- Ở giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptide, amino acid thứ hai (do mã tiếp theo của mRNA quy định) gắn với tRNA riêng của nó sẽ được đưa vào phức hợp khởi đầu ở vùng A. Giai đoạn này cần GTP và các yếu tố kéo dài chuỗi. Ở sinh vật nhân sơ yếu tố kéo dài là EF-T (gồm 2 bộ phận hợp thành là EF-Tu và EF-Ts). Yếu tố này ở sinh vật nhân chuẩn là eEF-1. Các yếu tố này là những protein: EF-Tu (M 43000), EF-Ts (M 74000). Chúng có vai trò đưa aminoacyl-tRNA vào vùng A của ribosome thông qua các bước sau:
EF-Tu + GTP EF-Tu. GTP (tổ hợp hai)
EF-Tu.GTP + amonoacyl-tRNA aminoacyl-tRNA-EF-Tu-GTP (tổ hợp ba).
Tổ hợp ba chỉ kết hợp với vùng A trong ribosome vì vùng P đã có fMet- tRNA (ở giai đoạn sau là peptidyl-tRNA) chiếm chỗ.
Đây là giai đoạn quyết định bảo đảm định hướng đúng để tạo ra liên kết peptide giữa aminoacyl-tRNA và peptidyl-tRNA.
Trước khi aminoacyl được gắn kết vào peptidyl thì nó kết hợp với GTP ở vùng E của ribosome để tạo nên một phức gồm ba yếu tố. Sau khi GTP thuỷ phân thì liên kết peptide được tạo thành. Quá trình này được xúc tác bởi enzyme peptidyltransferase, chuyển peptidyl đến tRNA-aminoacyl vừa kết hợp vào (hình 7.24). Enzyme này được cấu tạo chủ yếu từ rRNA. Phần phi protein 50S rRNA thể hiện đầy đủ hoạt tính của peptidyltransferase. Nucleic acid có hoạt tính enzyme được gọi là ribozyme. Protein của ribosome tham gia quá trình enzyme là do sự thay
Tiểu đơn vị nhỏ
mRNA
Tiểu đơn vị lớn P A
đổi cấu hình. Đối với hình thể của từng thành phần ribosome ion Mg+ có một ý nghĩa quan trọng.
Sau khi kết hợp với ribosome, GTP bị thuỷ phân đồng thời giải phóng tổ hợp EF-Tu-GDP ra khỏi ribosome. Phức hợp EF-Tu-GDP khi tác động tương hỗ với EF-Ts và GTP sẽ lại biến thành EF-Tu-GTP. Do đó nó có thể lai tương tác với aminoacyl-tRNA tiếp theo. Các nghiên cứu cho thấy số lượng yếu tố EF-Tu bằng khoảng số lượng phân tử aminoacyl- tRNA. Từ đó người ta cho rằng phần lớn các aminoacyl-tRNA là nằm trong thành phần tổ hợp ba chứ không phải ở trạng thái tự do.
Hình 7.24 biểu diễn sự hình thành liên kết peptit. Vị trí “A” ở ribosome là vùng nhận, vị trí “P” là vùng cho. Ở vùng nhận kết hợp với tRNA-aminoacyl mới đi vào (aminoacyl với R0 ở hình 7.24). Ở vùng cho thì tRNA-aminoacyl đã kết hợp với ribosome cũng như tRNA- polypeptidyl. tRNA-polypeptidyl mang một chuỗi polypeptide với hai aminoacid (R1 và R2). Ở vị trí này cả hai thành phần tRNA-aminoacyl và tRNA-polypeptidyl tham gia phản ứng: nguyên tử H của nhóm amine của aminoacid gắn kết với polypeptidyl ở ribose của tRNA bằng liên kết ester. Chuỗi polypeptidyl được chuyển từ chất cho đến chất nhận. tRNA gắn ở vùng cho bây giờ ở trạng thái tự do, nghĩa là ribose cuối cùng của nó có nhóm OH ở vị trí C3 tự do. Lúc này chuỗi polypeptide dài thêm một đơn vị (aminoacyl) (hình 7.24, bên phải). Đây là phản ứng vận chuyển peptidyl. Bằng cách này liên kết peptide được tạo nên và tRNA được gắn kết trước đó trở nên tự do.
Phản ứng kéo dài chuỗi cần có sự tham gia của GTP và một yếu tố kéo dài khác là EF-G (ở sinh vật nhân chuẩn là eEF-2). Yếu tố EF-G là một trong những yếu tố cơ bản của tế bào, có khối lượng phân tử 72000. Yếu tố này khi kết hợp với ribosome góp phần tạo cho ribosome chuyển dịch một khoảng cách bằng một bộ ba trên phân tử mRNA, khi đó peptidyl-tRNA chuyển từ vùng A sang vùng P.
Sau khi kết hợp ribosome dịch chuyển đến codon tiếp theo, tRNA mang aminoacid tiếp theo được kết hợp vào. Ribosome là hệ thống cơ hoá học có khả năng chuyển động tương tự như protein cơ.
- Giai đoạn kết thúc: Quá trình tổng hợp sợi polypetide kết thúc khi ở trên mRNA có một codon kết thúc xuất hiện hoặc là đã đến đầu cuối của mRNA. Những codon kết thúc là UAA, UAG và UGA. Sợi polypeptide tách khỏi ribosome và tự động hình thành cấu trúc bậc bốn. Sau đó ribosome bị phân ly thành các tiểu đơn vị 30S và 50S rồi nhập vào kho dự trữ ribosome. Sự nhận biết các bộ mã kết thúc được thực hiện bởi các yếu tố kết thúc. Đó là các protein, ở sinh vật nhân sơ là RF1 (M 4000) nhận
biết bộ mã UAA và UAG và RF2 (M 47000) nhận biết mã UAA và UGA. Ở sinh vật nhân chuẩn có một yếu tố kết thúc là eRF. Để thực hiện phản ứng giải phóng chuỗi polypeptide thì peptidyl-tRNA phải nằm ở vùng P, còn các yếu tố kết thúc tương tác với vùng A của ribosome.
Hình 7.24 Sự tạo thành liên kết peptide ở ribosome a) tRNA-amioacyl kết hợp với tRNA-peptidyl