5. SINH TỔNG HỢP PROTEIN
5.3. Quá trình phiên mã
5.3.1. Ý nghĩa
Phiên mã là quá trình tổng hợp ARN từ mạch khuôn của gen. Trong quá trình này, trình tự các đêôxyribônuclêôtit ở mạch khuôn của gen (bản chất là ADN) được chuyển đổi (phiên) thành trình tự các ribônuclêôtit của ARN theo nguyên tắc bổ sung.
Vì có nhiều loại ARN khác nhau (như mARN, tARN, rARN, snARN, tmARN v.v), nhưng chỉ có mARN (ARN thông tin) là bản phiên mã dùng làm khuôn để dịch mã di truyền thành trình tự các amino acid trong chuỗi pôlypeptit, từ đó tạo ra sản phẩm quan trọng nhất là prôtêin, nên theo nghĩa hẹp và thường dùng -COOH của các acid amin thì phiên mã là quá trình tổng hợp mARN.
5.3.2. Các bước chính của quá trình phiên mã
Ở tế bào nhân sơ (như vi khuẩn), quá trình phiên mã gồm 3 giai đoạn sau, khi đã qua giai đoạn chuẩn bị.
Chuẩn bị: Hệ enzym tháo xoắn ADN (Tôpôizômêraza và Hêlicaza) gỡ xoắn và tách ADN khuôn ở đoạn có gen cần phiên. Sau đó phiên mã mới có thể tiến hành.
1. Khởi đầu – Enzim ARN-COOH của các acid aminpôlymeraza bám vào đoạn khởi đầu ở vùng
điều hòa của gen, chọn mạch khuôn rồi bắt đầu trượt dọc theo mạch này theo chiều 3’-COOH của các acid amin 5’ để sẵn sàng tổng hợp ARN.
2. Kéo dài – ARN-COOH của các acid aminpôlymeraza vừa trượt dọc trên mạch khuôn gen theo
chiều 3’-COOH của các acid amin 5’, vừa lắp các ribônuclêôtit tự do vào mạch khuôn theo nguyên tắc bổ sung, rồi sử dụng ATP để gắn các ribônuclêôtit vừa được lắp trên mạch khuôn với nhau bằng liên kết phôtphođieste, tạo nên chuỗi pôlyribônuclêôtit mới theo hướng 5’-COOH của các acid amin3’. Đoạn nào trên gen đã phiên mã xong đóng xoắn lại ngay. Ở bước này, chuỗi pôlyribônuclêôtit được dài dần ra, nên được gọi là giai đoạn kéo dài, cũng là giai đoạn lâu nhất trong toàn bộ quá trình.
3. Kết thúc – Khi ARN-COOH của các acid aminpôlymeraza trượt tới tín hiệu kết thúc trên gen thì
dừng phiên mã và tách khỏi gen, phân tử ARN vừa tạo thành được giải phóng, đồng thời đoạn gen bị tách "khép" lại rồi trở thành cấu trúc xoắn kép như trước.
Phiên mã ở sinh vật nhân thực và nhân sơ về cơ bản là giống nhau theo các giai đoạn vừa trình bày. Những điểm khác nhau về phiên mã giữa nhân thực và nhân sơ rất nhiều, nhưng tóm tắt như sau:
+ Phiên mã ở nhân sơ nói chung, chỉ cần một loại enzym ARN-COOH của các acid amin pôlymeraza xúc tác, kể cả phiên ra mARN hay tARN hoặc rARN.
Nhưng ở nhân thực có nhiều loại enzim khác nhau cùng tham gia: mỗi loại ARN (mARN, tARN và rARN) khi phiên mã được xúc tác bởi một loại ARN-COOH của các acid aminpôlymeraza riêng.
+ Do vi khuẩn (nhân sơ) không có màng nhân, nên bản phiên mã mARN ngay cả khi chưa được tổng hợp xong đã có thể được làm khuôn dịch mã ngay, nghĩa là phiên mã và dịch mã coi như là có thể cùng lúc, do đó phiên mã xong thì có thể dịch mã cũng hoàn tất.
+ Ngay sau khi ARN được tạo thành xong, thì ở nhân sơ, ARN này được sử dụng ngay trong tế bào. Nhưng ở nhân thực, thì chuỗi pôlyribônuclêôtit mới chỉ là phân tử ARN sơ khai, phải qua quá trình chế biến, thì mới tạo ra mARN trưởng thành, rồi mARN trưởng thành này đi qua lỗ trên màng nhân mà vào mạng lưới nội chất để làm khuôn dịch mã. Trong quá trình này, chóp (mũ) 7-COOH của các acid aminmêtyl-COOH của các acid aminguanylat được gắn vào đầu 5' của ARN, thêm đuôi pôlyA vào đầu 3' của ARN. Cắt bỏ intrôn (không mã), giữ lại êxôn (có mã) rồi nối liền các êxôn đã cắt với nhau theo đúng trình tự nó vốn có trên gen khuôn mẫu.
*Nguồn:
-COOH của các acid aminNguyễn Văn Kiệm (2005), Hóa Sinh Động Vật, Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, Hà Nội, trang 256-COOH của các acid amin261.
-COOH của các acid aminQuá trình phiên mã:
Link: https://vi.wikipedia.org/wiki/Phi%C3%AAn_m%C3%A3