Chương VIII Sinh tổng hợp protein

 với nhau gọi là splicing Các intron tuy không mã hoá cho protein nhưng chúng có vai trò quan trọng đối với chức năng của mRNA b.Diễn biến phiên mã :	Chi tiết quá trình phiên mã ở Eukaryotae gồm ba giai đoạn : + Gắn chóp : khi mạch mRNA đang được tạo ra dài độ 20 – 30 nucleotide thì ở đầu 5’p enzyme nối thêm vào chất 7 – methyl – guanylate. Chóp này gắn vào đầu 5’p một cách đặc biệt là tạo liên kết 5’p - 5’p. + Thêm đuôi poly – A: một đoạn ngắn của Mrna bị cắt và các adenine được nối vào thành đuôi polyadenine đuôi này có thể dài đến vài trăm nucleotide. + Splicing : cắt rời các intron và nối các exon lại với nhau. Quá trình được thực hiện nhờ các phức hợp riponucleoprotêin nhỏ của nhân tế bào tạo cấu trúc không gian thuận tiện cho các đầu exon gần nhau và xúc tác phản ứng cắt nối.Sau splicing, mrna mới trưởng thành không còn các intron và qua lỗ nhân vào tế bào chất để dịch mã.III. CÁC RNA Các RNA giữ vai trò trung gian quan trọng trong sinh tổng hợp protêin gồm chủ yếu ba dạng : rRNA ribosome, tRNA vận truyển và mRNA thông tin. Tất cả chúng điều được tổng hợp từ các gen tương ứng trên DNA và có những đặc điểm chung:+ Mạch polynucleotide đơn,+ Đường 5 là ribose+ Ngoài A, G, C thì Uracil ( U ) thay cho Thymine RNA có thể ở dạng tự do hoặc gắn với protein thành các phức hợp nucleoprotein giữ nhiều vai trò quan trọng trong hoạt động sống của tế bào.1. rRNA RIBOSOME rRNA là thành phần cấu tạo, chiếm phân nửa số lượng của ribosome nên rrna chiếm tỉ lệ cao, có thể đến 75% của tổng RNA.- Các ribosome của lục lạp, ti thể và prokaryotae có hệ số lắng khi ly tâm là 70s. gồm hai đơn vị : + Đơn vị lớn 50s có 1 rRNA 23s và 1 rRNA 5s. + Đơn vị nhỏ 30s chỉ có một rRNA 16s.- Các ribosome của Eukaryotae thuộc loại 80s, gồm hai đơn vị : + Đơn vị lớn 60s có 1 rRNA 28s, 1 rRNA 5,8s và 1 rRNA 5s. + Đơn vị nhỏ 40s chỉ có 1rRNA 18s.2. CÁC tRNA VẬN CHUYỂN ( TRANSFER RNA ) Năm 1957, M.Hoagland tìm ra tRNA vận chuyển ( transfer ) và chứng minh rằng mỗi phân tử tRNA gắn với một phân tử amino acid và mang đến ribosome.Hiện nay biết rằng ít nhất mỗi loại tRNA đặc hiệu cho một trong 20 amino acid.Tuy nhiên tất cả các tRNA có một số đặt tính cấu trúc chung : chiều dài khoảng 73 đến 93 nucleotide, cấu trúc gồm một mạch cuộn lại như hình lá chẻ 3 nhờ bắt cặp bên trong phân tử, và đầu mút 3 có trình tự kết thúc CCA. Amino acid luôn luôn gắn vào đầu CCA.Mỗi enzyme đặc hiệu cho một loại amino acid riêng biệt và xúc tác phản ứng gắn với tRNA của nó nhờ năng lượng ATP tạo ra amonoacyl – tRNA.3. mRNA THÔNG TIN VÀ THỜI GIAN TỒN TẠI CỦA CHÚNGmRNA nguyên vẹn của tế bào vi khuẩn và cả Eukaryotae chứa trình tự nucleotide nhiều hơn số dùng mã hoá protêin.RNA – polymerase khởi sự phiên mã ở một đoạn nằm ngay trước vùng mã hoá protêin là đoạn 5’ không mã hoá ( 5’ – noneoding ). Do đó, mRNA có đoạn đầu mang tín hiệu cho ribosome nhận biết ( ribosombinding site ) để gắn vào dịch mã.Ngoài ra, ở đuôi 3’sau dấu kết thúc ( stopsignal ) có đoạn 3’ không mã hoá ( 3’ – noncoding ) là nơi gắng poly – A. như đã thấy ở phần phiên mã mRNA có cấu trúc phức tạp.Điều đó có lẽ liên quan đến sự biểu hiện của gen do thời gian tồn tại ngắn hay dài của mRNA.Các mRNA của Prokaryotae có cấu trúc đơn giản có nủa thời gian tồn tại ngắn : trung bình 2 phút. mRNA của Eukaryotae có nửa thời gian tồn tại khoảng 30 phút đến 24 giờ.4. RIBOZYME:	Trong một số trường hợp, RNA bên trong intron tự cắt rời ra mà không cần sự xúc tác của prôtêin. Nhiều nghiên cứu khác phát hiện khả năng xúc tác của một số RNA và chúng được gọi la ribozyme.IV. SỰ DỊCH MÃ ( TRANSLATION )Thông tin trên mRNA trưởng thành, tức trình tự các base trên mRNA tiếp theo được sử dụng để xác định trình tự các amino tạo nên mạch polypeptide. Quá trình này được gọi là dịch mã, thông tin được chuyển từ “ ngôn ngữ“ trên phân tử khác. Quá trình dịch mã phức tạp hơn so với sao chép và phiên mã. Nó được hiện trên một cấu trúc là ribosome với sự tham gia của cả 3 loại RNA, mRNA, rRNA và tRNA, mà tất cả điều được tổng hợp từ khuôn DNA. Hướng dịch mã trên tRNA là 5’ – 3’.CÁC RIBOSOME Quá trình dịch mã thực hiện trên các ribosome. Mỗi ribosome gồm hai đơn vị 1 lớn và 1 nhỏ, mỗi cái là phức hợp gồm rRNA, các enzyme và các protêin cấu trúc. Khi không thực hiện tổng hợp protêin, mỗi đơn vị tồn tại tách rời trong tế bào chất.2. POLYRIBOSOME VÀ QUÁ TRÌNH GẮN CỦA AMINO ACID Sau khi mRNA được tạo ra do phiên mã, gắn vào đơn vị nhỏ của ribosome, đơn vị lớn có thể gắn vào và dịch mã bắt đầu. a. Polysome ở cả prokaryotae, khi ribosome đầu tiên gắn vào đầu dịch mã mRNA đến phần sau thì các ribosome khác có thể gắn vào phía đầu để dịch mã. Do đó các ribosome xếp thành chuỗi trên mRNA tạo nên cấu trúc polyribosome, còn gọi là polysome.b. Diễn biến dịch mã ở ribosomeDịch mã ở ribosome trải qua các giai đoạn : khởi sự ( initiation ), nối dài (elongation) và kết thúc (termination)Khởi sự : giai đoạn có nhiều bước nhờ những protein gọi là các nhân tố khởi sự IF ( initiation factors ).Dịch mã bắt đầu khi tRNA đặc biệt cho khởi sự gắn với đơn vị nhỏ của ribosome. Ở tất cả các sinh vật,bộ mã khởi sự cho tổng hợp protein là AUG mã hoá cho methyonin.Khi tRNA khởi sự gắn với đơn vị nhỏ ribosome, phức hợp sẽ bám vào các quá trình tự nhận biết đặc biệt của ribosome ở đầu 5’ của mRNA phía trước đoạn mã hoá cho protein.Nhờ đó anticodon của tRNA –methionine khởi sự bắt gặp với codon xuất phát AUG trên mRNA, ở điểm –p(p-site) .Sau đó đơn vị lớn và nhỏ gắn vào nhau thành ribosome nguyên vẹn.Nối dài sự nối các aminoacid tiếp theo ,RNA khác mang anticodon tương ứng bắt cặp với điểm –A.tRNA ở điểm –p sẽ được phóng thích.Phản ứng nối các aminoacid kề nhau được xúc tác bởi enzyme peptideyl transferase. Ribosome di chuyển từ đầu 5’ của mRNA đến đầu 3’ sao cho tRNA còn lại chiếm điểm –p,và codon tiếp theo choán điểm A chuẩn bị nhận anticodon bổ sung.Kết thúc: Chu trình dịch mã gắn khoảng 15 aminoacid 1 dây vào mạch polypeptide, nó được chấm dứt khi trải qua 1 trong 3 codon kết thúc la UAA, UAG và UGA. Mạch polypeptide hoàn chỉnh thoát ra ngoài nhờ ác nhân tố tách mạch RF (relense factors)V.CÁC ĐỘT BIẾN GEN:Trên phân tử DNA có thể xảy ra các biến đổi,đa số các biến đổi đã được sửa sai,tuy nhiên vẫn có các đột biến xảy ra.1. ĐỘT BIẾN LỆCH KHUNG :Hai kiểu đột biến có hậu quả nặng là thêm base hay mất base.Sự thêm hay mất base dẫn đến sự dịch mã lệch khung.Từ điểm biến đổi về sau,từ bộ ba bị sai, cái sai sẽ kéo dài liên tục đến cuối mạch polypeptde.Sự tổng hợp mạch polypeptide có thể kết thúc sớm do sự lệch khung dẫn đến codon kết thúc.2. ĐỘT BIẾN THAY THẾ: Kiểu đột biến thứ ba là thay thế base.các đột biến sai nghĩa khi codon của aminoacid này biến thành codon mã hoá aminoacid khác.các đột biến vô nghĩa khi codon mã hoá cho một aminoacid biến thành một trong ba codon kết thúc.Có nhiều đột biến được gọi là trung tính hay im lặng khi codon mã hoá cho một aminoacid biến đổi base thứ ba cũng vẫn mã hoá cho aminoacid đó.3. CÁC TÁC NHÂN GÂY ĐỘT BIẾN: Các tác nhân làm tăng tần số đột biến cao hơn mức tự nhiên được gọi là các tác nhân gây đột biến.Các tác nhân vật lý như phóng xạ ,tia X, tia tử ngoại gây đột biến.nhiều hoá chất cũng là tác nhân gây đột biến như các đồng đẳng của base nitric,HNO2, các chất ankin hoá mạnh.V. GEN LÀ GÌ???DÒNG THÔNG TIN:DNA (các gen) sao chép	 phiên mã 5’ 3’ RNA rRNA, tRNA mRNA - Sơ khởi Hai bản sao DNA tham gia ở Prokaryotae ở Eukaryotaegiống nhau phục vụ phần lớn mRNA splicing cho dịch mã đi thẳng tới ( cắt bỏ intron nối các oxon)Phân bào mRNA Dịch mã trưởng thành Protein `2. ĐỊNH NGHĨA VỀ GEN HIỆN NAY:G.Men den là người đầu tiên nêu khái niệm về nhân tố di truyền mà về sau gọi là gen,Tmorgan chứng minh gen nằm trên NST chiếm 1 locus nhất định.Gen là đơn vị chức năng xác định 1 tính trạng.Vào những năm 1940,giả thuyết 1 gen_một enzyme ra đời,sau là một gen_một polypeptide cho thấy gen xác định cấu trúc của protein.Vào những năm 50.DNA được chứng minh là chất di truyền. Mô hình cấu trúc DNA của Watsơn-Crick được nêu ra và học thuyết trung tâm ra đời.Gen là các đoạn DNA trên NST mã hoá cho một polypeptide hay RNA.Cuối những năm 70,việc phát hiện ra gen gián đoạn ở Eukaryotae cho thấy có những đoạn DNA không mã hoá cho các aminoacid trên phân tử protein..Khái niệm về gen được chỉnh lý một lần nữa:”Gen là một đoạn DNA đảm bảo cho việc tạo ra một polypeptide nó bao gồm cả vùng trước và sau vùng mã hoá cho protein và cả những đoạn không mã hoá xen giữa những đoạn mã hoá.Hiện nay có thể định nghĩa tổng quát như sau: Gen là đơn vị chức năng cơ sở của bộ máy di truyền chiếm một locus nhất định trên NST và xác định một tính trạng nhất định.Các gen là những đoạn vật chất di truyền mã hoá cho những sản phẩm riêng lẻ như các RNA được sử dụng trực tiếp hoặc cho tổng hợp các enzyme các protein cấu trúc hay các mạch polypeptide để gắn tạo ra protein có hoạt tính sinh học.GOOD BYE!