CHUONG II_BÀI 4

CHƯƠNG II: SINH HỌC PHÂN TỬ BÀI 4: TỔNG HỢP PROTEIN VÀ CƠ CHẾ ĐIỀU CHỈNH QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PROTEIN mRNA polypeptide • Thực ribosome với tham gia ba loại ARN • Hướng dịch mã tRNA 5' → 3' QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PROTEIN Đặc điểm mã di truyền - Mã mã ba chữ (triplet) xếp cạnh thẳng hàng - Mã có tính chất thối biến: nghĩa acid amin mã hóa nhiều mã khác nhau, riêng tryptophan có mã quy định - Nucleotide thứ ba mã nucleotide dễ bị thay đổi tính chất mã khơng bị thay đổi theo - Mã có tính chất chung cho sinh vật (tính vạn năng) - Có mã mở đầu: AUG ba mã kết thúc: UAG, UAA UGA QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PROTEIN • • • • Hoạt hố acid amin Giai đoạn mở đầu chuỗi polypeptid Giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptid Giai đoạn kết thúc QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PROTEIN Hoạt hoá acid amin Aminoacyl-tARN synthetase Acid amin + ATP + tARN Mg++ aminoacyl-tARN + AMP + PPi QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PROTEIN Giai đoạn mở đầu chuỗi polypeptid • mRNA • ribosome • nhân tố khởi IF (initiation factors) prokaryote eIF eukaryote • tRNA khởi methionin -> Nformyl methionin QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PROTEIN Nhân tố khởi đầu IF Giai đoạn mở đầu QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PROTEIN Giai đoạn mở đầu chuỗi polypeptid 30S Rb - IF3 – mARN F-met-tARN + IF2-GTP + 30S Rb - IF3 – mARN -> Phức hợp mở đầu GTP -> GDP + Pi - 50S Rb + 30S Rb -> 70S Rb - IF2 IF3 giải phóng Q TRÌNH TỔNG HỢP PROTEIN Nhân tố nối dài EF Giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptid QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PROTEIN Giai đoạn kéo dài - Gắn aminoacyl-tARN vào vị trí A - Hình thành lk peptide - Chuyển vị Dịch mã trình: A tổng hợp protein B tổng hợp acid amin C tổng hợp ADN D tổng hợp ARN Ở sinh vật nhân thực, ba mở đầu trình dịch mã a GUA b AUG c.GAU d UUG Ở sinh vật nhân sơ, aa mở đầu cho việc tổng hợp chuỗi polypeptide a pheninalanin b metionin c foocmin metionin d glutamin Giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptid gồm bước: A Gắn aminoacyl - tARN vào vị trí A, Chuyển vị, Hình thành liên kết peptid B Gắn aminoacyl - tARN vào vị trí A, Hình thành liên kết peptid, Chuyển vị C Chuyển vị, Gắn aminoacyl - tARN vào vị trí A, Hình thành liên kết peptid D Hình thành liên kết peptid, Chuyển vị, Gắn aminoacyl tARN vào vị trí A Điều hòa hoạt động gen * Ở Prokaryote: - Cơ chế kích thích: Vd: E.Coli mt lactose – EZ betagalactosidase - Cơ chế kìm hãm: Vd: E.Coli mt tryptophan – EZ tryptophan synthetase Điều hòa hoạt động gen Mơ hình Operon sinh tổng hợp protein Prokaryote Điều hòa hoạt động gen * Mơ hình Operon: - Gen cấu trúc (Ct hay cistron): tạo mARN, tổng hợp EZ - Vùng khởi đầu (Promotor, Pr): nơi ARN polymerase bám vào xđ vị trí khởi đầu phiên mã - Vị trí vận hành (operator, O): + Tự do: ARN pol gắn vào vùng khởi đầu -> gen cấu trúc sx mARN EZ tương ứng + Lk chất kìm hãm: ngăn ARN pol -> gen cấu trúc trạng thái đóng - Operon = Ct + Pr + O - Gen điều chỉnh (Regulator, Re): tổng hợp chất kìm hãm - kìm hãm hđ gen cấu trúc, chất hoạt hóa – hoạt hóa gen Điều hòa hoạt động gen Sơ đồ chế điều hòa hoạt động Lactose Operon Điều hòa hoạt động gen Sơ đồ chế điều hòa hoạt động Lactose Operon Điều hòa hoạt động gen Sơ đồ chế điều hòa hoạt động Operon Tryptophan E.coli Điều hòa hoạt động gen * Hoạt động Operon chế kích thích TH1: Chất hoạt hóa trạng thái hoạt động: - Chất hoạt hóa gắn vào vị trí vận hành + ARN pol gắn vào vùng khởi đầu -> Ct mở, tổng hợp mARN EZ tương ứng - Chất gắn đặc hiệu + chất hoạt hóa -> chất hoạt hóa rời khỏi vị trí vận hành, Ct đóng Điều hòa hoạt động gen * Hoạt động Operon chế kích thích TH2: Chất hoạt hóa trạng thái ko hoạt động: - Chất gắn đặc hiệu + chất hoạt hóa -> chất hoạt hóa hoạt động gắn O, ARN pol gắn vào Pr => sx mARN protein - Chất gắn đặc hiệu bị lấy đi: chất hoạt hóa rời khỏi vị trí vận hành => Ct đóng Điều hòa hoạt động gen * Hoạt động Operon chế kìm hãm TH1: Chất kìm hãm trạng thái hoạt động - Chất kìm hãm gắn vào O -> Ct đóng - Chất đặc hiệu + chất kìm hãm -> chất kìm hãm rời khỏi O => Ct hoạt động tồng hợp mARN EZ Điều hòa hoạt động gen * Hoạt động Operon chế kìm hãm TH2: Chất kìm hãm trạng thái ko hoạt động - Chất kìm hãm ko hoạt động -> O tự do, Ct mở => tổng hợp mARN EZ - Chất gắn đặc hiệu + chất kìm hãm -> chất kìm hãm hoạt động gắn vào O, Ct đóng => ngừng tổng hợp mARN EZ Điều hòa hoạt động gen • Tín hiệu điều chỉnh thể đa bào (Eukaryote) protein từ tế bào chuyên biệt tác động vào nhóm tế bào “đích”, điều chỉnh biểu gen liên quan tế bào thông qua tương tác đặc hiệu ADN – protein -> gen liên quan mở hay đóng theo chương trình định sẵn để phù hợp với phát triển toàn thể sản xuất protein tăng hay giảm theo yêu cầu thể • ADN > mARN tiền thân > mARN > protein