quá trình phiên mã RNA

1. NHÓM 1- LỚP D1B

2. NỘI DUNG:
I. RNA
II. Nguyên tắc chung của sự tổng hợp
RNA
III. Đặc điểm quá trình phiên mã
ở Prokaryote
IV. Đặc điểm quá trình phiên mã
ở Eukaryote

3. RNA
(Ribonuclic acid)

4.  Ribonuclic acid (RNA) là một
trong hai loại acid nucleic, là
cơ sở di truyền ở cấp độ phân
tử. Ở một số loài mà không có
DNA (như một số loại virut),
thì RNA đóng vai trò là vật
chất di truyền
Các RNA được tổng hợp từ
các gene tương ứng trên
DNA, đóng vai trò trung gian
trong quá trình sinh tổng hợp
protein.

5.  Những đặc trưng về mặt hóa học của
sự tổng hợp RNA
- Các thành phần cấu
tạo RNA gồm 4 loại
nucleotide (A, U, G, C).
- Trong RNA nhóm
3’OH của nucleotide
này phản ứng với
nhóm 5’P của một
nucleotide khác.

6. - Trật tự của các base
nitơ trong một phân
tử RNA được xác
định bởi trật tự base
nitơ có trong khuôn
mẫu DNA.
- Hướng tăng trưởng
của chuỗi
polynucleotide là 5’P
→ 3’OH.

7. Phân tử RNA có cấu tạo
tương tự DNA với ba điểm
khác nhau sau:
-Phân tử RNA là chuỗi đơn
-Đường pentose của phân
tử DNA là ribose thay
vì đường deoxyribose.
-Thymine, một trong bốn
base hình thành nên phân
tử DNA, được thay thế
bằng Uracyl trong phân tử
RNA

8. Trong tế bào có 3 loại RNA cơ bản được phân loại theo chức
năng, mỗi loại đều có cấu trúc đặc thù riêng.

9. mRNA ( messenger RNA : RNA thông tin)
•Có cấu trúc mạch đơn, chiếm 3-5% tổng số RNA,
mRNA của prokaryote có cấu trúc đơn giản, thời
gian bán hủy ngắn, trung bình khoảng 2phút, mRNA
của eukaryote có thời gian bán hủy lâu hơn,
khoảng từ 30 phút đến 24h.
•mRNA có vai trò vận chuyển thông tin mã hóa trên
DNA đến ribosome để tổng hợp phân tử protein
tương ứng.
•mRNA có đoạn đầu mang các tín hiệu cho
ribosome nhận biết để gắn vào và bắt đầu thực
hiện quá trình dịch mã và phần đuôi mang mã kết
thúc để báo hiệu chấm dứt quá trình dịch mã.

11. Cấu trúc của mRNA prokaryote
Cấu trúc của mRNA ở Eukaryote

12.  Là các RNA nhỏ, chiếm 10-15%
tổng số RNA, có nhiệm vụ mang
các amino acid đặc hiệu đến
ribosome trong quá trình giải mã.
 tRNA có cấu trúc không gian hình
chĩa ba với một số vòng tạo xoắn
theo nguyên tắc bổ sung và một
số vòng không tạo xoắn trên
tRNA có các vị trí đặc biệt sau:
- Vị trí gắn amino acid là dãy ACC
ở đầu 3’.
- Vị trí nhận biết mã gọi là vị trí đối
mã
tRNA
(transfer RNA: RNA vận chuyển)

13. - Nhánh T giúp tRNA định vị trong Ribosome.
- Nhánh ghi nhận enzyme DHU (chứa hydrouridine)
giúp tRNA chịu tác dụng của ezym AAS (aminoacyl
synthetase).
Có khoảng từ 73-93 nucleotide
 Quá trình gắn amino acid vào tRNA gồm 2 giai đoạn
như sau:
 Giai đoạn 1:enzyme nhận biết và gắn với một amino
acyl đặc hiệu.
 Enzyme + amino acid + ATP  enzyme-
aminoacyl-AMP +P-P
 Giai đoạn 2: amino acid chuyển từ phức hợp
enzyme-aminoacyl sang tRNA tương ứng
 Enzyme-aminoacyl-AMP + tRNA tARN-aminoacyl +
AMP + enzyme.

15. rRNA (ribosomal RNA: RNA ribosome)
 rRNA là thành phần cơ bản của ribosome, vừa đóng
vai trò xúc tác và cấu trúc trong sự tổng hợp protein.
 rRNA có cấu trúc không gian phức tạp do có nhiều
đoạn bắt cặp với nhau theo nguyên tắc bổ sung.
 rRNA chiếm 75% - 80% tổng số RNA tế bào.
 Tùy theo hệ số lắng S (sedimentation) trong quá
trình ly tâm phân tích, rRNA được chia thành nhiều
loại:
- Ở Eukaryote rRNA có hệ số lắng khi ly tâm là 80S,
gồm hai đơn vị:
+ Đơn vị lớn ( 60S) có rRNA 28S; 5,8S; 5S
+ Đơn vị nhỏ (40S) có rRNA 18S

16. - Ở Prokaryote rRNA có hệ số lắng khi ly tâm là
70S, gồm 2 đơn vị:
+ Đơn vị lớn (50S): có loại rRNA 23S; 5S
+ Đơn vị nhỏ (30S): có rRNA 16S

18. Ribozyme và khả năng tự cắt (SELF-SPLICING)
Một số RNA có khả năng xúc tác như vai trò của các protein
enzyme được gọi là ribozyme. ở những RNA này quá trình tự
cắt có thể xảy ra trên RNA mà không cần đến vai trò của các
enzyme protein.hoạt động này liên quan đến sự biến đổi cấu
trúc của đoạn intron trên RNA làm cho đoạn intron có hoạt
tính xúc tác tương tự enzyme,tự xúc tác cho quá trình tự cắt
ra khỏi RNA.
Sự đa dạng của các cấu
trúc ribozyme sự đa
dạng của các cấu trúc
ribozyme

19. QUÁ TRÌNH PHIÊN
MÃ
(TRANSCRIPTION)

20.  Quá trình phiên mã cho phép tổng hợp mRNA trên
khuôn DNA thông qua sự xúc tác của hệ enzyme RNA
polymerase. Như vậy DNA không những có khả năng
tổng hợp trên DNA mà còn có khả năng tổng hợp nên
RNA, một phân tử khác. Khả năng này của DNA được
gọi là khả năng dị xúc tác.
 Quá trình nguyên tắc cơ bản phiên mã dù ở
prokaryote hoặc ở eukaryote đều tuân theo sau:
1. Chỉ 1 trong 2 mạch của DNA được dùng làm khuôn để
tổng hợp RNA
2. RNA polymerase bám vào DNA làm tách rời hai mạch
của DNA và di chuyển trên mạch khuôn DNA theo
hướng ừ 3’ đến 5’ và do đó mRNA được tổng hợp
theo hướng từ 5’ đến 3’.
5’P 3’OHA U A CUCGGA UA C

21. 3. Không cần sự tham gia của đoạn mồi
4. Sự phiên mã tạo ra RNA bổ sung với một sợi DNA
5. Sự phiên mã là một phản ứng enzyme
6. Sự phiên mã chỉ sao chép chọn lọc một số phần của
genome và tạo ra nhiều bản sao
7. Nguyên liệu tổng hợp là các nucleotide triphosphate
(ATP, GTP, UTP, CTP)
8. Cả 3 loại RNA đều được tổng hợp từ DNA
 Do enzyme RNA polymerase không có khả năng sửa
sai nên độ chính xác kém hơn nhiều so với quá trình
tự nhân đôi,tuy nhiên do RNA không được sao chép
nên không ảnh hưởng đến việc truyền đạt thông tin
qua các thế hệ.

24. QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ
CỦA PROKARYOTE

25. Enzyme RNA polymerase ở prokaryote
 Ở prokaryote chỉ có một loại RNA polymerase chịu
trách nhiệm tổng hợp tất cả các loại RNA.
 RNA polymerase có cấu trúc bậc 4 với năm chuỗi
polypeptide . Các chuỗi này nối với nhau
bằng các liên kết yếu để tạo thành enzyme lõi.
— Chức năng của chuỗi β' là liên kết với sợi DNA khuôn,
còn chuỗi β có tác dụng xúc tác hình thành liên kết
phosphodiester. Vai trò của hai chuỗi α hiện chưa biết
rõ.
— Nhân tố σ đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp
RNA, nó giúp cho enzyme lõi có thể khởi đầu quá
trình phiên mã tại một điểm đặc thù.

26. Các tiểu đơn vị RNA-polymerase của E.Coli
Tiểu đơn vị Số lượng
Trọng lượng
phân tử(dalton)
Chức năng
β' (beta) 1 160.000
- liên kết với
DNA khuôn
β (beta) 1 150.000
- kéo dài mạch
RNA
α (alpha) 2 42.000 - chưa rõ
ω (omega) 1 11.000 - chưa rõ
σ (sigma) 1 70.000
- nhận biết
promotor
ρ (rho) 6 46.000
- kết thúc phiên
mã
Nus A 1 70.000

27. RNA-polymerase phát hiện và bám vào vị trí khởi động
(promotor), sau đó gắn lên phân tử DNA, mở xoắn cục bộ
và bắt đầu thực hiện quá trình tổng hợp phân tử RNA.
Cấu trúc RNA-polymerase ở prokaryote

28. Việc gắn yếu tố σ vào enzyme lõi làm tăng ái lực
của enzyme với vị trí khởi động trên DNA, đồng
thời làm giảm ái lực đối với các vùng khác. Khi
enzyme lõi được gắn thêm yếu tố σ sẽ trở thành
dạng holoenzyme.

29. -Phân tử mRNA được
tổng hợp có thể chứa
thông tin cho nhiều gene
cấu trúc nối tiếp nhau
(polycistronic mRNA), các
protein do các gen này
mã hóa thường liên quan
với nhau trong một quá
trình chuyển hóa nào đó.
- Quá trình dịch mã xảy ra
đồng thời với quá trình
phiên mã.
Đặc điểm quá trình phiên mã ở
Prokaryote

30. Quá trình tổng hợp RNA bao gồm 3 giai
đoạn:
Cơ chế của quá trình phiên mã ở
Prokaryote

31. QUÁ TRÌNH PHIÊN
MÃ Ở
PROKARYOTE
Tóm tắt quá
trình phiên
mã

32. GIAI ĐOẠN MỞ ĐẦU

33.  Vị trí khởi động (promotor) trên DNA thường là
một trình tự gồm 6 nucleotide nằm cách điểm
bắt đầu tổng hợp RNA 10 bp (trình tự - 10) và
một điểm cách điểm bắt đầu tổng hợp 35 bp
(trình tự - 35).
 Tiểu đơn vị giúp RNA polymerase nhận biết
được vị trí khởi động trên một mạch của DNA.
Đầu tiên nó sẽ gắn vào vị trí trình tự - 35, sự gắn
kết này sau đó sẽ làm cho trình tự - 1- tháo xoắn
và một sợi đơn DNA sẽ được sử dụng làm
khuôn để tổng hợp RNA.

34.  Promotor của gen ở prokaryote
 Promotor của gen ở prokaryote nằm ngay trước vị trí
khởi đầu phiên mã. Bằng cách phân tích các trình tự
DNA này của một số lượng lớn các gen vi khuẩn
người ta nhận thấy có hai đoạn ngắn tương đối giống
nhau giữa gen này và gen khác, mỗi đoạn gồm sáu
nucleotide. Đoạn thứ nhất nằm cách vị trí khởi đầu
khoảng 35 bp, là sự biến đổi của trình tự TTGACA.
Đoạn thứ hai nằm cách vị trí khởi đầu khoảng 10 bp,
là sự biến đổi của trình tự TATAAT. Chúng lần lượt
được gọi là vùng 35 và vùng 10 (hộp Pribnow).
 Đối với các promoter mạnh (ví dụ ở gen mã hóa
rRNA), người ta còn tìm thấy yếu tố UP làm tăng sự
gắn của RNA polymerase vào DNA.

35. Có một số promoter thiếu vùng 35 và được thay
bằng yếu tố 10 mở rộng, bao gồm vùng 10
chuẩn và thêm một đoạn ngắn ở đầu 5’ của nó
(ví dụ ở gen gal của E. coli).
Yếu tố σ nhận dạng các vùng 35 và 10 hoặc
yếu tố 10 mở rộng nhờ các cấu trúc đặc biệt
của chúng. Riêng yếu tố UP không được nhận
dạng bởi σ mà được nhận dạng bởi một vùng
ở đầu C tận cùng của tiểu đơn vị α, gọi là α
CTD (carboxyl terminal domain).

36. - Điểm gắn của RNA-polymerase trên promoter gồm
2 trật tự:
+ Trật tự 6 base nitơ TATAAT (hộp -10)
+ Trật tự 6 base nitơ TTGACA (hộp -35)
- Sự tổng hợp bắt đầu từ điểm xuất phát cách 7 base
phía sau hộp Pribnow.
- Nucleotide thứ nhất được đặt vào tổng hợp một
đoạn RNA ngắn 8-9 nucleotide.

38. KHỞI ĐẦU PHIÊN MÃ Ở PROMOTER UV5 OPERON LACTOSE
Vị trí khởi động (promotor)

39. GIAI ĐOẠN KÉO DÀI
 Khi phân tử RNA đang tổng hợp có khoảng 8-10
nucleotide thì tiểu đơn vị sẽ tách khỏi phức hợp
eym polymerase và sẽ gắn vào một promoter khác để
bắt đầu một quá trình phiên mã mới.
 đồng thời RNA polymerase sẽ gắn thêm các nhân tố
kéo dài , sự tách rời của đơn vị này sẽ giúp RNA
polymerase tiếp tục trượt trên mạch khuôn để tổng
hợp RNA.
 Trong quá trình tổng hợp RNA, sợi RNA đang tổng
hợp sẽ tách dần khỏi mạch khuôn của DNA.
 Phần DNA được tháo xoắn sẽ được RNA-polymerase
xoắn trở lại sau đó.

40. Giai đoạn khởi đầu và kéo dài trong quá trình phiên mã

41. VIDEO QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ

42. GIAI ĐOẠN KẾT THÚC
 Trên DNA của vi khuẩn có các dấu hiệu kết thúc, khi
RNA polymerase gặp dấu hiệu này thì sẽ ngừng phiên
mã, giải phóng RNA và xúc tác cho một quá trình phiên
mã mới. Phân tử tRNA và rRNA sau khi giải phóng sẽ
tiếp tục hoàn thiện cấu trúc bậc 2.
 Ở vi khuẩn có 2 kiểu kết thúc:
(1) Các dấu hiệu kết thúc phụ thuộc vào yếu tố Rho, dấu
hiệu này sẽ đình chỉ quá trình phiên mã khi có mặt yếu tố
Rho.
(2) Các dấu hiệu kết thúc không phụ thuộc vào yếu tố
Rho có thể chấm dứt quá trình phiên mã khi không có
yếu tố Rho.
*Rho là một protein gồm có 6 tiểu đơn vị, có 2 domain.

43. Cơ chế hoạt động của các dấu hiệu kết thúc
không phụ thuộc vào yếu tố Rho
 Trên DNA mang các đoạn lặp đảo ngược, đây là một
đoạn có trình tự nucleotide đảo ngược trên DNA và
có thể bổ sung bắt cặp với nhau ,tạo thành cấu trúc
dạng kẹp tóccho nhau. Khi đoạn này được phiên mã
chúng có thể
Sơ đồ biểu diễn cách hình thành cấu trúc dạng "kẹp tóc"

44. Kết thúc phiên mã bằng các dấu hiệu kết thúc
không phụ thuộc vào yếu tố Rho
• Phía sau đoạn lặp đảo
ngược thứ hai có một
trình tự khoảng 6
nucleotide adenine,
được phiên mã thành
chuỗi polyuracyl phía
sau cấu trúc kẹp tóc
trên RNA.
• Sự có mặt của cấu trúc
kẹp tóc sẽ làm cho RNA
polymerase di chuyển
chậm và dừng lại dẫn đến
việc ngăn cản, chấm dứt
việc phiên mã.

45. Sự bổ sung giữa A và U phía sau cấu trúc
kẹp tương đối không hằng định tạo thuận
lợi cho việc tách RNA ra khỏi mạch khuôn.
Quá trình tổng hợp sẽ dừng lại ở đoạn
poly-U.

46. Cơ chế hoạt động của các dấu hiệu
kết thúc phụ thuộc vào yếu tố Rho
Trên DNA mang các trình tự báo hiệu chấm
dứt hoạt động phiên mã, gọi là dấu hiệu kết
thúc.
Phía trước dấu hiệu kết thúc là một trình tự
DNA phiên mã cho một đoạn RNA không có
khả năng tạo nên cấu trúc bậc 2 gọi là đoạn
RNA không được cấu trúc. Protein Rho sẽ
gắn vào vị trí này trên RNA và di chuyển về
phía đầu 3’ theo hướng của enzyme RNA
polymerase.

47. Kết thúc phiên mã bằng các dấu hiệu kết thúc
phụ thuộc vào yếu tố Rho
RNA polymerase
sẽ dừng lại khi
gặp dấu hiệu kết
thúc tạo điều kiện
cho yếu tố Rho
bắt kịp. Yếu tố này
có hoạt tính như
enzyme helicase
sẽ tách cấu trúc
kép RNA-DNA,
giải phóng RNA và
chấm dứt quá
trình phiên mã.

48. Phân tử RNA hoàn thiện cấu trúc bậc 2

49.  VIDEO QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ 2

50. SƠ ĐỒ BIỂU DIỄN QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP RNA

51. QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ
CỦA EUKARYOTE

52.  Việc xúc tác cho quá trình phiên mã ở eukaryote do 3
loại RNA polymerase I, II, III chịu trách nhiệm trong
đó RNA polyrase III phiên mã cho các RNA nhỏ như
tRNA và loại RNA5S, snRNA (small nuclear RNA:
RNA nhỏ ở nhân)
 Phân tử mRNA được tổng hợp chỉ chứa thông tin của
1 gene (mocistronic mRNA). Nhưng khác với
prokaryote, mRNA sau khi phiên mã sẽ không tham
gia ngay và quá trình dịch mã mà phải qua một
quá trình biến đổi mới trở thành một mRNA trưởng
thành tham gia dịch mã, quá trình này được gọi là
quá trình trưởng thành (mautuartion). mRNA trước
khi qua quá trình này được gọi là tiền mRNA
(premessenger RNA).

53. CẤU TRÚC GEN Ở EUKARYOTE
 Cấu trúc một gen mã hóa cho protein của eukaryote bao
gồm các vùng sau:
 Vùng 5’ kiểm soát biểu hiện gen
 Vùng này bao gồm các trình tự nucleotide điều hòa biểu
hiện gen và hoạt hóa sự phiên mã, bao gồm:
Promoter. Là những trình tự định vị ở đầu 5’ không dịch
mã của gen có chức năng xác định vị trí bắt đầu phiên
mã, kiểm soát số lượng mRNA và đôi khi cả tính đặc hiệu
mô (tissue-specific). Promoter có thể dài đến vài nghìn bp.
Vùng này thường chứa một trình tự bảo thủ gọi là hộp
TATA nằm cách vị trí phiên mã khoảng 25-30 bp. Hộp này
giúp xác định chính xác vị trí bắt đầu phiên mã. Ngoài ra,
còn có hộp CCAAT nằm cách vị trí bắt đầu phiên mã
khoảng 75-80 bp.

54. Hộp này ít phổ biến hơn hộp TATA, nó có chức năng
tăng hiệu quả phiên mã. Một số gen “quản gia” mã
hóa cho các enzyme hiện diện ở tất cả các tế bào
thường thiếu cả hai hộp này và promoter rất giàu
GC. Ngoài ra, còn có các thành phần đặc hiệu khác.
Vị trí gắn vùng đặc hiệu mô. Là trình tự DNA
tương tác với protein đặc hiệu mô để chỉ huy gen
cấu trúc sản xuất ra từng protein đặc hiệu của từng
mô.
Vị trí gắn với vùng tăng cường phiên mã
(enhancer). Còn gọi là gen tăng cường, là những
trình tự DNA được gắn với các tác nhân hoạt hóa để
kích thích phiên mã của các gen kề bên, chúng có
thể tác động qua một khoảng cách xa và có thể tác
động theo hai phía (từ 5’ hoặc 3’ tới).

55.  Vùng được phiên mã
 Bao gồm các exon và intron nằm xen kẽ. Đây là một
đặc điểm để phân biệt với gen của prokaryote. Các
exon và intron đều được phiên mã nhưng chỉ có các
exon là được dịch mã. Các intron được bắt đầu bằng
GT và kết thúc bằng AG. Các intron chiếm phần lớn
trong mỗi gen và chúng sẽ được loại bỏ khỏi RNA mới
được tổng hợp, còn các exon được nối với nhau để
tạo nên mRNA hoàn chỉnh (mature mRNA).
 Ở hai đầu của vùng được phiên mã (coding region)
còn có vùng 5’ không dịch mã (5’ untranslation region)
và vùng 3’ không dịch mã (3’ untranslation region).
Vùng 5’ không dịch mã được tính từ vị trí bắt đầu
phiên mã cho đến codon khởi đầu ATG. Vùng 3’
không dịch mã bắt đầu từ codon kết thúc đến vị trí
gắn đuôi poly(A).

56.  DNA của tế bào eucaryote tập trung chủ yếu trong các
nhiễm sắc thể trong nhân, có phân tử lượng lớn và
chứa nhiều gen. Phần lớn các gen, ở phần mang mã
để tổng hợp protein, có sự đan xen giữa các đoạn
mang mã (exon) và các đoạn không mang mã (intron).
Do vậy, quá trình phiên mã xảy ra phức tạp hơn và
thường bao gồm hai quá trình chính
 - Quá trình phiên mã tạo nên phân tử mRNA đầu tiên,
gọi là phân tử tiền mRNA.
 - Quá trình biến đổi phân tử tiền mRNA thành phân tử
mRNA trưởng thành.
•. Vùng 3’ không dịch mã
Chức năng chưa rõ, ở một số gen vùng này mang các
trình tự điều hòa chuyên biệt

57. GIAI ĐOẠN KHỞI ĐẦU
 Chịu sự kiểm soát của một trình tự đặt biệt trên
DNA gọi là lõi khởi động (core promoter) trong
đó có trình tự lặp gọi là hộp TATAAA (TATA box)
nằm cách vị trính phiên mã khoảng 25-35
nocleotide có vai trò quan trọng trong quá trình
phiên mã ở eukaryote.
 Enzyme RNA polymerase của eukaryote Tế bào
eukaryote có đến ba loại RNA polymerase là
RNA polymerase I (pol I), RNA polymerase II
(pol II), và RNA polymerase III (pol III).

58.  RNA polymerase II bắt đầu
phiên mã với sự phối hợp
của các nhân tố phiên mã
(TF: transcription factors) có
bản chất là protein gồm có
TFIID, TFIIB, TFIIA, TFIIE và
TFIIH. Chữ TFII ký hiệu
choại TF phối hợi với RNA
polymerase II, các ký tự phía
sau đại diện cho các loại TF
khác nhau.
Vai trò của RNA
polymerase II

59. •TFIID gắn với hộp TATA
và vị trí hoạt động của
RNA polymerase II để
đảm bảo chó quá trình
phiên mã bắt đầu một
cách chính xác. TFIID có
ít nhất chin chuỗi
polypeptide, một trong
chúng được gọi là TBP
(TATA-binding protein:
protein gắn với TATA) có
khả năng ghi nhận và gắn
vào hộp TATA trên DNA
trên khuôn, bẻ cong đoạn
DNA thành yên ngựa tạo
thuận lợi cho hoạt động
phiên mã.
Giai đoạn khởi đầu quá trình phiên
mã ở Eukaryote vớiRNA polymerase II

60.  Một phức hợp gồm DNA polymerase, các yếu tố
phiên mã, các yếu tố trung gian khác đến gắn với
TFIID. TFIIA có vai trò duy trì mối quan hệ giữa
TFIID và DNA, TFIIB giúp chọn lựa vị trí bắt đầu,
TFIIH giúp tháo xoắn DNA, các chất trung gian
đống vai trò trung gian giữa hệ thống phiên mã và
các protein hoạt hóa cho quá trình phiên mã.
 Ngay phía trước lõi khởi động là một trình tự lặp
gọi là vùng điều hòa khởi động (regulatory
promoter). Vùng này sẽ kết hợp với các protein
hoạt hóa cho quá trình phiên mã và qua đó ảnh
hưởng tới tốc độ phiên mã.

61.  Trên DNA có các trình tự với tác dụng tang
cường hoạt động phiên mã của các gene gọi là
vùng tang cường (enhancer), vùng này có thể
nằm ở phía trước hoặc phía sau gene và cách xa
gene mà nó điều khiển, đôi khi vùng này nằm
trong các intron của gene. Mặc dù nằm cách xa
vùng khởi động nhưng thông qua các protein
hoạt hóa cho quá trình phiên mã, DNA sẽ tạo
thành một quai DNA làm cho vùng khởi động và
vùng tang cường nằm sát nhau để điều khiển
quá trình phiên mã.

62. Vai trò của RNA polymerase I
 RNA polymerase I cần có 2 protein là SL1 và UBF
để bắt đầu cho quá trình phiên mã.2 protein này sẽ
gắn vào 2 vùng chức năng trên DNA, một vùng
nằm quanh vị trí bắt đầu phiên mã kéo dài từ vị trí -
40 đến +20 gọi là yếu tố lõi (core element) cần thiết
cho việc bắt đầu phiên mã và một vùng ở phía
trước vùng yếu tố lõi ở vị trí -180 đến -1=7 gọi là
yếu tố kiểm soát (control element) có vai trò tang
cường hiệu quả hoạt động của vùng quanh vị trí
phiên mã. 2 vùng này giàu GC và có trình tự giống
nhau.
 Như vậy cả hai emzyme RNA polymerase I và II
đều có vai trò quan trọng như nhau trong việc bắt
đầu quá trình phiên mã.

63. Giai đoạn khởi đầu quá trình phiên mã ở eukaryote với RNA polymerase I

64. Vai trò của RNA
polymerase III
 Chỉ xúc tác cho quá
trình phiên mã cho
các RNA nhỏ như
tRNA và loại RNA5S,
snRNA. Vùng tác
động của enzyme
này có thể nằm phía
trước vị trí phiên mã
(snRNA) hoặc nằm
trong vùng phiên mã
(t và rRNA).
Các vị trí khởi động khác nhau trên
các loại gên của RNA polymerase III

65. GIAI ĐOẠN KÉO DÀI
 mRNA được tổng hợp trên mạch khuôn của
DNA nhờ nhân tố TFIIS.

66. GIAI ĐOẠN KẾT THÚC
 Giai đoạn này ở eukaryote chưa được biết một cách
tường tận. 3 loại RNA polymerase sử dụng các cơ chế
khác nhau để chấm dứt việc phiên mã.
 RNA polymerase I cần một yếu tố kết thúc giống như
yếu tố Rho ở vi khuẩn, yếu tố này gắn với một trình tự
DNA ở phía sau vị trí kết thúc.
 RNA polymerase III kết thúc phiên mã sau khi phiên mã
một trình tự kết thúc tạo ra một chuỗi gồm các uracyl
trên phân tử RNA, quá trình này không cần sự hình
thành cấu trúc “kẹp tóc” phía trước chuỗi uracyl như ở vi
khuẩn.
 Đối với các gene phiên mã dưới tác động của RNA
polymerase II, quá trình phiên mã có thể chấm dứt tại
nhiều vị trí nằm trong khoảng từ vài trăm đến vài ngàn
cặp base ở phía cuối gene.

67. QUÁ TRÌNH TRƯỞNG THÀNH CỦA
CÁC TIỀN mRNA
 QUÁ TRÌNH TRƯỞNG THÀNH CỦA CÁC TIỀN mRNA xảy
ra ở trong nhân tế bào từ trước khi quá trình phiên mã kết
thúc. Quá trình này gồm các bước:
GẮN MŨ CHỤP (CAPPING)
 Ngay sau khi bắt đầu phiên mã, một nhóm phosphate của
nucleotide đầu 5’ sẽ bị tách đi tạo điều kiện cho một
guanine với một phosphate gắn vào đầu 5’, sao đó base
guanine sẽ gắn thêm nhóm methyl vào vị trí số 7 (7-methyl
guanin), với chiều ngược lại tạo liên kết phosphodiester
giữa hai cacbon thứ 5 của hai nucleotide. Tạo mạch liên
kết 5’−5’ thường được gọi là “mũ”. sự methyl hóa này có
thể xảy ra ở vị trí 2’ trên phân tử đường của một hoặc một
số nucleotide tiếp theo.

68.  Sau khi được gắn “mũ” thì ở đầu 5’ của phân tử
mRNA cũng sẽ có nhóm 3’−OH tự do ở gốc đường
giống như ở đầu 3’. Tuy vậy, nhờ nhóm metyl
(−CH3) ở vị trí nitơ thứ 7 của bazơ guanosine có thể
phân biệt được đầu 5’. Như vậy, sau khi gắn “mũ”,
đầu 5’ không còn nhóm phosphat tự do nữa.
 Mũ chụp có vai trò hết sức quan trọng trong quá
trình dịch mã Mũ giúp cho ribosome nhận biết và
gắn vào đầu 5’ của mRNA, khởi đầu dịch mã đúng vị
trí qui định, đồng thời, “mũ” bảo vệ mRNA khỏi bị
các enzyme nuclease phân huỷ.
 . Ngoài ra mũ chụp còn giúp giữ cho cấu trúc của
mRNA được hằng định và ảnh hưởng đến quá trình
cắt bỏ các intron.

69. Cấu tạo "mũ" chụp ở đầu 5' của mRNA

70. GẮN ĐUÔI POLY A
 Ngay sau khi phiên mã xong, các tiền mRNA (pre
mRNA) sẽ bị cắt ở vị trí nằm phía sau một quá trỉnh tự
đồng nhất (consensus sequence) AAUAAA khoảng 11 –
30 nucleotide. Sau đó enzyme polyA polymerase và một
số yếu tố khác sẽ giúp gắn một lượng adenine vào đầu
3’ của mRNA, sau khi gắn khoảng 10 adenine, một
protein gọi là PABP (polyA binding Protein: protein liên
kết với polyA) sẽ gắn vào đuôi poly A và giúp phát triển
tiếp tục chuỗi polynucleotide adenine, càng nhiều PABP
gắn vào đuôi sẽ có càng nhiều adenine trong đuôi
polyA. Số lượng adenine trong poly A khoảng từ 50 –
250.
 Đuôi polyA giúp duy trì sự ổn định của mRNA và kéo dài
thời hoạt động dịch mã của RNA này. Sự ổn định của
mRNA phụ thuộc vào các protein gắn vào đuôi polyA.

71. Sơ đồ về sự hình thành đuôi poly-A

72. VIDEO QÚA TRÌNH CHỤP MŨ VÀ GẮN ĐUÔI POLY A

73. CẮT NỐI (SPLICING)
 Trong bước này tiền mRNA sẽ cắt bỏ các đoạn intron
không mang mã và nối các đoạn exon mang mã lại
với nhau. Có 3 trình tự đóng vai trò quant rọng trong
quá trình này:
 - Trình tự cho GU ở đầu 5’ của intron (một số ít là AU)
 - Điểm nhánh (branch point) là một trình tự nucleotide
với một adenine nằm ở trước vị trí cắt ở đầu 3’
khoảng tử 18 đến 40 nucleotide. Trình tự này không
có độ đồng nhất cao nhưng thường có dạng
YNYYRAY (Y: nucleotide pyrimidine, N: bất cứ loại
nucleotide nào, R nucleotide purine và A: adenine).
Đột biến xảy ra ở vùng này sẽ làm cho quá trình cắt
nối không xảy ra được.
 - Trình tự nhận AG ở đầu 3’ (một số ít là AC)

74.  Quá trình cắt nối được thực hiện với sự tham gia
của một phức hợp lớn có tên là splicesome (thể cắt
nối), được cấu tạo từ nhiều phân tử RNA và
protein. Các phân tử RNA tham gia vào cấu trúc
của splicesome là các RNA nhân nhỏ (snRNAs),
những snRNA này sẽ kết hợp với các protein để
tạo thành các snRNP (small ribonucleprotein
particles: tiểu phần ribonucleprotein nhỏ), mỗi
snRNP chứa một snRNA và nhiều protein.
Splicesome gồm 5 snRNP được gọi tên theo loại
snRNA mà nó mang trong cấu trúc (U1, U2, U4, U5
và U6).

75.  Trước khi quá trình cắt nối xảy ra exon trước (exon 1)
và exon sau (exon 2) được tách ra bởi 1 intron. Tiền
mRNA được cắt nối theo hai bước sau:
 Bước 1
 Tiền mRNA bị cắt ở vị trí cắt 5’ làm giải phóng exon 1
ra khỏi intron và đầu 5’ của intron sẽ gắn vào điểm
nhánh bằng cách uốn cong lại tạo thành một cấu trúc
hình “nút thong lọng” (lariat). Nucleotide guanine ở
đầu 5’ cảu intron sẽ liên kết với nucleotide adenine
của điểm nhánh. Nhóm OH trên carbion 2’ cảu
adenine tại điểm nhánh sẽ phá vỡi kiên kết 5’
phosphodiester của guanine ở vị trí cắt 5’, và tạo
thành một liên kết 5’-2’ phosphodiester mới giữa
guanine và adenine. Quá trình này được gọi là quá
trình chuyển ester hóa (transesterification).

76. Quá trình cắt nối gen
Bước 2
Vị trí 3’ sẽ bị cắt và đồng thời đầu
3’ của exon 1 sẽ gắn với đầu 5’
của exon 2 bằng liên kết hóa trị,
phản ứng này cũng được thực
hiện qua quá trình chuyển ester
hóa, trong đó có nhóm 3’-OH của
exon 1 sẽ phá vỡi liên kết
phosphodiester ở vị trí cắt 3’ và
tạo thành liên kết phosphodiester
mới giữa đầu 3’ của exon 1 và
đầu 5’ của exon 2’. Khi đó đoạn
intron được cắt bỏ dưới dạng nút
thong long.

77. Nút thong long intron này
sẽ trở thành mạch thẳng và
nhanh chóng bị thoái hóa
dưới tác dụng của các
enzyme của nhân. Giữa
các exon và intron khác
cũng diễn ra quá trình
tương tự để tạo thành
mRNA trưởng thành
(mature mRNA) chỉ gồm
các đoạn exon. mRNA
trưởng thành sao đó sẽ
vào bào tương tham gia
quá trình dịch mã.

78. Video quá trình cắt nối intron của mRNA

79. Video quá trình phiên mã ở Eukaryote

81.  Nhóm 1 lớp D1B:
 Nguyễn Quỳnh An
 Lê Tuấn Anh
 Nguyễn Ngọc Cát Anh
 Đinh Văn Can
 Hồ Thị Chung
 Phan Hải Dương
 H’ Chi Êban
 H’ Gai
 Bùi Thị Thu Hà
 Đoàn Thị Thu Hà.