- Sự gấp nếp phân tử protein sau khi đ−ợc tổng hợp: Trình tự axit amin của protein quyết định hình dạng tự nhiên cuối cùng của nó. Có nhiều giả thuyết cho rằng, các nhóm bên của các axit amin trong chuỗi polypeptide liên kết với nhaụ Một đoạn các axit amin kị n−ớc trong một phần của chuỗi có thể liên kết với đoạn khác có tính chất t−ơng tự. Tuy nhiên, sự liên kết này có thể không hoàn toàn hợp lý và không tìm thấy trong protein tự nhiên. Theo lý thuyết, chuỗi protein có thể thử qua mọi mô hình liên kết nội tại cho đến khi nó tìm đ−ợc mô hình có mức năng l−ợng tự do nhỏ nhất- một ph−ơng pháp gấp nếp hoàn toàn ngẫu nhiên. Nh−ng đối với những protein có kích th−ớc lớn thì sự gấp nếp không đạt hiệu quả caọ Cơ chế gấp nếp của protein vẫn ch− đ−ợc xác định rõ ràng. Những nghiên cứu gần đây giúp các nhà nghiên cứu cho rằng một số vùng của chuỗi polypeptide có thể nhanh chóng hình thành cấu trúc bậc hai và điều này theo cách nào đó khiến cho việc gấp nếp của toàn phân tử có thể đạt đ−ợc. Sự gấp nếp của protein phải thực hiện qua một loạt các b−ớc nh−ng chi tiết của từng quá trình vẫn còn ch−a đ−ợc hiểu biết rõ ràng.
- Những enzyme liên quan đến quá trình gấp nếp:
+ Enzyme protein disulfide isomerase-PDI: Chịu trách nhiệm tạo cầu -S-S- trong chuỗi polypeptidẹ Enzyme này có khả năng bẻ gãy và tái tạo cầu -S-S- giữa hai nhóm bên của cystein cho phép chuỗi polypeptide có thể tự gấp nếp đúng.
+ Enzyme peptidyl proline isomerase-PPI: PPI đóng vai trò tổ chức lại các nhóm bên của proline trong cấu hình nên nó cho phép cả phân tử protein lắp ráp vào cấu hình đúng.
+ Phân tử chaperon (protein bão mẫu): Chaperon không phải là enzyme mà là một loại protein có khả năng nhận biết, liên kết với protein đã gấp nếp một phần hoặc ch−a gấp nếp. Khi chuỗi polypeptide thoát khỏi ribosome, dạng cấu hình sai có thể xuất hiện một cách ngẫu nhiên nh− sự liên kết sai giữa các vùng kị n−ớc. Những liên kết này ngăn cản sự tạo thành dạng gấp nếp đúng của protein. Khi những phần nh− vậy đ−ợc liên kết với chaperon, protein đã gấp nếp cục bộ đ−ợc ổn định cho đến khi nó lựa chọn và có đ−ợc cấu hình đúng. Về chi tiết, quá trình này vẫn ch−a đ−ợc hiểu biết rõ ràng, nh−ng chaperon đóng vai trò rất quan trọng. Nó đóng vai trò động học của quá trình gấp nếp chứ không phải là nhân tố quyết định bản chất.
- Sau khi quá trình dịch mã hoàn thành, chuỗi polypeptide mới dịch mã muốn thực hiện đ−ợc chức năng cần phải trải qua một số cải biến cần cho hoạt động của nó, bao gồm sự phân cắt và biến đổi các liên kết cộng hoá trị. Sự phân cắt diễn ra nhờ enzyme aminopeptidase hay cacboxylpeptidasẹ Các trình tự tín hiệu bị phân huỷ để các polyprotein giải phóng ra các protein thành phần, sự phân cắt có thể xảy ra ở giữa chuỗi nhằm bỏ đi một số peptide bên trong nh− insulin..
Sự cải biến bằng sữa chữa hoá học xuất hiện nhiều, đa dạng và th−ờng xảy ra ở đầu C và N trên hầu hết 20 gốc axit amin, trừ Ala, Ile, Leu, Val. Sự cải biến bao gồm acetyl hoá, hydroxyl hoá hay glycosyl hoá, thậm chí gắn thêm nucleotid.
CÂU HỎI ễN TẬP CHƯƠNG 4
1. Phõn tớch và vẽ sơ ủồ minh họa thuyết trung tõm của sinh học phõn tử. 2. Mó di truyền là gỡ? Cỏc ủặc tớnh của mó di truyền.
3. Phõn tớch tớnh linh ủộng của tARN và những lý thuyết cơ bản của quỏ trỡnh dịch mó.
4. Mụ tả và phõn tớch cỏc giai ủoạn của quỏ trỡnh dịch mó.
5. Phõn tớch những ủiểm sai khỏc trũn quỏ trỡnh dịch mó ở sinh vật nhõn chuẩn. 6. Tỡm hiểu quỏ trỡnh cải biến protein sau dịch mó.
CHƯƠNG 5: Đột biến gen, sữa chữa đột biến, táI tổ hợp và ung th−
Vật chất di truyền của sinh vật có thể bị biến đổi do cả các tác nhân bên trong và bên ngoài cơ thể. Sự chính xác trong sao chép ADN là điều rất quan trọng trong việc ngăn cản các đột biến không mong muốn. Nói chung, các đột biến tác động lên sinh vật ở một trong hai mức độ: Chỉ làm ảnh h−ởng đến một vài bazơ hoặc cả đến NST. Không phải tất cả đột biến đều có hại cho cơ thể sinh vật, thực tế là các cơ thể sinh vật đều chịu một mức độ đột biến nào đó nh− là kết quả của các hoạt động bình th−ờng của tế bào và các t−ơng tác ngẫu nhiên với môi tr−ờng ngoàị Đột biến cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hoá, ngoài ra một số đột biến còn mang lại những đặc điểm có lợi cho cơ thể sinh vật.
Một đột biến có thể gây ra các biến đổi di truyền trong cơ thể. Trình tự nucleotid trên ADN qui định trình tự axit amin trên protein, trình tự này đóng vai trò hết sức quan trọng bởi vì bất cứ một biến đổi nào trong trình tự axit amin đều có thể bất hoạt hoặc làm thay đổi chức năng của protein. Tuy nhiên, sự khác biệt cốt yếu giữa một đột biến thật sự với những biến đổi khác trong sinh vật là khả năng di truyền của nó. Có hai dạng đột biến có thể di truyền đ−ợc, đó là các đột biến trong các tế bào dòng mầm (germline) (di truyền đ−ợc ở cả động vật, thực vật) và đột biến soma, xuất hiện trong các tế bào soma, không di truyền qua sinh sản hữu tính, trong tr−ờng hợp này, thế hệ sau của một tế bào soma sẽ tạo nên thể khảm, là loại đột biến truyền lại cho thế hệ sau ở mức độ tế bào nh−ng không truyền lại cho thế hệ sau ở mức độ cá thể. Tuy nhiên, ở một số thực vật bậc cao, một số tế bào soma có thể phát triển thành dòng mầm và di truyền qua sinh sản hữu tính.
Đột biến còn có thể chia theo hai dạng tuỳ thuộc vào hoàn cảnh xuất hiện của chúng. Đột biến có thể xuất hiện tự phát (đ−ợc gây ra bởi các nhân tố bên trong nh− các sai sót trong quá trình tự sao, phiên mã, dịch mã.. - là các đột biến có nguyên nhân sinh hoá rõ ràng) hoặc đ−ợc gây cảm ứng (xuất hiện khi bị tác động một cách vô ý hoặc cố ý bởi các tác nhân hoá học, bức xạ gây nên những biến đổi trong ADN hoặc các hoạt động di truyền trong cơ thể. Ngoài ra còn có sự tác động của Kỹ thuật di truyền), mặc dù sự khác biệt không luôn luôn rõ ràng. Các đột biến tự phát và cảm ứng đ−ợc phân loại dựa vào các biến đổi thực sự trên ADN, các biến đổi có thể là: Thay thế, mất, thêm cặp bazơ (đồng giao hoặc dị giao); đột biến câm, đột biến trung tính, đột biến vô nghĩa, đột biến có điều kiện.
ị đột biến tự phát