Phiên mã và dịch mã

11,907 views
11,534 views

Published on

0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
11,907
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
194
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Phiên mã và dịch mã

  1. 1. PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ <ul><li>A. Phiên mã (tổng hợp ARN) </li></ul><ul><li>I. Cấu tạo protein. </li></ul><ul><li>II.Phiên mã (tổng hợp ARN) </li></ul><ul><li>B. Dịch mã (Tổng hợp protein) </li></ul>
  2. 2. I.Cấu tạo và chức năng protein <ul><li>Axit amin </li></ul><ul><li>Chuỗi polypeptit </li></ul>
  3. 3. Axit amin
  4. 4. Axit amin Không phân cực chứa lưu huỳnh Phân cực chứa lưu huỳnh axit Bazơ Ala Val Ile Leu Phe Pro Met Gly Ser Thr Tyr Trp Asp Glu Cys Asp Glu Lys Arg His Alanine Valine Isoleucine Leucine Pheninalanine Proline Methionine Glycine Serine Threonine Tyrosine Tryptophan Asparagine Glutamine Cysteine Aspartic axit Glutamic axit Lysine Arginine histidine Tính chất chuỗi phụ Viết tắt Axit amin
  5. 5. Cấu trúc hóa học của các axit amin
  6. 6. Chuỗi polypeptid
  7. 7. Cấu trúc bậc 2: xoắn  và 
  8. 8. Cấu trúc bậc 3 và 4 của protein
  9. 9. II. Phiên mã <ul><li>Mã di truyền </li></ul><ul><li>Phiên mã ở sinh vật nhân sơ </li></ul><ul><li>Phiên mã ở sinh vật nhân chuẩn </li></ul>
  10. 10. 1. Mã di truyền U C A G U C A G U C A G U C A G Cystein UGU Cystein UGC M·kÕtthóc UGA Trytophan UGG Arginin CGU Arginin CGC Arginin CGA Arginin CGG Serin AGU Serin AGC Arginin AGA Arginin AGG Glycin GGU Glycin GGC Glycin GGA Glycin GGG Tyrosin UAU Tyrosin UAC M· kÕt thóc UAA M·kÕtthóc UAG Histidin CAU Histidin CAC Glycin CAA Glycin CAG Asparagin AAU Asparagin AAC Lysin AAA Lysin AAG Axit Aspartic GAU Axit Aspartic GAC Axit Glutamic GAA Axit Glutamic GAG Serin UCU Serin UCC Serin UCA Serin UCG Prolin CCU Prolin CCC Prolin CCA Prolin CCG Threonin ACU Threonin ACC T hreonin ACA Threonin ACG Alanin GCU Alanin GCC Alanin GCA Alanin GCG Phenylalanin UUU Phenylalanin UUC Leucin UUA Leucin UUG Leucin CUU Leucin CUC Leucin CUA Leucin CUG Isoleucin AUU Isoleucin AUC Isoleucin AUA MethioninAUG Valin GUU Valin GUC Valin GUA Valin GUG U C   A   G 3’ G A C U    5’
  11. 11. Các tính chất của mã di truyền <ul><li>Mã bộ ba, không phủ nhau, đọc theo chiều 3’=>5’ (trên ARN: 5’=>3’) </li></ul><ul><li>Tính suy biến (dư thừa): Nhiều bộ ba quy định một axit amin </li></ul><ul><li>Bộ ba mở đầu: AUG quy định methionin </li></ul><ul><li>3 bộ ba kết thúc: UAA, UAG, UGA </li></ul><ul><li>Tính vạn năng </li></ul><ul><li>Ngoại lệ của tính vạn năng: Ở ty thể </li></ul><ul><li>+ UGA mã hóa tryptophan </li></ul><ul><li>+ Các bộ ba khởi đầu: AUG, AUA, AUU và AUC. AUG cũng mã hóa methionine trong chuỗi polypeptit. </li></ul><ul><li>+ AGA, AGG ở ty thể là các bộ ba kết thúc chứ không phải quy định arginin </li></ul><ul><li>Ở động vật nguyên sinh: UAA và UAG mã hóa axit glutamic chứ không phải là các bộ ba kết thúc. </li></ul>
  12. 12. Khung đọc <ul><li>Bộ ba mở đầu còn xác định khung đọc của trình tự ARN => có thể có ba khung đọc cho bất kỳ trình tự ARN nào phụ thuộc vào bazơ nào được chọn làm bazơ bắt đầu của codon. </li></ul><ul><li>Thực tế chỉ một khung đọc được sử dụng; hai khung đọc kia chứa một số bộ ba kết thúc để ngăn cản chúng được sử dụng. </li></ul><ul><li>Ví dụ: </li></ul><ul><li>Khung đọc 1: 5’ – AUG ACU AAG AGA UCC – 3’ </li></ul><ul><li>Met Thr Lys Arg Ser </li></ul><ul><li>Khung đọc 2: 5’ – A UGA CUA AGA GAU CC – 3’ </li></ul><ul><li>Stop </li></ul><ul><li>Khung đọc 3: 5’ – AU GAC UAA GAG AUC C – 3’ </li></ul><ul><li>Stop </li></ul>
  13. 13. Những đặc trưng hóa học của quá trình phiên mã <ul><li>ARN được phiên mã từ mạch khuôn của ADN </li></ul><ul><li>4 loại rNu 5’triphotphat cấu tạo nên ARN: rATP, rUTP, rGTP, rCTP </li></ul><ul><li>Liên kết photphodieste hình thành giữa hai rNu </li></ul><ul><li>Trình tự rNu trên ARN được xác định bởi trình tự Nu trên mạch khuôn </li></ul><ul><li>Chiều phiên mã: 5’ => 3’ </li></ul>
  14. 15. 2. Phiên mã ở sinh vật nhân sơ
  15. 16. Đơn vị phiên mã <ul><li>Đơn vị phiên mã được giới hạn bằng trình tự khởi động (promoter) và trình tự kết thúc (terminator). </li></ul><ul><li>Một đơn vị phiên mã được phiên mã thành một phân tử ARN. </li></ul>
  16. 17. Điểm phình phiên mã (Trascription bubble) <ul><li>Hai sợi ADN tách ra tạo cấu trúc được gọi là điểm phình phiên mã. </li></ul><ul><li>ARN được tổng hợp bằng cách kết đôi bazơ bổ trợ (A-U, T-A, G-C, C-G) với mạch khuôn. </li></ul>
  17. 18. Điểm phình phiên mã dịch chuyển theo ADN <ul><li>Khi điểm phình phiên mã dịch chuyển, ADN phía sau khôi phục lại cấu trúc xoắn kép, chuỗi ribonucleotid của ARN dài dần ra. </li></ul>
  18. 19. Bốn giai đoạn của quá trình phiên mã <ul><li>Nhận biết mạch khuôn </li></ul><ul><li>Khởi đầu phiên mã </li></ul><ul><li>Kéo dài phiên mã </li></ul><ul><li>Kết thúc phiên mã </li></ul>
  19. 20. Khởi động phiên mã <ul><li>ARN polymerase gắn vào promoter khởi động quá trình phiên mã </li></ul>
  20. 21. ARN polymerase ở sinh vật nhân sơ <ul><li>Các ARN polymerase của vi khuẩn có bốn loại tiểu đơn vị: 2  ,  và  .  có kích thước khá ổn định ở các loài khác nhau còn  có kích thước biến động. </li></ul>
  21. 22. Phức hệ khởi đầu phiên mã <ul><li>Phức hệ khởi đầu phiên mã chứa tiểu đơn vị  và phủ một đoạn mạch khoảng 75 – 80 bp. </li></ul>
  22. 23. Promoter <ul><li>Promoter điển hình có ba thành phần: Hai trình tự liên ứng ở vị trí -35 và -10, và điểm khởi đầu phiên mã </li></ul>
  23. 24. Nhân tố sigma của E. coli nhận biết các trình tự liên ứng khác nhau
  24. 25. Trình tự kết thúc phiên mã <ul><li>Trình tự kết thúc phiên mã của gen tổng hợp tryptophan của E. coli gồm các vùng đối xứng tạo cấu trúc kẹp tóc. Cấu trúc kẹp tóc gồm đoạn trình tự giầu GC và sau đó là các bazơ A (U trên mARN) </li></ul>
  25. 26. Kết thúc phiên mã với sự tham gia của yếu tố rho ( ρ ) <ul><li>Yếu tố rho bám theo ARN và kết thúc phiên mã tại điểm dừng của enzym ở vị trí kết thúc phiên mã phụ thuộc rho. </li></ul>
  26. 27. 3. Phiên mã ở sinh vật nhân chuẩn <ul><li>3 loại ARN polymerase ở sinh vật nhân chuẩn </li></ul>tARN mARN và snARN tARN, 5S ARN và snARN Nhân con Nhân Nhân ARN polymerase I ARN polymerase II ARN polymerase III Sản phẩm Vị trí trong tế bào Enzym
  27. 28. Gen sinh vật nhân chuẩn
  28. 29. Vùng kiểm soát phiên mã của gen sinh vật nhân chuẩn <ul><li>Hộp TATA: 5’-TATAAA-3’ </li></ul><ul><li>Hộp CAAT: GGCCAATCT </li></ul><ul><li>Hộp GC: GGGCGG (thường có nhiều bản sao) </li></ul>
  29. 30. Khởi đầu phiên mã <ul><li>Đoạn khởi đầu </li></ul><ul><li>Có sự tham gia của các yếu tố phiên mã (TF) </li></ul><ul><li>Những gen không có hộp TATA có mức độ phiên mã thấp và có đoạn trình tự khởi đầu gồm 100 – 200 cặp bazơ giàu GC </li></ul>
  30. 31. Sửa đổi ARN sau phiên mã: cắt bỏ intron
  31. 32. Intron được xác định bằng hai đầu AG - GU
  32. 33. Cơ chế cắt bỏ intron
  33. 34. Splicing lariat <ul><li>Intron được giải phóng dưới dạng thòng lọng </li></ul>
  34. 35. Tạo mũ đầu 5’ <ul><li>Mũ là Nu G bị methyl hóa: m 7 G </li></ul><ul><li>X và Y là các bazơ bị methyl hóa </li></ul>
  35. 36. Gắn đuôi poly(A) <ul><li>Tín hiệu trên tiền mARN: Ở đầu 3’: 5’-AAUAAA-3’; tiếp theo là trình tự YA (Y=pyrimidine) rồi đến đoạn trình tự giàu GC </li></ul><ul><li>Những protein đặc hiệu có khả năng nhận biết đoạn trình tự trên và gắn vào để cắt mARN ở vị trí khoảng 20 Nu sau trình tự 5’-AAUAAA-3’ </li></ul><ul><li>Enzym poly(A) polymerase bổ sung thêm A vào đấu 3’ </li></ul>
  36. 37. Các cách sửa đổi mARN khác: Bỏ qua exon
  37. 38. Các cách sửa đổi mARN khác: Sử dụng các vị trí đa adenine hóa khác nhau
  38. 39. Tổng hợp rARN: Thành phần cấu tạo ribosom của sinh vật Sinh vật nhân sơ Các tiểu đơn vị Ribosom 70S 30S 50S rARN 23S + rARN 5S vµ 31 protein rARN 16S vµ 21 protein Sinh vật nhân chuẩn Các tiểu đơn vị Ribosom 80S 40S 60S rARN 28S + rARN 5,8S + rARN 6S vµ ~49 protein rARN 18S vµ ~33 protein
  39. 40. Phiên mã và hoàn thiện rARN ở sinh vật nhân sơ
  40. 41. Tổ chức của gen rARN, phiên mã và hoàn thiện rARN ở sinh vật nhân chuẩn
  41. 42. Cấu tạo tARN
  42. 43. Tổng hợp tARN <ul><li>Tổng hợp tiền tARN (gồm nhiều tARN) </li></ul><ul><li>Enzym ribonuclease tách thành mỗi loại tARN riêng </li></ul><ul><li>Các gen mã hóa tARN ở SV nhân chuẩn cánh nhau bằng trình tự intron ngắn </li></ul><ul><li>Ở SV nhân chuẩn, trình tự CCA (gắn Axit amin được bổ sung sau. </li></ul>
  43. 44. B. Dịch mã <ul><li>Ribosome </li></ul><ul><li>Vai trò của tARN </li></ul><ul><li>Các giai đoạn: khởi đầu, kéo dài và kết thúc dịch mã </li></ul><ul><li>Polyribosome </li></ul>
  44. 45. 1. Ribosome
  45. 46. 2. Dịch mã: Vai trò của tARN <ul><li>tARN mang các anticodon để nhận biết các codon trên mARN và mang axit amin đến ribosom. </li></ul><ul><li>Axit amin gắn vào tARN thông qua phản ứng aminoacyl hóa (nạp axit amin) ở thùy nhận axit amin của tARN ( có trình tự 5’-CCA-3’ với sự xúc tác của enzym aminoacyl-tARN synthetase và sử dụng năng lượng từ sự thủy phân ATP. </li></ul><ul><li>Có khoảng 40 loại tARN. Các loại phân tử tARN cùng vận chuyển 1 aa được gọi là các tARN đồng nhận. </li></ul><ul><li>Một tARN có thể nhận biết hơn một bộ ba quy định axit amin nhờ tính thoái hóa của bazơ thứ ba (hay tính linh hoạt của mã bộ ba) Ví dụ: G có thể liên kết với U và C; I (một dạng khử amin của G đôi khi có mặt ở thùy đối mã) có thể liên kết với cả C, A và U. </li></ul>
  46. 47. tARN và quá trình hoạt hóa axit amin
  47. 48. 3. Các giai đoạn: Khởi đầu dịch mã <ul><li>Đoạn trình tự Shine-Dalgarno (5’-AGGAGGU-3’) </li></ul><ul><li>Ở sinh vật nhân chuẩn, tiểu đơn vị nhỏ có thể nhận biết mũ 5’ </li></ul><ul><li>Axit amin mở đầu: formyl methionin (một trong hai nguyên tử H của nhóm amin bị thay bằng nhóm formyl (-CHO) </li></ul><ul><li>Các yếu tố khởi đầu dịch mã (IF1 và IF3 gắn vào tiểu đơn vị nhỏ, ngăn cản nó kết hợp với tiểu đơn vị lớn. Sau đó phức hệ IF2 và GTP đến liên kết,thúc đẩy tARN fMet gắn kết tạo phức hệ khởi đầu dịch mã. </li></ul>
  48. 49. Kéo dài dịch mã <ul><li>Ở Procaryote: Enzym peptidyl transferase hình thành liên kết peptid giữa hai axit amin. Enzym deacylase phá hủy liên kết aa1 với tARN </li></ul><ul><li>Các yếu trợ giúp: Ở vi khuẩn: EF-Tu gắn với tARN và EF-Ts giúp tái tạo EF-Tu. </li></ul><ul><li>Ở sinh vật nhân chuẩn: eEF-1 </li></ul>
  49. 50. Tái sinh phức hệ EF-Tu/GTP
  50. 51. Kết thúc dịch mã <ul><li>Các yếu tố kết thúc dịch mã: Ở E. coli : RF1 nhân biết các stop codon UAA và UAG; RF2 nhận biết UAA và UGA. RF3 trợ giúp. </li></ul><ul><li>ở sinh vật nhân chuẩn: eRF </li></ul>
  51. 52. Polyribosome
  52. 53. Ở vi khuẩn, quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời

×