Sinh tổng hợp protein

Sinh tổng hợp protein replication Tổng hợp protein • Các nội dung thông tin DNA trình tự nucleotide dọc theo sợi DNA • DNA được thừa hưởng sẽ thể hiện những đặc điểm tiêu biểu cách đưa mệnh lệnh tổng hợp protein • Quá trình mà DNA đạo tổng hợp protein, biểu hiện gen bao gồm hai giai đoạn, được gọi phiên mã dịch mã Phiên mã dịch mã Các tế bào được chi phối bởi chuỗi tế bào lệnh • DNA RNA protein Sự phiên mã • Là tổng hợp RNA đạo DNA • Sản xuất RNA thông tin (mRNA) Dịch mã • Là tổng hợp polypeptide, xảy đạo mRNA • Xảy ribosome Phiên mã dịch mã • Trong tế bào prokaryotes, phiên mã dịch mã xảy cùng lúc TRANSCRIPTION DNA mRNA Ribosome TRANSLATION Polypeptide Figure 17.3a (a) Prokaryotic cell In a cell lacking a nucleus, mRNA produced by transcription is immediately translated without additional processing Phiên mã dịch mã • Trong tế bào Eukaryotic, sự hiện diện nhân tế bào ngăn cách trìnhphiên mã (nhân) và qua trình dịch mã (tế bào chất) Quá trình chéo RNA sơ khai (pre-mRNA) xảy nhân và được hoàn thiện thành mARN trưởng thành trước rời khởi nhân Sự phiên mã Phiên mã: tổng hợp RNA với được đạo bởi DNA Tổng hợp RNA • Được xúc tác bởi RNA polymerase, mà pries sợi DNA móc cùng nucleotide RNA • Sau quy tắc bản, cặp đôi giống DNA, ngoại trừ RNA, uracil thay cho thymine RNA • RNA chuỗi đơn, DNA: chuỗi đôi • RNA ngắn DNA, có gen dài, DNA dài chứa nhiều gen • RNA sử dụng đường ribose thay deoxyribose DNA • RNA sử dụng bazo uracil (U) thay thymine (T) DNA Table 17.1 Tổng hợp ARN Các giai đoạn phiên mã • Bắt đầu • kéo dài thêm • Kết thúc Promoter Transcription unit 5 3 3 5 Start point RNA polymerase DNA Initiation After RNA polymerase binds to the promoter, the DNA strands unwind, and the polymerase initiates RNA synthesis at the start point on the template strand 5 3 Unwound DNA 3 5 Template strand of DNA transcript Elongation The polymerase moves downstream, unwinding the DNA and elongating the RNA transcript 5   In the wake of transcription, the DNA strands re-form a double helix Rewound RNA RNA 5 3 3 5 3 5 RNA transcript Termination Eventually, the RNA transcript is released, and the polymerase detaches from the DNA 5 3 3 5 5 Completed RNA transcript 3 Tổng hợp ARN- giai đoạn bắt đầu Tín hiệu hoạt hóa cho sự bắt đầu tổng hợp RNA • Các yếu tố phiên mã giúp enzyme RNA polymerase eukaryous nhận chuỗi hoạt hóa (promoter) • Promoter: trình tự DNA mang tính định giai đoạn bắt đầu được gọi TATA box Đây nơi ARN polymerase gắn vào và phiên mã bắt đầu ARN polymerase ARN polymerase có khả tháo xoắn hai sợi DNA • Có thể bắt đầu chuỗi từ đầu mà không cần đoạn mồi • Chỉ có thể lắp ráp theo hướng '→ 3' Vi khuẩn có loại ARN polymerase có thể liên kết trực tiếp với promoter Eukaryote có ba loại ARN polymerase, được đánh số I, II, III ARN polymerase II sử dụng tổng hợp mRNA Trong eukaryous, sưu tập protein được gọi • yếu tố phiên mã làm trung gian liên kết RNA polymerase khởi đầu phiên mã (phức hợp khởi động phiên mã) tRNA- ARN vận chuyển • Bao gồm sợi RNA đơn dài khoảng 80 nucleotide • Mang amino acid đặc biệt đầu có anticodon bắt cặp với bazo codon tương ứng mARN Nút TC- nhận ribosome Nút DHU- nhận enzyme • tRNA mang amino acid tới ribosome, DHU TC Transfer RNA • tARN không gian ba chiều có hình dạng “L” 5 3 Amino acid attachment site Hydrogen bonds A AG 3 Anticodon (b) Three-dimensional structure Anticodon 5 (c) Symbol used in the book Ribosome Ribosome có ba vị trí găn kết với tRNA • Vi trí P: hình thành liên kết peptide giữa amino acid cũ với amino acid được mang đến bởi tARN • Vị trí A: nhận amino acid -tARN • Vi trí E: phóng thích tARN khỏi ribosome P site (Peptidyl-tRNA binding site) A site (AminoacyltRNA binding site) E site (Exit site) Large subunit E mRNA binding site (b) P A Small subunit Schematic model showing binding sites A ribosome has an mRNA binding site and three tRNA binding sites, known as the A, P, and E sites This schematic ribosome will appear in later diagrams Ribosome • Sau rRNA được phiên mã, rRNA protein hình thành tiểu đơn vị hạch nhân Các tiểu đơn vị thoát khỏi nhân thông qua lỗ màng nhân • Các tiểu đơn vị lớn nhỏ tạo thành ribosome chúng gắn với phân tử mRNA • Mặc dù tương tự về cấu trúc chức năng,nhưng ribosome prokaryote và eukaryous có khác biệt mà số thuốc kháng sinh (như tetracycline streptomycin) có thể làm tê liệt ribosome prokaryote không ức chế ribosome eukaryous Tổng hợp chuỗi Polypeptide Amino end Growing polypeptide Next amino acid to be added to polypeptide chain tRNA 3 mRNA 5 Codons (c) Schematic model with mRNA and tRNA A tRNA fits into a binding site when its anticodon basepairs with an mRNA codon The P site holds the tRNA attached to the growing polypeptide The A site holds the tRNA carrying the next amino acid to be added to the polypeptide chain Discharged tRNA leaves via the E site Aminoacyl-tARN • Một enzyme đặc biệt aminoacyl-tRNA synthetase kết nối amino aid với tRNA Amino acid P P Aminoacyl-tRNA synthetase (enzyme) Active site binds the amino acid and ATP P Adenosine ATP ATP loses two P groups and joins amino acid as AMP P Pyrophosphate Pi Phosphates P Adenosine Pi Pi tRNA Appropriate tRNA covalently Bonds to amino Acid, displacing AMP P Adenosine AMP Activated amino acid is released by the enzyme Figure 17.15 Aminoacyl tRNA (an “activated amino acid”) Xây dựng chuỗi polypeptide • Ba giai đoạn: bắt đầu, kéo dài chuỗi kết thúc • AUG: codon bắt đầu được nhận bởi methionyltRNA Met • Khi codon khởi đầu được xác định, ribosome nối amino acid vào chuỗi polypeptide • RNA được giải mã bởi tRNA để vận chuyển amino acid đến kéo dài thêm chuỗi polypeptide • Dịch mã kết thúc xuất hiện stop codon (UAA, UAG, UGA) Dịch mã: giai đoạn bắt đầu • mRNA liên kết với ribosome vị trí START codon (AUG) tARN với anticodon (UAC) tương ứng sẽ mang Met đến ribosome Dịch mã: giai đoạn kéo dài • Kéo dài: ribosome di chuyển sợi mARN, bổ sung amino acid vào chuỗi polypeptide kéo dài Dịch mã: giai đoạn kéo dài • Các ribosome có vị trí để liên kết với tRNA (1 vị trí E để phóng thích tARN) tRNA đầu tiên mang amino acid thứ đến sẽ gắn vào vị trí P ribosome di chuyển mARN, tARN sẽ chuyển sang vị trí A tARN mang theo amino acid thứ sẽ đến vi trí P Dịch mã: giai đoạn kéo dài • Ribosome loại bỏ amino acid thứ tARN đầu tiên gắn vào amino acid thứ hai • Lúc này, tRNA đầu tiên amino acid được đính kèm tRNA thứ hai có chuỗi gồm amino acid gắn liền với Dịch mã: giai đoạn kết thúc • Chu kỳ kéo dài lặp lặp lại ribosome di chuyển mARN • Quá trình lặp lặp lại gặp codon STOP Polyribosomes • Một số ribosome có thể dịch phân tử mRNA cùng lúc hình thành polyribosome • Polyribosomes cho phép tế bào để làm nhiều polypeptide nhanh chóng Completed polypeptide Growing polypeptides Incoming ribosomal subunits Start of End of mRNA mRNA (5 end) (3 end) (a) An mRNA molecule is generally translated simultaneously by several ribosomes in clusters called polyribosomes Ribosomes mRNA 0.1 µm This micrograph shows a large polyribosome in a prokaryotic cell (TEM) Sụ phiên mã dịch mã tế bào Eukaryous DNA TRANSCRIPTION 1RNA is transcribed from a DNA template 3 RNA transcript 5 RNA polymerase Exon RNA PROCESSING In eukaryotes, the RNA transcript (premRNA) is spliced and modified to produce mRNA, which moves from the nucleus to the cytoplasm RNA transcript (pre-mRNA) Intron Aminoacyl-tRNA synthetase NUCLEUS Amino acid FORMATION OF INITIATION COMPLEX CYTOPLASM AMINO ACID ACTIVATION tRNA After leaving the Each amino acid attaches to its proper tRNA with the help of a specific enzyme and ATP nucleus, mRNA attaches to the ribosome mRNA Growing polypeptide Activated amino acid Ribosomal subunits 5 TRANSLATION E A A A A U G G U U U A U G Figure 17.26 Codon Ribosome Anticodon A succession of tRNAs add their amino acids to the polypeptide chain as the mRNA is moved through the ribosome one codon at a time (When completed, the polypeptide is released from the ribosome.) Quá trình sau dịch mã • Các polypeptide lơ lửng môi trường tế bào chất được dịch mã bởi ribosome tự • Polypeptide xoắn gập cách tự nhiên vào cấu hình hoạt động chúng, những poplypeptide tự phát tham gia với polypeptide khác để tạo thành protein trưởng thàh • Thông thường dịch mã chưa đủ để tạo protein chức năng, chuỗi polypeptide phải được sửa đổi sau dịch mã • Đôi phân tử khác được gắn vào polypeptide: carbohydrate, lipid, phosphate…Tất cho mục đích đặc biệt hoàn thiện chức protein [...]... Template strand of DNA Tổng hợp ARN-giai đoạn kết thúc Trình tự cụ thể trong tín hiệu kết thúc phiên mã của DNA • Khi enzyme polymerase đi tới trình tự kết thúc trên ADN, RNA phiên mã được phóng thích từ DNA và các chuỗi xoắn kép của ADN được «kéo khóa» lại Giai đoạn sau quá trình kết thúc tổng hợp ARN • Hầu hết các mRNA của Eukaryous chưa sẵn sàng để được dịch ra protein trực tiếp sau.. .Tổng hợp ARN-giai đoạn kéo dài • RNA polymerase tổng hợp một sợi đơn RNA dựa trên mẫu DNA sợi, bằng cách bổ sung bắt cặp nucleotide vào đầu 3 'của chuỗi RNA • Khi RNA polymerase di chuyển dọc theo DNA nó vẫn tiếp tục tháo... Exon 1 Protein snRNA Exon 2 Other proteins snRNPs Spliceosome 2 5 Spliceosome components 3 5 mRNA Exon 1 Exon 2 Cut-out intron Ghép nối thay thế(Exons) • Ghép nối thay thế đề cập đến những cách ghép nối khác nhau của exon, sản xuất các protein khác nhau trong cùng một vùng mã gen • Ghép nối thay thế pre-mARN là một cơ chế quan trọng trong việc điều chỉnh biểu hiện gen ở Eukaryous RNA • Protein. .. gồm các vùng cấu trúc và chức năng rời rạc được gọi là domain • Trong nhiều trường hợp, exon khác nhau mã hóa cho các domain khác nhau trong một protein Gene DNA Exon 1 Intron Exon 2 Intron Exon 3 Transcription RNA processing Translation Domain 3 Domain 2 Domain 1 Polypeptide Dịch mã • Dịch mã là sự tổng hợp polypeptide trực tiếp từ ARN • Dịch mã liên quan đến – – – – TRANSCRIPTION DNA mRNA... amino acid • 3 trong số 64 codon được sử dụng như là tín hiệu STOP; chúng được tìm thấy ở phần cuối của tất cả các gen và đánh dấu sự kết thúc của tổng hợp polypeptide • Một codon được sử dụng như một tín hiệu START: bắt đầu tổng hợp polypeptide Second mRNA base U C A UAU UUU UCU Tyr Phe UAC UUC UCC U UUA UCA Ser UAA Stop UAG Stop UUG Leu UCG CUU CUC C CUA CUG CCU CCC Leu CCA CCG Pro... được «kéo khóa» lại Giai đoạn sau quá trình kết thúc tổng hợp ARN • Hầu hết các mRNA của Eukaryous chưa sẵn sàng để được dịch ra protein trực tiếp sau khi được phiên mã từ DNA • Sự phiên mã tổng hợp RNA xảy ra trong nhân Sau đó, mARN di chuyển ra tế bào chất để dịch mã • Tế bào thêm một nắp bảo vệ vào một đầu tận cùng, và một đuôi A ở đầu còn lại • Hầu hết các gen bao gồm các vùng... rRNA được phiên mã, các rRNA và protein hình thành các tiểu đơn vị trong hạch nhân Các tiểu đơn vị thoát khỏi nhân thông qua lỗ trên màng nhân • Các tiểu đơn vị lớn và nhỏ tạo thành một ribosome chỉ khi chúng gắn với một phân tử mRNA • Mặc dù tương tự về cấu trúc và chức năng,nhưng ribosome của prokaryote và eukaryous có sự khác biệt mà một số thuốc kháng sinh (như tetracycline hoặc streptomycin)... ribosome của prokaryote và eukaryous có sự khác biệt mà một số thuốc kháng sinh (như tetracycline hoặc streptomycin) có thể làm tê liệt ribosome prokaryote nhưng không ức chế ribosome eukaryous Tổng hợp chuỗi Polypeptide Amino end Growing polypeptide Next amino acid to be added to polypeptide chain tRNA 3 mRNA 5 Codons (c) Schematic model with mRNA and tRNA A tRNA fits into a binding site when... tự của các bazo dọc theo chiều dài của phân tử mARN Gene 2 DNA molecule Gene 1 Gene 3 DNA strand (template) 3 A C C A A A C C G A G T 5 TRANSCRIPTION mRNA 5 U G G U U U G G C U C A Codon TRANSLATION Protein Trp Amino acid Phe Gly Ser 3 Mã hóa gen • Codon: 3 bazo mã hóa cho một amino acid cụ thể, trình tự của ba trong bốn nucleotide khác nhau • Vì có 4 bazo và 3 vị trí trong mỗi codon, 4 x 4 x 4... cap) • Các 3’ được gắn một đuôi poly-A (adenine) A modified guanine nucleotide added to the 5 end TRANSCRIPTION RNA PROCESSING 50 to 250 adenine nucleotides added to the 3 end DNA Pre-mRNA 5 mRNA Protein- coding segment Polyadenylation signal 3 G P P P AAUAAA AAA…AAA Ribosome TRANSLATION 5 Cap Polypeptide 5 UTR Start codon Stop codon 3 UTR Poly-A tail Vai trò của 5’ cap và Poly A tail • Tạo .. .Tổng hợp protein • Các nội dung thông tin DNA trình tự nucleotide dọc theo sợi DNA • DNA được thừa hưởng sẽ thể hiện những đặc điểm tiêu biểu cách đưa mệnh lệnh tổng hợp protein. .. sử dụng tổng hợp mRNA Trong eukaryous, sưu tập protein được gọi • yếu tố phiên mã làm trung gian liên kết RNA polymerase khởi đầu phiên mã (phức hợp khởi động phiên mã) Tổng hợp ARN-giai... đạo tổng hợp protein, biểu hiện gen bao gồm hai giai đoạn, được gọi phiên mã dịch mã Phiên mã dịch mã Các tế bào được chi phối bởi chuỗi tế bào lệnh • DNA RNA protein Sự phiên mã • Là tổng