tế bào nhân thật, các tARN chuyên biệt cho các bộ ba AUG... hóa, (polycistronic mARN) VD: mARN chứa operon mã hóa cho 3 loại protein khác nhau 30 6 Khởi đầu chuỗi peptid ở vi khuẩn •  Các phân tử tARN luôn luôn gắn với ribosome như những phức base có chứa GTP và yếu tố protein •  mARN và phức hợp tARN gắn trước tiên vào tiểu đơn vò 30S, cả 2 bước này đều xảy ra trước khi 50S gắn vào để tạo ra phức hợp 70S cho việc nối dài 31 6 Khởi đầu chuỗi peptid ở vi khuẩn... (AUU, UUG) • Chỉ có một codon mã hóa cho Met, nhưng trong tế bào chất lại hiện diện 2 loại tARN có khả năng mang Met đến kết hợp với codon đó : • (1) tARNmMet kết hợp với codon AUG nằm giữa phân tử mARN, có nhiệm vụ gắn Met vào chuỗi polypeptid đang hình thành • (2) tARNiMet kết hợp với codon AUG khởi động, gắn Met mở đầu vào chuỗi polypeptid • vi khuẩn, tARNiMet khởi đầu không chỉ vận chuyển methionin... O O O Thường bò H H methyl hoá O O O Liên kết 5’– 5’ O 7- Methyl Gïanosine O OCH3 O P O CH2 Base 2 Có thể bò O O methyl hoá O(CH3) CẤU TRÚC CHÓP (CAP) CỦA NHÂN THẬT 11 3 ARN vận chuyển và các enzym tổng hợp tARNaminoacyl synthetase) • tARN •  Các ARN vận chuyển có 1 anticodon tương ứng với acid amin mà nó vận chuyển •  Mỗi tARN đặc hiệu cho một loại acid amin riêng biệt •  Có thể có vài tARN giải... amin, ngoại trừ methionin và tryptophan Những bộ ba đồng loại (synonym) này được gọi là codon chéo, đây là điểm khác nhau quan trọng nhất giữa loài này và loài khác 12 3 ARN vận chuyển và các enzym tổng hợp tARNaminoacyl synthetase) •  Số lượng các tARN biến động theo loài : nhân nguyên thủy 30-40, nhân thật 50 •  Các tARN phải được nhận biết chuyên biệt đồng thời bởi mARN và bởi enzyme gắn acid... nhân tố khởi đầu (initiation factors) như IF1, IF2, IF3 ở vi khuẩn và 10 nhân tố eIF (nhân thật F) như eIF1, eIF2, eIF3, eIF4A, eIF-4B… ở nhân thật 25 Chuỗi peptid mới sinh 40S 5' S Giai đoạn T khởi đầu A R T Giai đoạn kéo dài S T O P Protein hoàn chỉnh 3' Giai đoạn kết thúc Đơn vò phần nhỏ 40S 60S 40S 60S Đơn vò phần lớn CHU TRÌNH RIBOSOME NHÂN THẬT 26 Các yếu tố khởi đầu (initiation factors) của tế... và eIF-3 khỏi ribosome và giúp cho bán đơn vò 60S kết nối eIF-6 Tham gia vào việc tách ribosome thành các bán đơn vò GEF Yếu tố biến đổi nucleotid Guanin : tái sinh eIF-2 bởi sự biến đổi trung gian GDP thành GTP trong quá trình tương tự để tái sinh EF-Tu bởi EF-Ts (Hình 51) 27 • 6 Khởi đầu chuỗi peptid ở vi khuẩn • Có sự tương tác trực tiếp giữa mARN và rARN của tiểu đơn vò 30S dẫn đến việc gắn mARN... việc gắn acid amin khơng đúng vào protein và sẽ khơng có “bước đọc sửa sai” theo sau bước aminoacyl hóa 19 4 Amynoaxyl hóa  Bước đọc sửa sai chỉ được thực hiện ở giai đoạn aminoacyl hóa bởi chính enzym aminoacyl-tARN synthetase  Q trình aminoacyl hóa cùng lúc thực hiện 2 chức năng: - - Cung cấp sự liên hệ duy nhất của mã di truyền (dựa vào acid nucleic) và cấu trúc protein (với các acid amin) - Hoạt... trí sẽ trở thành vị trí A của ribosom hồn chỉnh - IF2 là một GTPase (protein gắn và thủy phân GTP) IF2 tương tác với 3 thành phần của bộ máy khởi đầu là tiểu đơn vị 30S, IF1 và fMet-tRNAfMet,do đó giúp fMet-tRNAfMet gắn vào tiểu đơn vị 30S tại vị trí P và ngăn các aminoacyl-tARN khác gắn vào - IF3 gắn vào tiểu đơn vị 30S và ngăn nó tái hợp với tiểu đơn vị 50S hay gắn với aminoacyl-tARN khác Cần lưu ý... aminoacyl hóa cùng lúc thực hiện 2 chức năng: - - Cung cấp sự liên hệ duy nhất của mã di truyền (dựa vào acid nucleic) và cấu trúc protein (với các acid amin) - Hoạt hóa acid amin trước khi kết nối vào protein Liên kết ester aminoacyl giữa acid amin và tARN dự trữ một năng lượng tự do tương đối cao, năng lượng này rất cần thiết cho việc hình thành liên kết peptid trong q trình dịch mã 20 5 Các tARN và . SINH TỔNG HP PROTEIN • 1 . Cấu tạo các tiểu đơn vị ribosom ở tế bào nhân ngun thủy và tế bào nhân thật Ribosome nhân ngun thủy • Gồm 2 tiểu đơn vò, cấu tạo bởi rARNvà protein : •.  Tiểu đơn vò lớn: gồm 2 phân tử rARN ( 23S và 5S )và 34 phân tử protein •  Tiểu đơn vò nhỏ có một rARN 16s và 21 phân tử protein •  rARN có cấu trúc không gian phức tạp do nhiều đoạn bắt cặp. có trình tự nucleotid bổ sung. 1 Ribosome nhân nguyên thủy  34 protein 23S rARN (  3000 base) 16S rARN (  1500 base)  21 protein 5S rARN (  120 base) + 30S 50S Ribosom 70S -Mg 2+ +Mg 2+ L1