II. CƠ SỞ VẬT CHẤT DI TRUYỀN CỦA
được tổng hợp theo hai hướng
được tổng hợp theo hai hướng
đối nhau.
Sao chép ở
Sao chép ở E. coliE. coli diễn ra như sau: diễn ra như sau:
1. Một số protein nhận ra gốc Oric
1. Một số protein nhận ra gốc Oric
và cởi xoắn ở đây
và cởi xoắn ở đây
2. Hai phân tử helicase gắn
2. Hai phân tử helicase gắn
vào hai đoạn sợi đơn và tiếp tục cởi
vào hai đoạn sợi đơn và tiếp tục cởi
xoắn
xoắn
3. Các protein liên kết sợi đơn
3. Các protein liên kết sợi đơn
(SSB) tiếp với hai đoạn sợi đơn sau
4. Trên sợi khuôn 3
4. Trên sợi khuôn 3//-5-5// primase tổng hợp một primase tổng hợp một ngòi duy nhất, sau đó pol-III lắp tiếp các
ngòi duy nhất, sau đó pol-III lắp tiếp các
nucleotid vào đầu 3
nucleotid vào đầu 3//-OH của ngòi. Sợi con -OH của ngòi. Sợi con được sao chép liên tục và được gọi là sợi dẫn
được sao chép liên tục và được gọi là sợi dẫn
đầu.
đầu.
5. Trên sợi khuôn đối diện, primase phải
5. Trên sợi khuôn đối diện, primase phải
tổng hợp nhiều ngòi, pol-III lắp tiếp các
tổng hợp nhiều ngòi, pol-III lắp tiếp các
nucleotit vào đầu 3
nucleotit vào đầu 3//-OH của mỗi ngòi lại tạo -OH của mỗi ngòi lại tạo thành các đoạn ADN khoảng 1000-2000
thành các đoạn ADN khoảng 1000-2000
nucleotit gọi là đoạn Okazaki.
6. Pol-I cắt bỏ ngòi đồng thời sao chép bổ
6. Pol-I cắt bỏ ngòi đồng thời sao chép bổ
sung các đoạn Okazaki đứng sau.
sung các đoạn Okazaki đứng sau.
7. Enzyme ligase ''hàn'' các chỗ hỗng giữa
7. Enzyme ligase ''hàn'' các chỗ hỗng giữa
các đoạn Okazaki.
các đoạn Okazaki.
Như vậy sợi con được tạo thành trên sợi
Như vậy sợi con được tạo thành trên sợi
khuôn 5
khuôn 5//-3-3// được sao chép theo kiểu gián được sao chép theo kiểu gián đoạn và được gọi là sợi muộn.
2.1.2. Phiên mã
2.1.2. Phiên mã
Quá trình phiên mã cũng diễn ra theo
Quá trình phiên mã cũng diễn ra theo
hướng 5
hướng 5//- 3- 3//. Ở . Ở E. coli E. coli enzyme xúc tác cho enzyme xúc tác cho quá trình phiên mã cả ba loại ARN là ARN-
quá trình phiên mã cả ba loại ARN là ARN-
polymerase và gồm có 5 chuỗi peptide: 2
polymerase và gồm có 5 chuỗi peptide: 2αα; ;
β
Khác với sao chép, phiên mã chỉ diễn ra trên
Khác với sao chép, phiên mã chỉ diễn ra trên
một sợi, thậm chí trên từng đoạn của sợi
một sợi, thậm chí trên từng đoạn của sợi
khuôn ADN. Hơn nữa ARN-polymerase
khuôn ADN. Hơn nữa ARN-polymerase
không cần ngòi và cũng không có hoạt tính
không cần ngòi và cũng không có hoạt tính
nuclease. Phiên mã ở
nuclease. Phiên mã ở E. coli E. coli diễn ra như diễn ra như sau:
Phiên mã
1. Nhờ sợi ''dẫn đường'' của yếu tố
1. Nhờ sợi ''dẫn đường'' của yếu tố σσ (xích (xích ma) ARN-polymerase gắn vào vị trí promoto
ma) ARN-polymerase gắn vào vị trí promoto
trên sợi khuôn ADN và cởi xoắn ở đây.
trên sợi khuôn ADN và cởi xoắn ở đây.
2. Phiên mã bắt đầu. Nucleotit thứ nhất
2. Phiên mã bắt đầu. Nucleotit thứ nhất
bao giờ cũng là ATP hoặc GTP gắn vào chuỗi
bao giờ cũng là ATP hoặc GTP gắn vào chuỗi
β
β..
3. Sau khi phiên mã được khoảng 12
3. Sau khi phiên mã được khoảng 12
nucleotit,
nucleotit, σσ tách khỏi phức hợp để lại liên tách khỏi phức hợp để lại liên kết với một enzyme tối thiểu khác.
4. Khi sắp phiên mã xong, một gen
4. Khi sắp phiên mã xong, một gen
ARN-polymerase sẽ gặp một trong hai tín
ARN-polymerase sẽ gặp một trong hai tín
hiệu kết thúc sau đây:
hiệu kết thúc sau đây:
-Tín hiệu mạnh: không cần yếu tố
-Tín hiệu mạnh: không cần yếu tố
protein bổ sung nào và cấu tạo dạng cặp
protein bổ sung nào và cấu tạo dạng cặp
tóc.
tóc.
-Tín hiệu yếu: cũng có cấu trúc dạng
-Tín hiệu yếu: cũng có cấu trúc dạng
cặp tóc nhưng thiếu đoạn oligo (U) và cần
cặp tóc nhưng thiếu đoạn oligo (U) và cần
yếu tố protein rho; Rho nhận ra và gắn vào
yếu tố protein rho; Rho nhận ra và gắn vào
đoạn ARN sợi đơn, thủy phân ATP rồi di
đoạn ARN sợi đơn, thủy phân ATP rồi di
động đến và tách và tách ARN khỏi phức
động đến và tách và tách ARN khỏi phức
hợp.
2.1.3. Dịch mã
2.1.3. Dịch mã
Cũng như sao chép và phiên mã, dịch mã về
Cũng như sao chép và phiên mã, dịch mã về
cơ bản diễn ra ở mọi tế bào giống nhau
cơ bản diễn ra ở mọi tế bào giống nhau
nhưng được nghiên cứu kỹ nhất ở
nhưng được nghiên cứu kỹ nhất ở E. coliE. coli. .
Tham gia vào quá trình này có ba thành
Tham gia vào quá trình này có ba thành
phần chính: phần chính: Ribosom, Ribosom, mARN, mARN, tARN. tARN.
Ở
Ở E. coliE. coli (và các bào quan như ty thể, lục (và các bào quan như ty thể, lục
lạp)
lạp) ribosom thuộc loại 70S, có thể phân li ribosom thuộc loại 70S, có thể phân li
thuận nghịch thành hai hạt nhỏ 30S, 50S.
thuận nghịch thành hai hạt nhỏ 30S, 50S.
Hạt 50S chứa 34 protein và hai loại rARN
Hạt 50S chứa 34 protein và hai loại rARN
(23S và 5S), hạt 30S chứa 21 protein và một
(23S và 5S), hạt 30S chứa 21 protein và một
loại rARN (16S
Dịch mã
Trên ribosom có hai vị trí gắn tARN: vị
Trên ribosom có hai vị trí gắn tARN: vị
trí A gắn acid amine-tARN và vị trí P gắn vào
trí A gắn acid amine-tARN và vị trí P gắn vào
peptidil-tARN.
peptidil-tARN.
ARN chỉ gồm 70-90 nucleotit, chứa
ARN chỉ gồm 70-90 nucleotit, chứa
nhiều base cải biến (dihydro,
nhiều base cải biến (dihydro,
pseudotioridin,...), có cấu trúc lá chẻ ba với
pseudotioridin,...), có cấu trúc lá chẻ ba với
cuống và 3 thùy, lần lượt được gọi là DHU
cuống và 3 thùy, lần lượt được gọi là DHU
(Dihydro Uridin), AC (Anticodon) và T
Vì acid amine mở đầu bao giờ cũng là
Vì acid amine mở đầu bao giờ cũng là
metionin nên tế bào cần hai loại tARN: một
metionin nên tế bào cần hai loại tARN: một
vận chuyển Met mở đầu chuỗi và một vận
vận chuyển Met mở đầu chuỗi và một vận
chuyển Met ở giữa chuỗi. Met mở đầu chuỗi ,
chuyển Met ở giữa chuỗi. Met mở đầu chuỗi ,
sau khi gắn với tARN, phải được focmin hóa
sau khi gắn với tARN, phải được focmin hóa
(nhờ enzyme transformilase) thành
(nhờ enzyme transformilase) thành focmin-focmin- metionil-tARN
metionil-tARN. Vì vậy tARN mở đầu dịch . Vì vậy tARN mở đầu dịch
mã và tARN chuyển Met vào giữa chuỗi được
mã và tARN chuyển Met vào giữa chuỗi được
ký hiệu lần lượt là ARN