Học thuyết trung tâm của sinh học phân tử ra đời đã mở ra một giai đoạn mới, cho thấy rõ thông tin di truyền trên ADN được hiện thực hoá qua các quá trình phiên mã và dịch mã để tổng hợp[r]
(1)MỤC LỤC
Đặt vấn đề Trang Nội dung Trang A Acid Nuclêic Trang I Acid Đêôxiribô Nuclêic Trang Thành phần cấu trúc hóa học ADN Trang 1.1 Thành phần hóa học Trang 1.2 Mơ hình xoắn kép ADN Watson-Cric Trang Điểm khác cấu trúc phân tử ADN Prôcaryote
(2)(3)ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày sống thời đại, thời đại phát triển vượt bậc ngành khoa học công nghệ, đặc biệt ngành cơng nghệ sinh học Trong đó, đáng lưu ý “ Sinh học phân tử ”; Sinh học phân tử mơn khoa học cịn trẻ có nhiều bước tiến vượt bậc ảnh hưởng tới nhiều ngành khoa học khác, tới sản xuất đời sống
Việc công bố mô hình chuỗi xoắn kép phân tử ADN thức đánh dấu đời Sinh học phân tử Vật chất sống, xem xét mức độ phân tử, cấu tạo từ nhiều đại phân tử, quan trọng axit nucleic protein Nucleic axit gồm ADN ARN đóng nhiều vai trị thiết yếu hệ thống sống ADN lưu trữ thông tin di truyền truyền đạt trung thực thông tin cho hệ sau thơng qua q trình chép sửa sai Mặt khác, thông tin mã hố ADN biểu thơng qua phiên mã tạo thành ARN; ARN sau dịch mã thành protein Các biến đổi vật chất di truyền xảy ba trình chép, phiên mã dịch mã nguồn gốc tiến hố tính đa dạng sinh giới Ba q trình sống nói chịu tác động chế điều hoà biểu gen, giúp tế bào đáp ứng tốt với môi trường hay với chương trình phát triển định sẳn Các hoạt động thấy eukaryota prokaryota giống bản, có số khác biệt mang tính đặc thù cho nhóm sinh vật
(4)Chính lý mà tơi định tìm hiểu vấn đề: “Acid Nuclêic sinh tổng hợp prôtêin.”
(5)NỘI DUNG A AXIT NUCLÊIC.
I Axit ĐêôxiriboNuclêic: (ADN)
1 Thành phần cấu trúc hóa học ADN: 1.1 Thành phần hóa học:
ADN chất trùng hợp (polimer)- polynucleotit Nó tạo nên nối liền nhiều đơn phân (monomer) kiểu nucleotit Kết phân tích hóa học AND sinh vật khác cho thấy giống
đặc biệt đơn chất hợp thành AND
(6)thay cho nucleotide Cách gọi thường cặp base, kí hiệu bp(base pair) hay kb (kilobase-1000 cặp base)
Tất sinh vật có chung cấu trúc AND Tính đặc trưng AND lồi biểu trình tự xếp nucleotide dọc theo chiều dài số lượng cuả chúng
(7)1.2 Mơ hình xoắn kép ADN Watson- Crick:
Vào năm 1953, James Watson Francis Crick tổng hợp số liệu phân tích hóa học tán xạ tia X để xây dựng đắn mơ hình cấu trúc phân tử AND
Mơ hình gồm hai mạch polynucleotide bắt cặp bổ sung (complementary) tạo thành lò xo xoắn kép mà hai mạch gồm khung đường xen kẽ với nhóm photphate, gắn với nhờ liên kết hidro Adenin với Thimine mạch đối diện Guanine với Cytosine mạch đối diện Từ năm 1953 đến nay, mơ hình trung tâm nghiên cứu di truyền học sinh học phân tử
(8)Một đặc điểm mơ hình đối song song (anti parallel) Để base tương ứng đối diện với nhau, hai mạch cần phải bố trí đầu sợi đối diện với sợi Mỗi mạch đơn có đầu mang nhóm P tự gắn vào C5 đường desoxyribose nên gióọi đầu 5,P, cịn đầu có nhóm OH vị trí C3 nên gọi đầu 3,OH Như đầu 5,P mạch đối diện với đầu 3,OH của mạch bổ sung
2 Điểm khác cấu trúc phân tử AND Prokaryotae và Eukaryote:
Đến nay, nghiên cứu cho thấy tất sinh vật có cấu tạo tế bào ti thể, lục lạp có gen ADN mạch kép
Các virus có gen đa dạng gồm ARN ADN mạch đơn hay mạch kép Một điều cần lưu ý kích thước ADN Eukaryotae hồn tồn khơng có mối liên quan với kích thước mức độ tiến hóa sinh vật; số thực vật lưỡng thê có ADN lớn gấp trăm lần so với ADN người
Mặc dù tất sinh vật có chung cấu trúc ADN xoắn kép sinh vật Prokaryotae Eukaryote có khác đáng kể thành phần cấu tạo tổ chức ADN tế bào:
+ Bộ gen sinh vật Prokaryotae phân tử ADN dạng vịng trịn khơng xoắn với protein để tạo phức hợp NST Eukaryotae
+Tồn phân tử ADN Prokaryote mang thơng tin mã hóa (cho protein) ADN Eukaryote bao gồm trình tự mã hóa (các exon) xen kẽ với trình tự khơng mã hóa (các intron)
(9)3.1 Sao chép ADN:
Một tính chất chất di truyền AND khả tự chép (replication) hay tự nhân đôi (self duplication)
3.1.1 Sao chép theo khuôn:
Sự chép ADN thực theo kiểu bán bảo tồn( semi-conservative).Theo kiểu mẫu này, vào đầu trình chép hai mạch chuỗi xoắn kép tách rời nhau, mạch đơn dùng làm khuôn để tổng hợp mạch Kết phân tử AND ban đầu tạo hai phân tử giống hệt nhau, phân tử hình thành từ mạch cũ mạch
* Quá trình chép ADN:
Đây trình phức tạp, phải trải qua chế chung sau: -Các liên kết hydro ổn định cấu trúc xoắn gắn hai mạch với phải bị phá vỡ tách rời hai mạch
- Phải có đoạn mồi (primer) tức đoạn AND hay ARN mạch đơn ngắn bắt cặp với mạch đơn khuôn
- Đủ loại nucleosid triphosphat (dATP, dGTP, dTTP dCTP) bắt cặp bổ sung với nucleotide mạch khuôn
- Mạch tổng hợp theo hướng 5,P 3,OH.
- Các nucleotide nối lại với liên kết cộng hóa trị để tạo mạch
(10)Ở Prokaryotae lẫn Eukaryotae, mạch riêng lẻ chép theo hướng: Các enzym chép di chuyển dọc theo mạch mẹ từ đầu 3, đến 5, để tạo mạch bổ sung theo hướng 5, đến 3,.
a Khởi đầu:
Ở E.Coli trình bắt đầu protein B đặc hiệu nhận biết điểm khởi sự sao chép (ori) gắn vào trình tự đặc biệt Tiếp theo enzym gyrase cắt AND làm tháo xoắn hai phía protein B Trong hai phân tử enzym gyrase chuyển động ngược chiều so với điểm ori hai phân tử enzym helicase (rep) tham gia tách mạch tạo chẻ ba chép Helicase sử dụng lượng ATP làm đứt liên kết hydro hai base bắt cặp với Các protein làm căng mạch SSB gắn vào mạch đơn AND làm chúng cach nhau, thẳng ngăn không cho chập lại ngẫu nhiên xoắn để việc chép dễ dàng
b Kéo dài:
(11)Khi phức hợp AND-polimerase đọc theo mạch khuôn kéo nucleotide bổ sung vào chỗ gắn nucleotide lại làm mạch bổ sung mọc dài Trên đường di chuyển để tổng hợp AND, AND-polimerase III gặp chỗ mà nucleotide lắp sai vị trí, sử dụng hoạt tính exonuclease 3, 5, cắt lùi lại bỏ
Nucleotide sai, để lắp vào tiếp tục chép Các nucleotide trước gắn vào đầu 3,OH hoạt hóa ATP để thành nucleoside triphotphate có mang lượng AND-polimerase có tính đặc hiệu cao, thêm nucleotide vào đầu 3,OH mạch tổng hợp
(12)Mạch khn có đầu 3, AND-polimerase gắn vào tổng hợp mạch bổ sung 5, 3, hướng vào chẻ ba chép Mạch khn gọi mạch khn trước, cịn mạch tổng hợp gọi mạch trước
Trong mạch khn sau có đầu 5, việc tổng hợp phức tạp thực từ chẻ ba chép hướng để đảm bảo hướng 5, 3, Khi mạch kép tách ra, gần chẻ ba chép, enzym primase gắn mồi (primer) ARN khoảng 10 nucleotide, có trình tự bổ sung với mạch khuôn
AND-polimerase III nối theo mồi ARN, theo hướng ngược với chẻ ba chép, tổng hợp đoạn ngắn 1000- 2000 nucleotide, gọi đoạn Okazaki AND-polimerase nối dài đoạn Okazaki đến gặp ARN mồi phía trước dừng lại, lùi sau tiếp tục tổng hợp từ ARN mồi tạo nên gần chẻ ba chép
Tiếp theo AND-polimerase I nhờ hoạt tính exonuclease 5, 3, cắt bỏ mồi ARN, lắp nucleotide AND vào chỗ trống thực polymer hóa hướng 5, 3,. Đoạn AND ngắn 10 nucleotide hở hai đầu, nối liền chỗ hở nhờ enzym ligase AND Mạch tổng hợp từ chẻ ba chép hướng tổng hợp chậm nên gọi mạch sau
(13)*
Các nhân tố tham gia vào chép AND:
Protein M(kDa) Gen Chức năng Số bản
sao/ tế bào
Rep 65 Rep Tách mạch 50
Helicase III 75 Tách mạch
SSB Protein 74 Ssb Ổn định mạch đơn, tham gia vào cấu trúc
của primosome
300
Primase 60 dnaG Tổng hợp mồi ARN 50
AND polymerase III, I
760 102
Nối dài mạch AND tổng hợp kiểm
sốt xác
20
AND polymerase II
102 polA Cắt bỏ sửa chữa sai sót sợi tái ADN
300
Ligase 75 lig Hàn kín mạch 300
AND Topoisomerase I
Hàn kín mạch
AND
Topoisomerase II
Hàn kín mạch
3.1.2 Sự chép Prokaryote Eukaryote :
(14)cận tiếp xúc với Còn NST dạng vịng( thường thấy Prokaryote)thì chép bắt đầu điểm tiến triển theo hai hướng chĩa ba chép tiếp xúc với
3.2 Cơ chế sửa sai:
3.2.1 Sửa sai chép:
Người ta dùng nucleotide AND-polimerase để tổng hợp AND in vitro Sai sót trường hợp 10-5 Sai sót cho thấy chép AND ống nghiệm mức xác cao, đối chiếu lên sinh vật mức sai sót cịn q lớn
Bằng cách đánh giá tần số đột biến xuất quần thể lớn theo dõi biến đổi enzym ni cấy mơ tế bào, người ta thấy thể sinh vật sai sót chép in vitro 10-9.
(15)+ Hướng chép từ đầu 5, 3, để việc sửa sai xác.
+ Các ADN-polimerase I III vừa polimer hóa, vừa có hoạt tính exonuclease 5, 3, và 3, 5, Nếu đường di chuyển để polymer hóa , gặp nucleotide lắp sai, ADN-polimerase lùi lại cắt bỏ theo hướng 3, 5,
3.2.2 Sửa sai khơng chép:
Phân tử AND bị biến đổi không chép Các biến đổi đột biến xảy với tần số cao Nhờ chế sửa sai nên tần số đột biến trì mức thấp Cụ thể chế sau:
Các enzym nhận biết gắn vào trình tự sai cắt rời đoạn sai, mạch đơn làm khuôn để tổng hợp lại chỗ bị cắt cho Hàng loạt enzym đặc hiệu làm nhiệm vụ dị tìm sửa sai Có khoảng 20 enzym rà sốt dọc NST dị tìm base có biến đổi hóa học , enzym có chức chuyên biệt cho loại sai hỏng Khoảng enzym khác đặc hiệu cho liên kết cộng hóa trị sai base với chất hóa học khác base kề mạch Một số enzym đặc hiệu khác phát bắt cặp sai, trường hợp purin.Tổng cộng có khoảng 50 enzym chuyên phát sửa sai hỏng phân tử AND
4 Các biến đổi ADN: 4.1 Đột biến điểm:
(16)sao chép, base nhận biết thymine thay cytosine Đột biến có tần số xuất cao, gọi điểm đột biến “nóng”
4.2 Tái tổ hợp E Coli:
Quá trình xảy với hai điều kiện : hai vùng AND tái tổ hợp phải có trình tự tương đồng hai trình tự phải có điểm đứt mạch Trước hết, protein RecB RecC làm tháo xoắn cắt đứt hai mạch AND, cắt đứt theo trình tự chữ chi cắt cách vài base Sau đó, protein RecA gắn lên mạch AND đứt tạo thuận lợi cho việc nhận biết trình tự tương đồng mạch hình thành nên phân tử lai
Trong phân bào giảm nhiễm, tái tổ hợp có tác dụng: + Làm tăng số lượng gen lặp lại
+ Loại bỏ gen hỏng trường hợp gen lặp lại Hiện tượng đóng vai trị quan trọng q trình tiến hóa sinh giới
+ Là sở cho điều hòa biểu gen
Tuy nhiên, trình tái tổ hợp gây biến đổi có hại hậu thường biểu bệnh lí
có ý nghĩa lớn q trình tiến hóa sinh giới
(17)- ARN (axit ribonucleic) loại axit nucleic (như ADN), cấu tạo từ nguyên tố C, H, O, N, P ARN đại phân tử, cấu tạo theo nguyên tắc đơn phân mà đơn phân ribonucleotit (riboNu)
2 Cấu trúc cụ thể riboNu: Gồm thành phần: - Đường ribozơ
- Nhóm photphat
- Bazơ nitơ gồm loại A, U, G, X (khác với ADN) Liên kết tạo mạch ARN giống ADN
Các loại ARN:
Có nhiều loại ARN khác nhau, tiêu biểu hay gặp là: - mARN: ARN thông tin: mang thơng tin mã hóa cho a.a
- tARN: ARN vận chuyển: mang a.a tham gia trình dịch mã
(18)- rARN: ARN riboxom: tham gia cấu trúc ribxom
Ngồi cịn có ARN mạch đơn, kép vật chất di truyền virus, nhiều phân tử ARN nhỏ có chức điều hồ, ARN có chức enzim (ribozim)
Mỗi loại ARN có cấu trúc, thời gian tồn tế bào khác phù hợp với chức 4 Quá trình phiên mã:
4.1 Khái niệm:
Là q trình truyền thơng tin di truyền từ phân tử ADN mạch kép sang ARN mạch đơn
Quá trình có nhiều tên gọi: phiên mã, tổng hợp ARN, mã
Định nghĩa nghĩa tất đoạn ADN sẽ phiên mã trở thành ARN Chỉ có gen (định nghĩa phía trên) phiên mã
Q trình phiên mã xảy mạch gen, mạch gọi mạch gốc
4.2 Yếu tố tham gia.
(19)- Enzim: cần nhiều enzim khác nhau, yếu tố trợ giúp Vai trị ARN polimeraza (ARN pol)
- Khuôn: mạch ADN Chiều tổng hợp mạch từ 5'-3'
- Nguyên liệu: Các riboNu nguồn cung cấp lượng (ATP, UTP, GTP )
4.3 Diễn biến.
a Mở đầu:
- ARN pol nhận biết điểm khởi đầu phiên mã
Việc ARN pol nhận biết điểm khởi đầu phiên mã gen quan trọng phiên mã gen ARN pol bám vào ADN, gần chắn phiên mã ARN pol ln rà sốt dọc sợi ADN, gen có gen phiên mã nhiều, gen phiên mã Căn khác gọi lực gen ARN pol Ái lực cao, gen có nhiều ARN pol chạy qua, nhiều phân tử protein tổng hợp Ái lực phụ thuộc vào hàng loạt protein, đặc biệt trình tự vùng điều hòa gen
- ADN tháo xoắn, tách mạch vị trí khởi đầu phiên mã
- Các riboNu tới vị trí ADN tách mạch, liên kết với ADN mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung, cụ thể:
A (ADN) liên kết với U môi trường (mt) T (ADN) liên kết với A mt
G (ADN) liên kết với X mt X (ADN) liên kết với G mt
(20)b Kéo dài:
- ARN pol di chuyển mạch gốc theo chiều 3'-5', thế, riboNu liên kết tạo thành phân tử ARN
- ARN tách dần khỏi mạch ADN, mạch ADN sau ARN pol qua lại liên kết trở lại
c Kết thúc:
Nhờ tín hiệu kết thúc, ARN pol kết thúc việc tổng hợp ARN, rời khỏi ADN
Phân tử ARN tạo sinh vật nhân sơ, qua vài sơ chế nhỏ làm khn để tổng hợp protein Trên thực tế, sinh vật nhân sơ, trình phiên mã (tổng hợp mARN) trình dịch mã (tổng hợp protein) gần xảy đồng thời
Còn sinh vật nhân thực, gen gen phân mảnh (có xen kẽ exon intron), nên phân tử ARN tạo có đoạn tương ứng intron, exon Phân tử gọi tiền mARN Tiền mARN cắt bỏ intron để tạo thành phân tử mARN trưởng thành Phân tử mARN trưởng thành làm khuôn tổng hợp protein
(21)Việc cắt bỏ intron phức tạp Cần có đoạn trình tự đặc biệt để phức hệ cắt intron nhận biết Do vậy, có đột biến xảy làm thay đổi trình tự này, khiến phức hệ cắt intron khơng nhận intron, khơng cắt intron, dẫn đến thay đổi cấu trúc protein Vì vậy, khơng hồn tồn nói đột biến intron không gây hại
Sau cắt intron, việc xếp lại exon vấn đề Sự xếp khác dẫn đến phân tử mARN trưởng thành khác nhau, đương nhiên quy định protein khác Đây tượng thấy gen quy định tổng hợp kháng thể người Vì vậy, lượng nhỏ gen tổng hợp nhiều loại kháng thể khác
Ở sinh vật nhân thực, hệ enzim phức tạp hơn, có nhiều loại ARN pol tổng hợp loại mARN, tARN, rARN
Tóm lại:
ARNm, ARNt, ARNr, tất chất sản phẩm trình mã
Hiện nay, xuất loạt ARN gọi SmallARN, có kích thước nhỏ bé (90 nucleotit), xuất vi sinh vật như: nấm, vi khuẩn, động vật bậc thấp (protozoa) Thomn Cech phát chúng ARN có khả cắt ARN khác vị trí đặc hiệu, ơng gọi ribozym Sau rybozym có khả tự nối đoạn lại với nhau, phát minh lớn tìm nguồn gốc tiến hóa sống
(22)những ARN mới, trải qua trình tiến hóa ARN mang thơng tin di truyền chuyển vai trò sang ADN chuyển vai trị enzym sang prơtêin bậc tiến hóa cao Nhờ vậy, truyền đạt thông tin di truyền hồn thiện hơn, q trình tiến hóa hóa học tiếp diễn mức cao
Ngày nay, cấp độ sống thấp ta thấy tồn ARN mang mật mã di truyền, ARN giữ vai trò enzym Ở cấp độ cao hơn, vai trò enzym prơtêin thay thế, vai trị truyền đạt thơng tin di truyền ADN
Kết luận:
Axit nuclêic bao gồm ADN ARN vật chất di truyền sinh vật Trong đó, ARN vật chất di truyền nguyên thủy tồn đến ngày ADN vật chất di truyền thứ sinh, có ưu tiến hóa phát triển hơn, xây dựng nên toàn giới sinh vật ngày
B Sinh tổng hợp Prôtêin.
I Cấu trúc chức protein: 1.Cấu trúc protein:
Amino axit đơn vị sở cấu thành protein, có cơng thức chung: H2N- CH- COOH
R
Trong R nhánh bên phần khác 20 loại axit amin Dựa vào điện tích chúng mà chia thành nhóm:
(23)+ Nhóm 3: gồm axitamin trung tính kị nước như: alanine, valine,… + Nhóm 4: gồm axitamin trung tính phân cực có nhánh bên mang nhóm OH dễ tạo nối hydro với nước
Các axit amin nối với liên kết peptit Liên kết hình thành kết hợp nhóm amin axit amin với nhóm carboxyl axit amin kế tiếp, phản ứng kết hợp giải phóng phân tử H2O Protein có mức độ tổ chức:
Cấu trúc bậc 1: trình tự xếp axit amin chuỗi polipeptit, nhờ liên kết peptit
Cấu trúc bậc 2: chuỗi polipeptit bậc xoắn α hay gấp nếp β, nhờ liên kết hydro
Cấu trúc bậc 3: chuỗi bậc xoắn ba chiếu không gian, nhờ liên kết disulfua hay liên kết hydro
Cấu trúc bậc 4: tổ chúc nhiều chuỗi polipeptit thành phân tử protein
Chức protein:
Protein có chức đa dạng, phân loại sau:
Các chất xúc tác: enzym hay ferment nhóm protein lớn quan trọng nhất.(Ribonuclease, Cytocrome C, Trypsin,…)
Các protein cấu trúc: nhóm lớn thứ hai.(vỏ virus, Glycoprotein, α- keratin,…)
(24) Các protein vận động( Myozin, Actine, …)
Các protein bảo vệ( kháng thể, Fibrinogen, trombine,…)
Các chất có hoạt tính sinh học: Hoocmon, nọc rắn, độc tố,…) II Q trình sinh tổng hợp prơtêin (Sự dịch mã) (translation)
Sự dịch mã tổng hợp protein xảy pha khác cuả gian kỳ
Trong tế bào thể sống, protein sử dụng, phân giải tổng hợp từ nguồn axit amin có tế bào thu nhận từ thức ăn Tham gia vào tổng hợp protein có nhiều yếu tố, có ba yếu tố quan trọng bậc mARN, tARN, ribosome
1 Vai trò yếu tố: 1.1 Vai trò mARN:
mARN phiên mã từ AND gen mã hóa cho protein cần tổng hợp, mARN dùng làm khn để lắp ráp axit amin, mARN chứa codon quy định cho trình tự axit amin cần lắp ráp thành mạch polipeptit mà gen mã hóa Điều quan trọng cho phép hiểu thực kỹ thuật chuyển gen để tổng hợp cho protein đặc thù cho thể mang gen
1.2 Vai trị tARN:
tARN nhân tố tiếp hợp q trình dịch mã Do kích thước codon lớn nhiều so với
(25)biết gắn trực tiếp lên
codon mARN cách q xa axit amin tương ứng với codon để tạo liên kết Như vậy, chức chức làm trung gian axit amin khuôn ARN, tARN cịn giúp giải trở ngại khơng gian trình dịch mã Số lượng
loại tARN biến động theo loài: 30-40(prokaryotae), 50(eukaryotae), cấu trúc chúng giống Một điểm đáng ý tARN kết hợp với hai codon khác mã hóa cho axit amin
Chức trung gian tARN thực nhờ enzym đặc hiệu aminoacyl-tARN synthtase Có 20 loại aminoacyl-tARN synthtase tương ứng với 20 loại axit amin Các enzym có khả nhận biết axit amin đặc hiệu tARN tương ứng Quá trìng gắn axit amin vào tARN với tham gia enzym trình tiêu tốn lượng trải qua hai bước:
Bước 1: Enzym nhận biết gắn với axit amin đặc hiệu : Enzym + axit amin + ATP Enzym-aminoacyl-AMP + P-P.
(26)Bước 2: axitamin chuyển từ phức hợp Enzym-aminoacyl sang tARN tương ứng:
Enzym-aminoacyl-AMP + tARN tARN-aminoacyl + AMP + Ezym. 1.3 Các ribosome:
Quá trình dịch mã thực ribosome Ribosome cấu tạo từ rARN 50 loại protein, chúng gồm hai tiểu phần: tiểu phần lớn chứa phân tử rARN lớn tiểu phần bé chứa phân tử rARN nhỏ.Khi không thực tổng hợp protein, hai tiểu phần tách rời tế bào chất rARN có cấu trúc khơng gian phức tạp có nhiều đoạn bắt cặp với nhờ có trình tự nucleotide bổ sung
+ Ở Prokaryotae: đầu 5, mARN gắn trước tiên vào đơn vị nhỏ lúc có khả gắn thêm vào đơn vị lớn Khi đơn vị lớn gắn vào xong dịch mã bắt đầu
+ Ở Eukaryotae: tế bào khơng có màng nhân nên q trình dịch mã khơng tách khỏi ribosome máy dịch mã tế bào chất, ribosome có khả gióắn vào đầu mARN dịch mã tạo protein, ARN polymerase tiếp tục phiên mã từ AND
2 Các giai đoạn trình sinh tổng hợp protein: Dịch mã ribosome trải qua ba giai đoạn:
2.1 Khởi động(initiation):
(27)( eukaryotic IF) eIF1, eIF2, eIF3, eIF-4A,… Eukaryotae Dịch mã bắt đầu tARN
đặc biệtcho khởi gắn với đơn vị nhỏ ribosome Ở tất sinh vật, mã khởi cho tổng hợp protein AUG mã hóa cho methionin E.Coli có tARN khởi methionin khác với tARN gắn methionin phân tử protein Chỉ có methionin protein E.Coli gắn thêm axit formic thành N-focmyl methionin đầu amin
Khi tARN khởi gắn với đơn vị nhỏ ribosom, phức hợp bám vào trình tự nhận biết đặc biệt ribosom đầu 5, mARN phía trước đoạn mã hóa cho protein Nhờ đó, anticodon tARN-methionin khởi bắt cặp với codon xuất phát AUG mARN, điểm P(P-site) Sau đó, đơn vị lớn đơn vị nhỏ gắn vào thành ribosom nguyên vẹn Và dịch mã bắt đầu Thông thường, ribosom nhân tố IF prokaryotae khác hồn tồn có
(28)thể thay lẫn trình dịch mã, điều cho eukaryotae Nhưng dịch mã mARN prokaryotae hệ thống dịch mã eukaryotae ngược lại cho hiệu suất thấp
2.2 Kéo dài(elongation):
Là giai đoạn tương đối đơn giản, mang tính lặp lại Sau axit amin đầu tiên(Met)
đặt vào vị trí, chuỗi polipeptit bắt đầu tổng hợp( kéo dài) Amino acyl-tARN đến xếp vào vị trí ribosom nhờ nhân tố kéo dài(EF)
Ribosom di chuyển từ đầu 5, đến đầu 3, mARN Có hai vị trí chuyên biệt ribosom:Vị trí A tiếp nhận Amino acyl-tARN vị trí P giữ phức hợp peptidyl-tARN, tức chuỗi polipeptit hình thành cịn gắn vớitARN trước Sự tiếp xúc peptidyl-tARN Amino acyl-tARN dẫn đến hình thành liên kết peptit gắn axitamin vào chuỗi
(29)polipeptit hình thành Và trình lặp lại xuất dấu hiệu kết thúc dịch mã
2.3 Kết thúc(termination):
Chu trình dịch mã thêm khoảng 15 axit amin giây vào mạch polipeptit, chấm dứt trải qua codon kết thúc là: UAA, UAG, UGA Ở bước kết thúc, mã kết thúc khơng có nticodon Thay vào nhân tố phóng thích RF ( release factor ) làm kết thúc trình
+ Ở vi khuẩn có nhân tố phóng thích: RF-1( đại diện cho codon UAA và UAG), RF-2 (với UAA hay UGA) RF-3 kích thích hai nhân tố
+ Ở Eukaryotae có nhân tố eRF(eukaryoticRF).
Mạch polipeptit có đầu –NH2 –COOH hồn chỉnh nhờ nhân tố phóng thích kể
KẾT LUẬN
(30)Việc chứng minh vai trị mang thơng tin di truyền ADN bước tiến quan trọng cho sinh học phân tử Các q trình có ý nghĩa to lớn truyền đạt thông tin di truyền tự sao, mã dịch mã Việc nghiên cứu, tìm ứng dụng sinh học phân tử mang lại nhiều lợi ích cho đời sống người Giữa gen protein có liên quan với Mơ hình xoắn kép ADN đời mở giai đoạn phát triển sinh học phân tử Đồng thời việc tìm chế di truyền đặc điểm đả làm sáng tỏ nhiều vấn đề thông tin di truyền ADN thể qua sơ đồ sau:
ADN Sao mã ARN Giải mã Prôtêin Tự sao
Trên sở hiểu biết đại phân tử sinh học Acid nuclêic q trình sinh tổng hợp protein Chúng ta vận dụng để giải thích tượng tự nhiên bất thường xảy bên thể sinh vật đồng thời thơng qua nghiên cứu vận dụng, phục vụ đời sống người
Tóm lại, q trình tiến hố sinh giới Trái Đất gắn liền với đại phân tử sinh học Acid nuclêic chế truyền đạt thông tin di truyền chúng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
(31)2 Hồ Huỳnh Thùy Dương, 2003.Sinh học phân tử Nhà xuất giáo dục
3 Trịnh Lê Hùng, 2006 Cơ sở hóa sinh Nhà xuất giáo dục.
4 Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng, 1999 Hóa sinh học Nhà xuất bản giáo dục
5 Cơ sở di truyền phân tử kỹ thuật gen – TS Khuất Hữu Thanh – Nhà xuất KHKT Hà Nội 2005