Bài giảng sinh tổng hợp protein (protein translation)

SINH TỔNG HỢP PROTEIN (PROTEIN TRANSLATION) ThS. Nguyễn Kim Thạch BM. Hóa Sinh – Sinh Học Phân Tử Trường ĐH Y Khoa Phạm Ngọc Thạch E-mail: nguyenkimthach@pnt.edu.vn 1 Từ Gene đến Protein Nhân Tế bào chất Điều hòa sao mã Chu trình điều hòa RNA Điều hòa vận chuyển RNA Điều hòa dịch mã Điều hòa thoái hóa RNA mRNA mất hoạt tính Điều hòa sau dịch mã MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ Sự hoạt hóa tRNA của giai đoạn dịch mã Ribosome: 3 vị trí gắn và tunnel RNA 5S RNA 23S Protein RNA 16s E P A Sự dịch mã của mRNA AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA 3 vị trí của ribosome: A (vị trí gắn), P (vi trí Peptide) và E (vị trí đầu ra) Phức hợp tRNA-Met đầu tiên đến gắn vào vùng P (tín hiệu của cho sự dịch mã), tiểu đơn vị ribosome đến gắn vào vị trí mã hóa khởi đầu AUG (hoặc CUG). Đơn vị lớn ribosome đến gắn tạo nên cấu trúc ribosome hoàn chỉnh, bước này diễn ra rất nhanh. Khi đó, quá trình dịch mã bắt đầu. Phức hợp tRNA-aa tiếp theo đến gắn nối tiếp ở vùng A. Lúc này liên kết peptid chưa hình thành. Giai đoạn khởi đầu E P A AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA Nếu đơn vị mã hóa và đối mã bắt cặp đúng ở vùng A, cấu trúc ribosome mới được hình thành. Nếu bắt cặp không đúng, phức hợp tRNA-aa khác đến gắn tuần tự cho đến khi gắn đúng. Vùng mã đọc (PROOFREADING) từ vị trí A đến mã kết thúc UAG. Giai đoạn kéo dài Sự dịch mã của mRNA E P A AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA Sau khi tRNA và Ribosome gắn yên vị trên bộ 3 mã gốc, ngay lập tức amino acid chuyển vị gắn với amino acid trên tRNA ờ vùng A và liên kết peptid được hình thành (do peptidyltranferase xúc tác). Sự dịch mã của mRNA E P A AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA Phân tử Ribosome dịch chuyển qua mã bộ 3 kế tiếp. Ở vùng E, tRNA ở trạng thái đơn lẻ. Ở vùng P, tRNA mang 1 liên kết peptid (2 amino acids). Sự dịch mã của mRNA E P A AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA Một tRNA-aa mới đến gắn vào vùng A , tRNA ở vùng E tách rời. Sự dịch mã của mRNA [...]... 1 protein gắn vào (có hình dạng 3D tương tự tRNA) Chuỗi peptid được giải phóng Sự dịch mã của mRNA AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN Sự tái sinh của quá trình giải mã AAAAAA GIAI ĐOẠN KHỞI ĐẦU CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ Ở PROKARYOTE Giai đoạn khởi đầu của Prokaryote 1 2 đơn vị của ribosome phân tách (IF-1) 2 IF-3 gắn vào 30S 3 IF-1 và IF-2/GTP gắn vào 30S 4 30S/IFs kết hợp với tRNA khởi đầu tạo thành phức hợp. .. tRNA khởi đầu tạo thành phức hợp khởi đầu 5 50S gắn vào phức hợp khởi đầu và loại bỏ IF-1, IF-3 6 Tách loại IF-2, thủy phân GTP thành GDP và Pi GIAI ĐOẠN KÉO DÀI CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ Ở PROKARYOTE Sự chọn lọc: tRNA-aa GTP Các yếu tố kéo dài (eF-Tu) Tạo thành liên kết peptid ở 23S rRNA do các yếu tố xúc tác Sự chuyển vị giải phóng EF-G Tái sinh của EF-Tu bằng EF-Ts aa GTP Tu GDP Tu Ts GDP GTP Tu Ts Tu...Sự dịch mã của mRNA AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN E P A AAAAAA Nếu bộ 3 đối mã trên tRNA gắn phù hợp với bộ 3 mã sao ở vùng A, ribosome sẽ được dịch chuyển qua vùng A Sự dịch mã của mRNA AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN E P A AAAAAA 2 aa trên tRNA ở vùng P chuyển vị qua tRNA ở vùng A, liên kết peptid... molecules/cell, 1 dùng cho 50 ribosomes) Ở đơn bào nhân sơ (halobacteria, arman…) yếu tố RF1 nhận biết cho cả 3 bộ 3 kết thúc (UAA, UAG và UGA) GIAI ĐOẠN KHỞI ĐẦU CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ Ở EUKARYOTE Hình thành phức hợp tiền khởi đầu ở eukaryotic 60S 60S 6 eIF-6 40S Met Met eIF-2-GTP Met-RNAti 40S eIF-3 + eIF-1A 2 GTP 1A 40S 3 Gắn mũ ở đầu kết thúc 5’ của mRNA và đọc lướt Met GTP 2 1A 3 40S AUG GAU GAA CUU AAU UGA... GAA ATP P 1A A ADP Sự lắp ráp ribosome Met GTP 21A 3 AUG GAU GAA CUU AAU UGA (A)n eIF-5 60S 2 P A 6 GDP 3 1A 6 Met A AUG GAU GAA CUU AAU UGA (A)n Sự tương tác đầu 5’ và 3’ của mRNA PABP: polyA Binding Protein, PABP cũng đồng thời tương tác với eIF-4G Hình thành cấu trúc vòng của mRNA eIF4G tương tác trực tiếp với PABP và eIF3 GIAI ĐOẠN KHỞI ĐẦU CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ Ở EUKARYOTE 5’ eIF4E eIF4G PABP PABP... cho PABP, elF3 và elF4E GIAI ĐOẠN KÉO DÀI CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ Ở EUKARYOTE Các yếu tố kéo dài ở eukaryote eEF1A = EF-Tu eEF1B* = EF-Ts eEF2 = EF-G * yếu tố chứa 2, 3 hoặc 4 tiểu đơn vị tùy thuộc loại sinh vật Giai đoạn kéo dài của dịch mã ở eukaryote GTP E P A E GTP P A Peptidyltransférase eEF1A GDP eEF1B GDP GTP translocation eEF2 E P A GDP GTP E P A GIAI ĐOẠN KẾT THÚC CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ Ở EUKARYOTE . SINH TỔNG HỢP PROTEIN (PROTEIN TRANSLATION) ThS. Nguyễn Kim Thạch BM. Hóa Sinh – Sinh Học Phân Tử Trường ĐH Y Khoa Phạm Ngọc Thạch E-mail: nguyenkimthach@pnt.edu.vn 1 Từ Gene đến Protein Nhân Tế. IF-3 gắn vào 30S 3. IF-1 và IF-2/GTP gắn vào 30S 4. 30S/IFs kết hợp với tRNA khởi đầu tạo thành phức hợp khởi đầu 5. 50S gắn vào phức hợp khởi đầu và loại bỏ IF-1, IF-3 6. Tách loại IF-2, thủy phân GTP. trí này, chỉ có 1 protein gắn vào (có hình dạng 3D tương tự tRNA). Chuỗi peptid được giải phóng. Giai đoạn kết thúc Sự dịch mã của mRNA AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA Sự tái sinh của quá trình