Bài 16 SINH TỔNG hợp PROTEIN

Bài giảng hóa sinh SINH TỔNG HỢP PROTEIN DSCKII.Nguyễn văn Ảnh • Người có gene? • Con người có khoảng 30.000-40.000 gene • Các nhà khoa học từ 120 quốc gia truy cập thơng tin miễn phí internet kể từ phác thảo đồ gene người cơng bố vào tháng 6/2000 Viện Wellcome Trust Sanger, Anh giải mã 30% đồ gene Các chun gia Mỹ, Pháp, Đức, Nhật Bản Trung Quốc tham gia vào Dự án gene người • Giới khoa học phát số gene người họ mong đợi protein hợp chất tạo nên mơ điều chỉnh chức thể - phức tạp họ nghĩ Con người có khoảng 30.000-40.000 gene • Họ xác định 1,4 triệu SNPS SNPS thay đổi đơn việc xếp tỷ ký tự gene người, làm cho người khác Chúng nắm giữ chìa khố thiên hướng nhiễm bệnh chẳng hạn ung thư, tiểu đường, bệnh tim • Hồn tất việc giải mã gene người bước quan trọng chặng đường dài • Một cột mốc lịch sử lồi người vừa dựng lên vào ngày 26/6/2000 nhà khoa học Mỹ Anh thơng báo hồn tất "bản thảo" gen người chờ đợi lâu single nucleotide polymorphism (SNP) Đó vấn đề sinh học phân tử Protein có nhiều chức quan trọng : xúc tác phản ứng sinh học (enzym), xây dựng tế bào mơ (protein cấu trúc), bảo vệ thể (kháng thể) Protein có tính đặc hiệu cao tính đặc hiệu nầy truyền lại cho hệ sau (di truyền) nghĩa tế bào tổng hợp tế bào có cấu trúc tính chất giống hệt protein tế bào mẹ LUẬN THUYẾT TRUNG TÂM Đây quan điểm thơng tin di truyền (TTDT) sinh học phân tử di truyền học phân tử Theo luận thuyết nầy luồng TTDT truyền từ ADN qua ARN tới protein (Hình ) Chuyển mã (sao chép)Giải mả (phiên dòch) Nhân đôi ADN ARN Protein (2) (1) Hình : Luận thuyết trung tâm 1.1 Nhắc lại Protein, gen aa1 ADN aa2 aa3 aan Chuổi polypeptid n Hình : Sự tương ứng chuổi polypeptid gen cấu trúc mã hố R RR P O S1 S2 S3 ADN Operon R : gen điều hồ , P :gen khởi động, : gen tác động, S: gen cấu trúc (cistron) Hình : Operon- đơn vị hoạt động ADN 10 ADN TAC CAA CCG CTA TCA AAG GCT TTT ACT ADN ARN TAC CAA CCG CTA TCA AAG GCT TTT ACT AUG GUU GGC GAU AGU UUC CGA AAA UGA f.Met val gly Asp Ser Phe Arg Lys stop 41 DNA sequence TAC ATG CAC GTG GTG CAC GAC CTG TGA ACT GGA CCT CTC GAG CTC GAG ACT TGA mRNA sequence AUG GUG CAC CUG ACU CCU GAG GAG UGA Amino acid sequence met val his leu thr pro glu glu stop 42 43 44 Có thể hình dung tồn tổng hợp chuỗi polypeptid theo sơ đồ sau (Hình 21) Hình 21 : Sơ đồ tổng qt q trình tổng hợp polypeptid 45 3.5 Một số điểm cần ý 3.5.1 Q trình biểu gen tế bào có nhân Q trình biểu gen thật phức tạp, đặc biệt tế bào có nhân Ở nêu vài nét khái qt Gen cấu trúc tế bào có nhân có đoạn mã hóa gọi exon có đoạn khơng mã hóa gọi intron Chúng xếp xen kẻ Ở giai đoạn chuyển mã exon intron gen dùng làm khn cho tổng hợp nên ARNm dài gọi ARNm tiền thân hay tiền ARNm (pre-mRNA) ARN nhân tạp thể (heterogeno nuclear RNA-hnRNA) Sau q trình loại bỏ đoạn ứng với intron nối xen exon để tạo nên ARNm ARNm naỳ bào tương tham gia q trình giải mã (tổng hợp protein) (Hình 22) 46 Hình 22 : truyền TTDT tế bào khơng nhân tế bào có nhân : intron , : exon [intron] đoạn ứng với intron, [exon] đoạn 47 ứng với exon 3.5.2 Polysom : Nhiều ribosom tham gia giải mã lần lược với tốc độ sợi ARNm tạo nên polysom, ribosom vị trí định có chuỗi polypeptid tổng hợp với độ dài tương ứng (Hình 23) Hình 23 : Polysom 48 49 50 Bảng 17.4 Những chất ức chế q trình sinh tổng hợp protein vi khuẩn Chất ức chế Tác dụng đặc hiệu Actinomycin D Gắn vào ARN ngăn cản chuyển dịch ARN polymeraz (ngăn cản sinh tổng hợp ARN) Tetracylin Ngăn cản gắn aminoacyl-ARNt vào vị trí A ribosom Streptomycin Ngăn cản chuyển phức hợp mở đầu thành phức hợp kéo dài (bước 1) ; gây đọc nhầm mã Cloramphenicol Ngăn cản phản ứng peptidyl trasferaz (bước 2) Erytromycin Ngăn cản chuyển vị (bước 3) 51 52      Transcription: phiên mã Translation: dịch Strand: sợi Repressor: ức chế Replication: nhân rộng, mơ 53 54 55 [...]... chép Nhân đôi ADN ARN Giải mã Protein Sao chép ngược nhân đôi Hình 4 : Luận thuyết trung tâm được bổ sung 12 Luận thuyết trung tâm được bổ sung 13 2 CÁC YẾU TỐ THAM GIA Q TRÌNH SINH TỔNG HỢP PROTEIN 2.1.Vai trò của ADN ADN khơng trực tiếp tham gia sự tổng hợp protein nhưng nó tham gia sự cấu trúc đặc hiệu của protein được tổng hợp ADN có 2 hướng hoạt động : - Nhân đơi hay tái sinh : xãy ra ở nhân tế bào... mẹ được truyền cho ADN con - Điều khiển q trình sinh tổng hợp protein : thơng qua sự tổng hợp ARNm Giải mã Sao chép Nhân đôi ADN ARNm Biểu hiện gen Hình 5 : Q trình biểu hiện gen Polypeptid (Protein) 14 2.2 ARNm ARN thơng tin trực tiếp tham gia q trình tổng hợp protein ARNm là khn cho sự gắn dần các acid amin với nhau theo một thứ tự nhất định tạo nên protein đặc hiệu Mã ba Mã ba T A A C G C A U U G... còn cần ATP, GTP (cung cấp năng lượng) Mg++ 29 3 CƠ CHẾ SINH TỔNG HỢP PROTEIN 3.1 Sơ đồ tổng qt (Hình 15) Hình 15 : Q trình sinh tổng hợp protein3 0 ở tế bào có nhân 3.3 Sự “đọc mã” ở ARNm ARNm là bản sao của gen cấu trúc Chuỗi các mả ba ở ARNm tương ứng với thứ tự của các acid amin của chuỗi polypeptid cuối cùng đến mã kết thúc (Hình 16) Hình 16 : ARNm và chiều đọc mã 31 Việc đọc mã được thực hiện... sinh tổng hợp protein Hình 12 Hai BĐV của Ribosom (R) 26 Bảng 3 : Thành phần cấu tạo của ribosom BĐV lớn BĐV nhỏ R hồn thành Tế bào khơng nhân R 50S (1.600.000) Gồm : ARNr 5S (120 Nu) ARNr 23S(2.900 Nu) 34 Protein R 30S (900.000) gồm : ARNr 16 S (1.540 Nu) 21 Protein R 70S (2.500.000) R 50S + R 30S Tế bào có nhân R 60S (2.800.000) Gồm : ARNr 5S (120 Nu) ARNr 5,8S (160 Nu) ARNr 28S (4.700 Nu) - 49 Protein. .. 18S (1.900 Nu) -33 Protein R 80S (4.200.000) R 60S + R 40S 27 Bán đơn vị nhỏ có 2 vị trí : vị trí A hay vị trí acid amin (là nơi nhận amino acyl-ARNt) và vị trí P hay vị trí peptid (là nơi nhận peptidyl-ARNt (Hình 13) Hình 13 : Các BĐV của ribosom 28 2.5 Các yếu tố mở đầu, kéo dài, kết thúc : Chúng đều là protein và cần thiết cho các giai đoạn tổng hợp protein Ngồi ra sự tổng hợp protein còn cần ATP,... hiện do ARNt : đối mã của ARNt bổ sung với mã ở ARNm theo ngun lý bổ sung đơi baz (Hình 17) Hình 17 : Sự đọc mã ở nhờ ARNt 32 33 3.4 Ba giai đoạn của sự tổng hợp protein ở ribosom 3.4.1 Giai đoạn mở đầu : Hình 18 : Giai đoạn mở đầu của sinh tổng hợp protein ở vi khuẩn 34 IF (Initiation Factors) : yếu tố mở đầu 3.4.2.Giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptid : Hình 19 : Sự kéo dài chuổi polypeptid 35 3.4.3.Giai... nên protein đặc hiệu Mã ba Mã ba T A A C G C A U U G C G ADN ARNm Mã ba Hình 6 : Phân tử lai ADN-ARN 15 16 17 Các mả ba của gen cấu trúc ADN đã được chuyển sang ARNm Sự tổng hợp ARNm ngừng ở chỗ kết thúc gen cấu trúc (hình 7) Hình 7 : Sự chuyển mã từ ADN sang ARNm 18 Trong q trình chuyển mã (tổng hợp ARNm) thì chỉ một sợi ADN của gen cấu trúc được dùng làm khn Đó là sợi khn mang những mã gốc ARNm mang... bản sao của nhiều gen cấu trúc (ARNm polycistronic) Loại sau là loại thường gặp (Hình 8) Hình 8 : ARNm polycistronic 19 Hình 9 : cấu trúc của ARNt 20 ARNt đóng vai trò vận chuyển acid amin đến nơi tổng hợp protein và đọc mã bằng cách bám vào mã ở ARNm nhờ một mã ba đặc hiệu : “đối mã “Khi ARNt nhận acid amin tương ứng thì nó trở thành aminoacyl -ARNt (aa-ARNt) (Hình 10) Hình 10 : Sự tạo thành aminoacyl-ARNt... trí A Với sự tham gia của các yếu tố giải phóng RF hay releasing factors) chuỗi polypeptid và RANt tự do tác khỏi R70S, ribosom rời khỏi ARNm và tách thành R50S, R30S (Hình20) Hình 20 : Kết thúc sự tổng hợp polypeptid 36