Cấu tạo ARN. Quá trình phiên mã. So sánh quá trình phiên mã ở tế bào Prokaryota và Eucaryota

Hoá sinh thực vậtCấu tạo ARNQuá trình phiên mãSo sánh quá trình phiên mã ở tế bào Prokaryota và Eucaryota Vũ Thị Thuỳ linh Nguyễn Thị Hương Phạm Thị Thu Hiền Nguyễn Thị Thanh XuânDate11.Cấu tạo ARN 1.1. Đặc điểm chung 1.2. Vai trò của ARN1.3. Cấu tạo ARN1.3.1.Cấu tạo ARN thông tin (ARNm)1.3.2.Cấu tạo ARN ribosom (ARNr)1.3.3.Cấu tạo ARN vận chuyển (ARNt) Date21.Cấu tạo ARN1.1.Đặc điểm chung: ARN được cấu tạo từ các ribonucleotid (ARNm, ARNt, ARNr)Có trong nhân, nhiễm sắc thể, ty thể, lạp thể, đặc biệt có nhiều trong ribosomTrong ARN thường có nhiều basenitơ chiếm tỉ lệ 8-10%Hầu hết đều có cấu trúc bậc một (trừ mARN ở đoạn đầu)1.2.Vai trò của ARN: Các ARN truyền thông tin di truyền từ nhân đến tế bào chất AND phiên mã ARNm dịch mã polypeptid protein ARNr, ARNt Date31.Cấu tạo ARNDate41.3.1. ARNthông tin (ARNm)ARN có trong nhân, tế bào chấtARNm được hình thành do sự sao chép theo nguyên tắc bổ sung với một sợi đơn từ ADN khuôn.Với sự tham gia của ARN-polymeraseChức năng:ARNm là khuôn trực tiếp trongquá trình dịch mã, truyền thông tin từ AND đến protein Kích thước và số lượng phụ thuộc vào sợi đơn AND khuôn.Date51.3.1. ARNthông tin (ARNm)ARNm thường có thời gian sống ngắn từ 2-3phút đối với tế bào chưa có nhân chuẩn và từ 3-4giờ đối với tế bào có nhân chuẩn.ARNm bị phân huỷ nhanh khi quá trình dịch mã kết thúcARNm của tế bào có nhân chuẩn là ARNm monocistromic. ARNm của tế bào chưa có nhân chuẩn là ARNm Date61.3.2. ARNribosom (ARNr)ARNr là thành phần chủ yếu của ribosom địa điểm sinh tổng hợp chuỗi polypeptid, chứa 90% tổng hợp ARN của tế bào và 70-80%loại protein. Trong ribosom ARN chiếm 60-80% Khối lượng tham gia quá trình giải mã ARNm bằng chuỗi polypeptidDate71.3.3. ARN vận chuyển (ARNt)ARNt là axit nucleotid tương đối nhỏ vận chuyển đặc hiệu các acid amin đến ribosom để sinh tổng hợp chuỗi polypeptid Mỗi axit amin được vận chuyển ít nhất một ARNt đặc hiệu cho nóARNt trong tế bào chưa có nhân chuẩn có khoảng 30-40 loại. Trong tế bào có nhân chuẩn 50-60 loại Đặc điểm:Nó là một chuỗi polynucleotid chứa 73-93 nucleotid có hình hoa chữ thập, chứa nhiều basenitơ chiếm tỉ lệ từ 7-15% phân tử.Chúng là dẫn xuất của metyl hay đimetyl của A,U,C,GDate81.3.3. ARN vận chuyển (ARNt)Hầu hết các ARNt đều chứa axit guanilic ở đầu 5’ và bộ C-C-A ở đầu 3’ Nhóm OH tại C’3 của acid adenilic chính là vị trí nhận acid amin mà nó chịu trách nhiệm vận chuyểnTrên ARNt có 1 bộ ba nuclêotid dược gọi là bộ ba đối mã(aticodon) bộ ba này được sử dụng để nhận biết 1 bộ ba trên ARNm được gọi là mã di truyền (codon) mã hoá cho acid amin Aticodon và codon nhận ra nhau theo nguyên tắc bắt cặp bổ sung. Chính vì đó mà các acid amin được vận chuyển và lắp ráp với nhau theo đúng trình tự đã được mã hoá trên ARNmVai trò: làm nhiệm vụ vận chuyển đặc hiệu. Date9So sánh cấu tạo AND và ARNPhân tử ANDAND tồn tại chủ yếu trong nhân tế bào, cũng có ở ty thể, lạp thể trong tế bào chấtĐường RiboseBasenitơ A, C, G, TCấu tạo bởi 2 mạch polynucleotideCấu trúc bậc 2 là cấu trúc xoắn képPhân tử ARNARN có nhiều trong tế bào chấtĐường DeoxyriboseBasenitơ A, G, C, UCấu tạo bởi 1 mạch polynucleotideTrong không gian không có cấu trúc xoắn képDate101.Cấu tạo ARNDate11 Cấu tạo AND Cấu tao ARN Date122.Quá trình phiên mãQuá trinh phiên mã là quá trình sao chép AND bởi enzym AND polymerase để tạo thành 2 ARN bổ sung. Đây là quá trình truyền thông tin di truyền từ phân tử AND sang ARNSản phẩm của quá trinh phiên mã là ARNmQuá trình tổng hợp sợi ARNm được tổng hợp theo chiều 3’- 5’ của sợi khuônĐiều kiện của quá trình phiên mã : AND khuônCó các nucleotid: ATP,GTP,CTP,UTPCó enzyme ARN polymirase ion Mg2 Date13Phương trình tổng quát: 4n(ATP) (AMP,GMP.CMP,UMP)n + 4nPPiCơ chế:2.1.Giai đoạn mở đầu:Enzim ARN polimerase có thể gấn lên một trình tự bất kì ARN khuôn và tạo phức đong AND khuôn ở dạng xoắn ARN polimerase ở dạng không hoạt động.Ái lực của nó với prômtẻu nhỏ do đó nó có thể trượt dọc ptử ARN khuôn mà không nhận ra promoteur. 2.Quá trình phiên mãARN polymeraseAND khuôn , Mg2+Date14Khi factơ gắn vào ARN polimerase thì ARN polymerase được chuyển sang trạng thái hoạt động nó có ái lực lớn hơn promteur. Nó nhận ra promoteur và kết hợp với promoeur của ARN khuôn, lúc này phức AND khuôn và ARN polymerase trở thành phức mở. Phân tử polymerase được tháo xoắn.Sợi đơn có chiều 3’- 5’ theo chiều tháo xoắn được sử dụng làm sợi khuôn. Quá trình sinh tổng hợp ARNm bắt đầu. Mỗi phân tử ARNpolymerase cần một yếu tố factơ đặc hiệu cho nó.Quá trình phiên mãDate15Phức bậc 2 enzyme và AND khuôn nhanh chóng trở thành phức bậc 3 khi đoạn nucleotid đầu tiên được hình thànhTuy nhiên lúc này ARNpolymerase vẫn kết hợp với AND khuôn tại vì trí promoteurYếu tố factơ rời khỏi ARNpolymerase 3 do đó ái lực giữa ARNpolymerase và promoteur giảm. ARNpolymerase có thể trượt dọc phân tử AND khuôn. Đến đây giai đoạn mở đầu kết thúc. Quá trình phiên mãDate162.2.Giai đoạn 2:Phân tử ARNpolymerase trượt dọc phân tử AND khuôn. Nó trượt tới đâu thì xoắn của AND được tháo ra tới đó. Sợi đơn được mở ra theo chiều 3’- 5’ theo chiều mở xoăn được dung kàn sợi khuôn để kéo dài đoàn ARN đang hình thànhKhi kéo dài thêm được 12 nucleotid thì sợi ARN đang hình thành tách khởi sợi khuôn và đoạn xoắn ARN khôi phục. Quá trình phiên mãDate17Phương trình tổng quát: (NMP)m + NTP (NMP)n+1 + PPi Đoạn mở xoắn ARN thường có chiều dài 17 nucleotid. Quá trình kéo dài cứ diễn ra như vậy cho đến khi ARNpolymerase gặp trtình tự kết thúc. Enzyme ARN polymease kông có khả năng sửa sai. Tỉ lệ sai sót của quá trình phiên mã thường 1lỗi / 104, 105 nuQuá trình phiên mãMg2+Date182.3.Giai đoạn khết thúc:Kiểu kết thúc không cần phân tâm:để thực hiên xơ chế kết thúc này trong phân tử ARN phải có trình tự đặc biệt gọi là trình tự palandramic Đoạn ARN tổng hợp được trên trình tự paladramic của ARN có khả năng bắt cặp bổ sung với nhau tạo cấu trúc giống hình kẹp tócEnzyme ARNpolymerase khi gặp cấu trúc hình kẹp tóc như vậy sẽ ngừng lại. Sợi ARN mới tổng hợp sẽ tách khởi sợi khuôn, 2sợi đơn AND của khuôn xoắn lại với nhau ARN polymerase được giải phóng.Quá trình phiên mãDate19Kiểu kết thúc thuộc factor rô:Ở một số loài giai đoạn kết thúc cần factor rôlà protein đựơc cấu tạo từ 6 tiểu đơn vịFactor rô có thể gắn với sợi ARN đang hình thành và tr]tj dọc theo chiều 3’- 5’ Khi factor rô gặp ARNpolymerase đoạn xoắn giữa ARN và AND khuôn bị tháo ra phân tử ARN polymerase rời khỏi ARN khuôn.Quá trình phiên mã kết thúc. Quá trình phiên mãDate20Quá trình phiên mãARN polymerasePPAND khuônõ3’3’3’3’5’5’5’5’3’Õ rời khỏi17 nuDate21Quá trình phiên mã "Vòng đời" của một mRNA trong tế bào eukaryote. RNA được phiên mã trong nhân tế bào; khi hoàn tất quá trình chế biến, mRNA trưởng thành được vận chuyển đến tế bào chất và dịch mã nhờ ribosome. Đến một thời điểm nhất định, mRNA sẽ bị phân huỷ thành các nucleotide. Date22Sơ đồ quá trình phiên mãDate23Quá trình phiên mãDate24Quá trình phiên mã Mô hình hoạt động của 2 loại mRNA. Ở tế bào bình thường, gen CAT phien mã ra CTN-RNA (a, b) và CAT2 mRNA (c) theo loại promotor và đuôi polyA khác. CTN-RNA được lưu giữ trong nhân và điều chỉnh lượng CAT mRNA. Ở tế bào bị stess, CTN-RNA chịu sự biến đổi sau phiên mã, đuôi 3' không mã hóa bị cắt đứt (d) để tạo thành CAT mRNA (f). CAT mRNA sẽ chuyển ra tế bào chất và dịch mã sang protein nhằm đáp ứng nhanh cho tế bào. Date25So sánh sự phiên mã của tế bào Prokaryota và EukaryotaỞ tế bào Prokaryota: Quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời Ở tế bào Eukryota: Quá trình phiên mã diễn ra ở trong nhân. Quá trình dịch mã diễn ra ở tế bào chấtĐịa điểm xảy ra quá trình phiên mã của tế bào Prokrayota và EukaryotaDate26So sánh sự phiên mã của tế bào Prokaryota và EukaryotaTế bào Prokaryota: Sản phẩm là những ARNm có kích thước khác nhau Mỗi ARNm lại mã hoá cho một hoặc nhiều chuỗi polypeptid.Tế bào cần loại polypeptid nào thì ribosom gắn ARNm tương ứng để tiến hành dịch mã. Tế bào Eukaryota: Sản phẩm trực tiếp là tiền ARNm.Tiền ARNm phải chịu 1 loạt các cải biến để trở thành ARNm trưởng thành. ARNm trưởng thành chui qua lỗ màng nhân ra ngoài nhiễm sắc thể. Tại đó nó được sử dụng làm khuôn để sinh tổng hợp polypeptid. phẩm trực tiếp của quá trình phiên mã:Date27So sánh sự phiên mã của tế bào Prokaryota và Eukaryotacác cải biến của tiền ARNm: Gắn mũ chụp 7 mitylguanin được gắn đầu 5’ được hình thành. Mũ này có tác dụng bảo vệ ARNm khỏi sự phân giải của enzyme phosphatase. Ngoài ra mũ chụp còn kích hoạt cho quá trình dịch mã.Date28các cải biến của tiền ARNm:e1e2e3nốie1e2e3i1i2i3Đoan mã hoáĐoạn không mã hoáe1e2e3i1i2i3Mũ 7Cắt bỏ đoạn không mã hoáĐuôi poly ADate29