Công nghệ gene đến Protein part 5 doc

Chơng 17 Từ gen đến protein 345 Tuy vậy, những đột biến thay thế cặp bazơ đợc quan tâm hơn cả là những đột biến thay thế làm thay đổi lớn ở protein. Những thay đổi duy nhất liên quan đến các axit amin trong các miền quan trọng của protein - chẳng hạn nh trong phần cấu trúc của hemoglobin ở Hình 17.22 hoặc ở vị trí trung tâm hoạt động của một enzym - sẽ làm thay đổi hoạt tính protein một cách đáng kể. Thi thoảng, những đột biến nh vậy có thể dẫn đến sự tăng cờng hoạt tính hoặc tăng thêm khả năng hoạt động của protein; nhng trong phần lớn trờng hợp, chúng có tác động gây hại, thờng làm giảm hoặc mất hoạt tính của protein dẫn đến những sai hỏng trong biểu hiện chức năng của tế bào. Các đột biến thay thế thờng là các đột biến sai nghĩa; nghĩa là bộ ba mã hóa bị thay đổi vẫn mã hóa cho một axit amin và vì vậy nó vẫn có nghĩa, nhng nghĩa của nó không còn đúng nữa. Nhng một đột biến điểm cũng có thể làm thay đổi một bộ ba mã hóa axit amin thành một bộ ba kết thúc dịch mã. Trờng hợp này đợc gọi là đột biến vô nghĩa, và nó dẫn đến sự kết thúc dịch mã sớm; chuỗi polypeptit đợc tạo ra thờng ngắn hơn chuỗi polypeptit do gen bình thờng mã hóa. Hầu hết các đột biến vô nghĩa đều dẫn đến các protein mất chức năng. Các đột biến thêm và mất nucleotit Các đột biến điểm thêm nucleotit và mất nucleotit là sự bổ sung thêm vào hoặc mất đi một cặp nucleotit ở trong gen (Hình 17.23b). Những đột biến này thờng gây ảnh hởng lớn hơn nhiều đến sản phẩm protein do gen mã hóa so với các đột biến thay thế nucleotit. Thêm và mất các nucleotit có thể làm thay Hình 17.23 Các loại đột biến điểm. Đột biến là những thay đổi trên ADN dẫn đến các thay đổi trên mARN hoặc các ARN khác. Kiểu dại Mạch khuôn ADN mARN Protein Bộ ba mã kết thúc (stop codon) Đầu cacboxyl ( đầu C ) Đầu amino (đầu N) Thêm A A thay cho G Thêm U U thay cho C stop codon stop codon Dịch khung dẫn đến đột biến vô nghĩa sớm (thêm một cặp bazơ) Đột biến câm (không ảnh hởng đến trình tự axit amin) Mất T thay cho C stop codon Dịch khung dẫn đến đột biến vô nghĩa muộn (mất một cặp bazơ) Đột biến sai nghĩa A thay cho G Mất Mất A thay cho T stop codon Không d ịch khung , nhng mất một axit amin (mất ba cặp bazơ) ; Một đột biến thêm ba cặp bazơ (không minh họa ở đây) cũng có thể dẫn đến việc thêm một axit amin trên chuỗi polypeptit Đột biến vô nghĩa U thay cho A Mất stop codon 346 khối kiến thức 3 Di truyền học đổi khung đọc của một thông điệp di truyền, do các bộ ba mã hóa bị sắp xếp lại trong quá trình dịch mã. Những đột biến nh vậy, đợc gọi là đột biến dịch khung, xuất hiện bất cứ khi nào số nucleotit đợc thêm vào hay bị mất đi không phải là bội số của ba. Tất cả các nucleotit nằm xuôi dòng sau vị trí đột biến đều bị xếp vào các nhóm bộ ba mã hóa không đúng, dẫn đến kết quả là gen đợc dịch mã sai nghĩa trầm trọng; ngoài ra, nó thờng đợc kết thúc dịch mã sớm hơn hoặc muộn hơn ở dạng đột biến vô nghĩa. Trừ các trờng hợp khung đọc bị thay đổi xuất hiện ở rất gần đầu cuối của gen, còn trong phần lớn trờng hợp đột biến dịch khung, protein đợc tạo ra mất chức năng. Các tác nhân đột biến Đột biến có thể xuất hiện theo nhiều cách khác nhau. Các lỗi xuất hiện trong quá trình sao chép ADN hoặc tái tổ hợp cũng có thể dẫn đến sự thay thế, thêm vào hoặc mất đi của các nucleotit, thậm chí gây đột biến trên một đoạn dài ADN. Chẳng hạn nh, nếu một bazơ sai đợc bổ sung vào mạch ADN mới tổng hợp trong quá trình sao chép thì bazơ đó sẽ bắt cặp sai với bazơ trên mạch bổ sung. Trong nhiều trờng hợp, những bazơ sai hỏng đó đợc sửa chữa bằng các hệ thống sẽ đợc chúng ta đề cập ở Chơng 16. Nhng nếu chúng không đợc sửa chữa, thì các bazơ sai hỏng lại đợc dùng làm khuôn cho các chu kỳ sao chép ADN sau này, dẫn đến sự xuất hiện đột biến. Những đột biến nh vậy đợc gọi là các đột biến tự phát. Tần số đột biến tự phát không dễ xác định. Các số liệu ớc tính cho thấy tần số đột biến trong sao chép ADN ở E. coli và sinh vật nhân thật tơng đối giống nhau: khoảng 10 -10 nucleotit bị thay đổi và sự thay đổi này đợc di truyền cho các thế hệ tế bào tiếp theo. Một số tác nhân vật lý và hóa học, đợc gọi là các tác nhân đột biến, có thể tơng tác với ADN theo một số cách và gây ra các đột biến. Vào những năm 1920, Hermann Muller phát hiện ra chiếu xạ tia X có thể làm biến đổi di truyền ở ruồi giấm, và ông đã sử dụng nguồn chiếu xạ này để tạo ra các thể đột biến ở ruồi Drosophila phục vụ cho các nghiên cứu của mình. Nhng ông cũng đồng thời nhận ra và cảnh báo rằng: Chiếu xạ tia X và các dạng chiếu xạ năng lợng cao khác cũng có nguy cơ gây hại với vật chất di truyền ở ngời cũng nh các loài sinh vật thí nghiệm khác. Ngoài các dạng chiếu xạ năng lợng cao, trong các tác nhân vật lý gây đột biến từ chiếu xạ còn phải kể đến tia cực tím (UV); chúng thờng gây nên sự hình thành của phức kép thymine trên ADN (xem Hình 16.18). Các tác nhân hóa học gây đột biến có thể chia thành một số nhóm khác nhau. Nhóm các chất bazơ nitơ thay thế có cấu trúc hóa học giống với các bazơ cấu tạo nên ADN, nhng chúng có xu hớng kết cặp sai trong quá trình sao chép ADN. Một số chất gây đột biến khác có thể "can thiệp" vào quá trình sao chép ADN bằng việc tự cài vào các mạch ADN hoặc làm biến dạng cấu trúc bình thờng của chuỗi xoắn kép. Ngoài ra, có những chất gây đột biến khác hoạt động theo kiểu làm biến đổi cấu trúc hóa học của các bazơ nucleotit thông thờng và làm chúng kết cặp sai. Các nhà khoa học đã phát triển một số phép thử giúp đánh giá khả năng gây đột biến của các hợp chất hóa học khác nhau. ứ ng dụng nổi bật nhất của các phép thử này là giúp sàng lọc sơ bộ các hợp chất có nguy cơ gây ung th. Sở dĩ nh vậy vì phần lớn các hợp chất gây ung th đều là những hợp chất gây đột biến mạnh; và ngợc lại, các tác nhân gây đột biến mạnh đều có nguy cơ gây ung th cao. Mặc dù các nguyên tắc cơ bản trong phiên mã và dịch mã là giống nhau ở vi khuẩn và các sinh vật nhân thật; nhng giữa hai liên giới sinh vật này cũng có những khác biệt nhất định về bộ máy phiên mã và dịch mã của tế bào, cũng nh khi xét chi tiết các bớc của các quá trình này. Việc phân loại các loài sinh vật trên trái đất thành ba liên giới chính đợc tiến hành khoảng 40 năm trớc đây, khi nhóm các vi khuẩn cực đoan (archaea) đợc tách riêng khỏi nhóm vi khuẩn (bacteria). Giống với vi khuẩn, archaea cũng là sinh vật nhân sơ (prokaryote). Tuy vậy, chúng đồng thời có nhiều đặc điểm vừa giống sinh vật nhân thật, vừa giống vi khuẩn về các cơ chế điều hòa sự biểu hiện của các gen. So sánh sự biểu hiện của gen ở vi khuẩn, archaea và sinh vật nhân thật Những tiến bộ gần đây trong sinh học phân tử đã giúp các nhà nghiên cứu xác định đợc trình tự nucleotit đầy đủ của hàng trăm hệ gen khác nhau thuộc các liên giới sinh vật khác nhau. Sự phong phú của các số liệu thu đợc cho phép so sánh trình tự của các gen và của các protein giữa các sinh vật thuộc các liên giới khác nhau. Trong số đó, những gen đợc quan tâm nhất bao gồm các gen mã hóa cho các thành phần của những quá trình sinh học cơ bản nhất nh phiên mã và dịch mã. Các enzym ARN polymerase của vi khuẩn và sinh vật nhân thật khác biệt nhau rõ rệt. Ngợc lại, enzym ARN polymerase duy nhất ở archaea (vi khuẩn cực đoan) lại rất giống ba loại ARN polymerase ở sinh vật nhân thật. Ngoài ra, vi khuẩn cực đoan và sinh vật nhân thật lại giống nhau trong việc dùng một tập hợp phức tạp các yếu tố phiên mã; điều này không giống với vi khuẩn. Sự kết thúc phiên mã ở vi khuẩn và sinh vật nhân thật có nhiều đặc điểm khác nhau. Tuy những hiểu biết về cơ chế kết thúc phiên mã ở vi khuẩn cực đoan còn hạn chế, song nhiều khả năng chúng giống với sinh vật nhân thật. Liên quan đến dịch mã, các ribosome của vi khuẩn và sinh vật nhân thật khác nhau đôi chút. Ribosome ở archaea tuy có kích thớc giống ribosome ở vi khuẩn, nhng tính mẫn cảm với các chất ức chế ribosome lại tơng đồng với các ribosome của sinh vật nhân thật. ở phần trớc, chúng ta đã biết sự khởi đầu dịch mã là khác nhau giữa vi khuẩn và sinh vật nhân thật. Về điều này, quá trình diễn ra ở archaea có vẻ giống vi khuẩn hơn. 17.5 1. Điều gì có xu hớng xảy ra nếu nh một cặp nucleotit ở giữa vùng mã hóa của gen bị mất? 2. Một gen mà mạch khuôn của nó mang trình tự 3 -TACTTGTCCGATATC-5 bị đột biến thành 3 -TACTTGTCCAATATC-5. Đối với cả hai gen bình thờng và đột biến, hãy viết trình tự của cả hai mạch, trình tự của bản phiên mã mARN, và trình tự axit amin mà chúng mã hóa . Đột biến này gây nên ảnh hởng gì đối với trình tự axit amin? Xem gợi ý trả lời ở Phụ lục A. Kiểm tra khái niệm điều gì nếu 1 7 . 6 Khái niệm Mặc dù sự biểu hiện gen ở các liên giới sinh vật là khác nhau, nhng khái niệm gen là thống nhất Chơng 17 Từ gen đến protein 347 Sự khác biệt quan trọng nhất giữa vi khuẩn và sinh vật nhân thật trong quá trình biểu hiện các gen là ở tế bào vi khuẩn không có sự phân chia thành các ngăn. Giống nh một phân xởng sản xuất chỉ có một gian nhà, mỗi tế bào vi khuẩn bảo đảm cho một dây chuyền hoạt động liên tục. Do không có nhân, nó có thể đồng thời vừa phiên mã vừa dịch mã một gen ( Hình 17.24) và phân tử protein mới tổng hợp có thể khuếch tán nhanh chóng đến vị trí hoạt động chức năng của nó. Hiện nay, những hiểu biết về sự đồng thời phiên mã và dịch mã ở các vi khuẩn cực đoan còn hạn chế, nhng phần lớn các nhà nghiên cứu tin rằng chúng có xu hớng giống vi khuẩn, vì cả hai liên giới sinh vật này đều thiếu màng nhân. Ngợc lại, màng nhân ở sinh vật nhân thật làm tách biệt hai quá trình phiên mã và dịch mã về mặt không gian; đồng thời dành một phần không gian trong nhân tế bào cho quá trình hoàn thiện ARN. Giai đoạn hoàn thiện này gồm một số bớc bổ sung mà sự điều hòa những bớc này góp thêm phần giúp điều tiết các hoạt động rất phức tạp và tinh vi ở tế bào sinh vật nhân thật (xem Chơng 18). Cuối cùng, tế bào sinh vật nhân thật có các cơ chế phức tạp để vận chuyển các protein tới các ngăn (cơ quan tử) của tế bào. Những hiểu biết về các protein và ARN tham gia vào các quá trình phiên mã và dịch mã ở liên giới vi khuẩn cực đoan có thể giúp chúng ta sáng tỏ đợc nhiều điều về sự tiến hóa của các quá trình này ở cả ba liên giới sinh vật. Tuy có sự khác biệt trong quá trình biểu hiện gen ở các liên giới sinh vật khác nhau, nhng khái niệm gen là thống nhất ở tất cả mọi dạng sống. Gen là gì? Xem lại định nghĩa này Định nghĩa về gen đã đợc chúng ta phát triển dần trong các chơng trớc, giống nh bản thân nó đã đợc hoàn thiện qua lịch sử phát triển của di truyền học. Chúng ta đã bắt đầu định nghĩa gen trên cơ sở khái niệm của Mendel về một đơn vị di truyền độc lập có ảnh hởng đến một đặc điểm kiểu hình (Chơng 14). Sau đó, chúng ta đã thấy Morgan và các cộng sự gán cho gen có vị trí (locut) nhất định trên nhiễm sắc thể (Chơng 15). Chúng ta tiếp tục xem một gen nh một trình tự nucleotit đặc thù trên một phân tử ADN của nhiễm sắc thể (Chơng 16). Cuối cùng, ở chơng này, chúng ta đã nêu định nghĩa gen về khía cạnh chức năng là: một trình tự ADN mã hóa cho một chuỗi polypeptit (Hình 17.24, ở trang sau, tóm tắt con đờng từ gen tới chuỗi polypeptit ở tế bào sinh vật nhân thật). Tất cả những định nghĩa gen trên đây đều có thể đợc dùng, tùy vào bối cảnh và khía cạnh nào của gen đợc quan tâm. Rõ ràng, định nghĩa gen phát biểu rằng gen mã hóa cho một chuỗi polypeptit là quá giản lợc. Phần lớn các gen ở sinh vật nhân thật chứa các đoạn không mã hóa (intron); mà những đoạn không mã hóa vốn chiếm phần lớn các gen nh vậy lại không có trình tự tơng ứng trên các chuỗi polypeptit. Các nhà sinh học phân tử cũng thờng xem các trình tự khởi đầu phiên mã (promoter) và các trình tự điều hòa khác trên ADN thuộc vào các vùng biên của gen. Tuy các trình tự này không đợc phiên mã, nhng chúng đợc xem là phần chức năng thiết yếu của gen; bởi vì nếu thiếu chúng thì phiên mã không thể xảy ra. Định nghĩa gen về góc độ phân tử phải đủ khái quát và bao gồm cả các trình tự ADN mã hóa cho các rARN, tARN và các loại ARN khác (vốn không đợc dịch mã). Mặc dù những gen này không mã hóa cho protein, song chúng có vai trò sống còn đối với hoạt động sống của tế bào. Vì vậy, có lẽ chúng ta nên đi đến khái niệm sau về gen: Gen là một vùng ADN có thể đợc biểu hiện để tạo ra một sản phẩm cuối cùng có chức năng (sản phẩm đó có thể là một chuỗi polypeptit hoặc một phân tử ARN). Tuy vậy, nếu chỉ quan tâm đến kiểu hình, khái niệm về gen chủ yếu đợc gán cho trình tự ADN mã hóa các chuỗi polypeptit. ở chơng này, chúng ta đã làm quen với quá trình biểu hiện gen ở mức phân tử - thông qua phiên mã thành ARN, rồi sau đó dịch mã thành chuỗi polypeptit, dẫn đến sự hình thành một protein có cấu trúc và chức năng xác định. Chính các protein đã tạo nên các kiểu hình quan sát đợc ở sinh vật. Mỗi loại tế bào nhất định thờng chỉ biểu hiện một nhóm nhỏ các gen của nó. Đặc điểm này đặc biệt đúng ở sinh vật đa bào. Bạn sẽ thực sự gặp rắc rối nếu tế bào thủy tinh thể ở mắt lại biểu hiện các gen mã hóa protein tóc vốn bình thờng chỉ hoạt động trong các tế bào nang tóc! Sự điều hòa biểu hiện của các gen là rất chính xác. Chúng ta sẽ khám phá sự điều hòa biểu hiện gen ở chơng sau, bắt đầu từ các trờng hợp đơn giản ở vi khuẩn, rồi sau đó tiếp tục với sinh vật nhân thật. Hình 17.24 Phiên mã và dịch mã đồng thời ở vi khuẩn . ở tế bào vi khuẩn, quá trình dịch mã các phân tử mARN có thể bắt đầu ngay từ khi đoạn dẫn đầu (đầu 5') của phân tử mARN tách ra khỏi mạch khuôn ADN. ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) cho thấy một mạch ADN của E. coli đang đợc phiên mã bời nhiều phân tử ARN polymerase khác nhau. Liên kết vào mỗi phân tử ARN polymerase là một chuỗi mARN đang kéo dài mà ngay lúc này nó cũng đang đợc dịch mã bởi các ribosome. Các chuỗi polyeptit đợc tổng hợp mới, không nhìn thấy rõ trên ảnh TEM, đợc vẽ minh họa ở sơ đồ bên dới. Phân tử mARN nào đợc bắt đầu phiên mã trớc tiên? Trên phân tử mARN đó, ribosome nào bắt đầu dịch mã trớc tiên? ARN polymerase Ribosome ARN polymerase Chiều phiên mã Polyribosome ADN mARN (đầu 5' ) ADN mARN Polyribosome Polypeptit (đầu amino) ? ?? ? 17.6 1. Sự phiên mã và dịch mã đồng thời đợc vẽ trên Hình 17.24 có ở sinh vật nhân thật không? Giải thích. 2. ở sinh vật nhân thật, mARN khi dịch mã đợc giữ ở dạn g vòng tròn do tơng tác giữa đuôi polyA ở đầu 3 với mũ đầu 5 qua protein. Điều này giúp tăng hiệu quả dịch mã nh thế nào? Xem gợi ý trả lời ở Phụ lục A. Kiểm tra khái niệm điều gì nếu 348 khối kiến thức 3 Di truyền học Hình 17.25 Tóm tắt sự phiên mã và dịch mã ở tế bào sinh vật nhân thật. Sơ đồ này mô tả con đờng từ một gen đến một chuỗi polypeptit. Nhớ rằng, mỗi gen trên ADN có thể đợc phiên mã nhiệu lần thành nhiều phân tử mARN giống hệt nhau mà mỗi phân tử mARN nh vậy lại có thể đợc dùng cho dịch mã nhiều lần để tạo nên nhiều chuỗi polypeptit giống hệt nhau. (Cũng cần nhớ rằng sản phẩm cuối cùng của một số gen không phải là protein, mà chỉ là các phân tử ARN, nh tARN và rARN.) Nhìn chung, các nguyên tắc phiên mã và dịch mã là giống nhau ở cả vi khuẩn, archaea và sinh vật nhân thật. Sự khác biệt chính là sự xuất hiện quá trình hoàn thiện mARN diễn ra trong nhân tế bào sinh vật nhân thật. Những khác biệt đáng kể khác liên quan đến các bớc khởi đầu phiên mã và dịch mã và ở bớc kết thúc phiên mã. mARN Phiên mã Chuỗi polypeptit đang kéo dài tARN đã nạp axit amin Bộ ba đối mã (anticodon) Tiền - ARN Axit amin Hoàn thiện mARN Hoạt hóa axit amin Dịch mã ADN ARN polymerase Exon Bản phiên mã ARN Intron Nhân tế bào tế bào chất tARN Các tiểu phần ribosome Ribosome Mũ 5' M ũ M ũ ARN đợc phiên mã từ một mạch khuôn ADN. ở sinh vật nhân thật, bản phiên mã ARN (tiền ARN) đợc cắt bỏ intron và biến đổi các đầu để hình thành mARN hoàn thiện trớc khi rời nhân. mARN đi ra tế bào chất và sau đó liên kết vào ribosome. Nhờ enzym đặc biệt sử dụng năng lợng ATP, mỗi axit amin đợc gắn chính xác vào tARN tơng ứng của nó . Các tARN lần lợt lắp ráp các axit amin của chúng vào chuỗi polypeptit khi mARN dịch chuyển qua ribosome mỗi lần một codon. (Khi hoàn thành, chuỗi polypeptit đợc giải phóng khỏi ribosome.) Chơng 17 Từ gen đến protein 349 H ã y tham kh ả o c ơ s ở h ọ c li ệ u g ồ m c á c h ì nh ả nh độ ng ba chiều, các bài hớng dẫn dạng file MP3, video, các bài kiểm tra thực hành, eBook và nhiều học liệu khác tại địa chỉ Web www.masteringbio.com Gen xác định các protein thông qua phiên m và dịch m (các trang 325 331) Bằng chứng từ các nghiên cứu về sai hỏng chuyển hóa. ADN điều khiển quá trình trao chất bằng việc hớng dẫn tế bào tổng hợp các enzym và các protein đặc thù. Các thí nghiệm của Beadle và Tatum với các chủng Neurospora đột biến ủng hộ cho giả thiết một gen - một enzym. Gen mã hóa cho các chuỗi polypeptit hoặc cho các phân tử ARN. Các nghiên lý cơ bản của phiên m và dịch m Phiên mã là quá trình chuyền thông tin từ ADN sang ARN thông qua hai dạng ngôn ngữ nucleotit đặc thù của chúng (deoxyribonucleotit và ribonucleotit). Trong khi đó, dịch mã là quá trình chuyền thông tin từ trình tự nucleotit trên ARN thành trình tự axit amin trong chuỗi polypeptit. M di truyền. Thông tin di truyền đợc mã hóa bằng một trình tự của ba nucleotit không gối lên nhau, đợc gọi là bộ ba mã hóa hay codon. Mỗi codon trên ARN thông tin (mARN) hoặc đợc dịch mã thành một axit amin (61 trong tổng số 64 codon) hoặc đợc dùng làm tín hiệu kết thúc dịch mã (3 codon). Codon phải đợc đọc trong khung đọc mở đúng. Điều tra Các con đờng trao đổi chất đợc phân tích nh thế nào? Hớng dẫn bằng file MP3 Từ ADN đến ARN và protein Hoạt động Tổng quan về sinh tổng hợp protein Phiên m là quá trình tổng hợp ARN do ADN điều khiển: Quan sát gần hơn (các trang 331 334) Các thành phần phân tử của phiên m. Sự tổng hợp ARN đợc xúc tác bởi ARN polymerase, và cũng diễn ra trên cơ sở nguyên tắc kết cặp bổ sung giữa các bazơ nh trong quá trình sao chép ADN, trừ một điểm là ở ARN, uracil thay thế cho thymine. Tổng hợp bản phiên m ARN. Ba giai đoạn của quá trình phiên mã là khởi đầu phiên mã, kéo dài chuỗi và kết thúc phiên mã. Trình tự khởi đầu phiên mã (promoter) là tín hiệu khởi đầu sự tổng hợp ARN. Các yếu tố phiên mã giúp ARN polymerase của sinh vật nhân thật nhận ra các trình tự promoter. Cơ chế kết thúc phiên mã khác nhau giữa vi khuẩn và sinh vật nhân thật. Hoạt động Tổng quan về sinh tổng hợp protein Tóm tắt các khái niệm chính Đa phơng tiện Khái niệm 1 7 .1 Đa phơng tiện Khái niệm 1 7 . 2 Tế bào sinh vật nhân thật biến đổi ARN sau phiên m (các trang 334 336) Sự biến đổi ở các đầu mARN. mARN ở sinh vật nhân thật đợc hoàn thiện trớc khi rời nhân. Quá trình hoàn thiện bao gồm sự biến đổi ở các đầu mARN và sự ghép nối ARN. Đầu 5 nhận một mũ nucleotit đợc biến đổi, trong khi đầu 3 đợc nối đuôi polyA. Gen phân mảnh và sự ghép nối ARN. Phần lớn các gen ở sinh vật nhân thật chứa các intron xen kẽ giữa các vùng mã hóa đợc gọi là các exon. Trong quá trình ghép nối ARN, các intron đợc cắt bỏ, trong khi các exon đợc nối lại với nhau. Sự ghép nối ARN điển hình đợc thực hiện bởi thể ghép nối (spliceosome); nhng trong một số trờng hợp, ARN bản thân nó có thể tự xúc tác phản ứng ghép nối. Khả năng xúc tác của một số ARN, đợc gọi là ribozym, bắt nguồn từ các thuộc tính của ARN. Sự có mặt các intron tạo điều kiện cho khả năng ghép nối ARN thay thế. Hoạt động Hoàn thiện ARN Dịch m là quá trình tổng hợp một chuỗi polypeptit do ARN điều khiển: Quan sát gần hơn (các trang 337 344) Các thành phần phân tử của dịch m. Tế bào dịch mã thông điệp di truyền (mARN) thành protein nhờ các ARN vận chuyển (tARN). Sau khi liên kết với axit amin đặc thù, tARN lần lợt sắp hàng thông qua sự bắt cặp giữa bộ ba đối mã của chúng với bộ ba mã hóa trên mARN. Các ribosome giúp thúc đẩy sự bắt cặp này bằng việc cung cấp giao diện cho mARN và tARN. Sự hình thành một chuỗi polypeptit. Ribosome điều phối ba giai đoạn của quá trình dịch mã, gồm: khởi đầu dịch mã, kéo dài chuỗi và kết thúc dịch mã. Sự hình thành liên kết peptit đợc xúc tác bởi rARN. Nhiều ribosome có thể cùng lúc phiên mã một phân tử mARN duy nhất, hình thành nên cấu trúc gọi là polyribosome. Sự hoàn thiện và vận chuyển protein. Sau khi dịch mã, sự biến đổi của các protein làm ảnh hởng đến cấu hình không gian của chúng. Các ribosome tự do trong phần bao tan ở tế bào chất khởi đầu sự tổng hợp tất cả các loại protein, nhng các protein mà sau này đợc đa đến hệ thống nội màng hoặc đợc xuất bào sẽ đợc chuyển vào mạng lới nội chất (ER). Những protein này có một đoạn peptit tín hiệu giúp các hạt nhận biết tín hiệu (SRP) có thể liên kết vào, và làm các ribosome đang dịch mã đính lên màng ER. ảnh động 3 chiều Bioflix Tổng hợp protein Hoạt động Dịch mã Phòng thí nghiệm sinh học trực tuyến Phòng thí nghiệm dịch mã Đột biến điểm có thể ảnh hởng đến cấu trúc và chức năng protein (các trang 344 346) Các kiểu đột biến điểm. Đột biến điểm là sự thay đổi ở một cặp bazơ trên ADN. Nó có thể dẫn đến sự hình thành một protein mất chức năng. Sự thay thế cặp bazơ có thể dẫn đến các đột biến Đa phơng tiện Khái niệm 1 7 . 4 Tổng kết Chơng Promoter Đa phơng tiện Đơn vị phiên mã Bản phiên mã ARN ARN polymerase Mạch khuôn ADN Khái niệm 1 7 . 3 Tiền - mARN Mũ mARN Đuôi polyA mARN Ribosome Polypeptit Đa phơng tiện Khái niệm 1 7 . 5 . 17 Từ gen đến protein 3 45 Tuy vậy, những đột biến thay thế cặp bazơ đợc quan tâm hơn cả là những đột biến thay thế làm thay đổi lớn ở protein. Những thay đổi duy nhất liên quan đến các axit. dẫn đến sự tăng cờng hoạt tính hoặc tăng thêm khả năng hoạt động của protein; nhng trong phần lớn trờng hợp, chúng có tác động gây hại, thờng làm giảm hoặc mất hoạt tính của protein dẫn đến. sự tổng hợp tất cả các loại protein, nhng các protein mà sau này đợc đa đến hệ thống nội màng hoặc đợc xuất bào sẽ đợc chuyển vào mạng lới nội chất (ER). Những protein này có một đoạn peptit