Phần I-Tóm tắt nội dung học tập

I. Phiên mã

1. Khái niệm tượng trưng

Phiên mã là quá trình kết hợp các phân tử RNA vào chuỗi mã hóa ban đầu của DNA (gen).

Một phân tử DNA chỉ có một chuỗi được sử dụng làm chuỗi mẫu (chuỗi mã hóa ban đầu) để tổng hợp phân tử RNA.

2. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN

MỘT. mARN (ARN thông điệp)

– Kết cấu:

+ có cấu trúc chuỗi đơn thẳng chứa ba dấu hoa thị (codon).

Đầu +5′ chứa một trình tự nucleotide cụ thể (chưa được dịch mã) nằm gần codon khởi đầu để ribosome nhận biết và gắn vào.

-Chức năng: mang thông tin di truyền từ nhân ra ngoài tế bào chất, tham gia dịch mã prôtêin, một số prôtêin sau khi tổng hợp bị phân giải bởi enzim.

b. tRNA (Chuyển RNA)

– Kết cấu:

+ Một phân tử tARN có bộ ba đối mã (anticodon) đặc hiệu để khớp với bộ mã ba tương ứng (codon) trong mARN khi dịch mã để tạo ra prôtêin.

Một đầu của tRNA được gắn với axit amin mà nó mang, trong khi đầu kia tự do.

Chức năng: Vận chuyển axit amin đến ribôxôm để dịch mã tARN.

c. rARN (ARN Riboxom)

-Chức năng của rARN: Tham gia tổ chức ribôxôm

Cấu tạo Riboxom: Gồm 2 tiểu đơn vị tồn tại riêng rẽ trong tế bào chất, khi tổng hợp protein chúng (hai tiểu đơn vị) kết hợp với nhau tạo thành ribosome hoạt động.

Ribôxôm Chức năng: Đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp prôtêin.

3. Cơ chế phiên mã

(Video về Phiên mã: Quá trình trung tâm 0 phút 40 đến 1 phút 40 trong video))

Phiên mã (tổng hợp mARN)

– Enzim liên kết với vùng điều hòa ARN pôlimeraza làm cho gen biểu hiện mạch 3′ → 5′ và bắt đầu tổng hợp mARN ở vị trí xác định (bắt đầu phiên mã).

-ARN polymeraza trượt 3′ → 5′ dọc theo mạch mã hóa ban đầu của gen và tổng hợp nên phân tử mARN theo nguyên tắc bổ trợ (A bắt cặp với U, T bắt cặp với A, G bắt cặp với X và ngược lại. 5′ → hướng 3′.

Khi enzim di chuyển đến điểm kết thúc của gen, nó gặp tín hiệu kết thúc nên ngừng phiên mã và phân tử mARN mới được tổng hợp được giải phóng.

– Sau khi phiên mã xong một phần của gen thì 2 mạch đơn đóng lại ngay.

Ở tế bào nhân sơ, mARN phiên mã được sử dụng trực tiếp làm khuôn để tổng hợp protein.

Ở tế bào nhân chuẩn, mARN sau phiên mã phải cắt bỏ các đoạn intron, nối các exon lại với nhau để tạo thành mARN trưởng thành, rồi di chuyển qua màng nhân đến tế bào chất làm khuôn mẫu cho quá trình tổng hợp protein.

II. mã dịch

(Video chuyển mã tổng hợp protein: quá trình trung tâm 00:00 CH đến 01:50 CH trong video)

1. Khái niệm:

Dịch mã là quá trình tổng hợp protein.

2. Các giai đoạn dịch thuật

MỘT. Kích hoạt axit amin

Trong tế bào chất, nhờ các enzym đặc hiệu và năng lượng ATP, mỗi axit amin được hoạt hóa và liên kết với tRNA tương ứng để tạo thành phức hợp axit amin-tRNA (AA-tRNA).

b. Tổng hợp chuỗi polipeptit

Quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit gồm các bước sau:

– Giới thiệu:

Tiểu đơn vị nhỏ của ribosome liên kết với mRNA tại một vị trí nhận biết cụ thể gần codon khởi đầu.

Bộ ba codon của phức hợp khởi đầu med-tRNA (UAX) bổ sung chính xác cho codon khởi đầu (AUG) trong mARN.

Tiểu đơn vị lớn của ribôxôm tạo thành một ribôxôm hoàn chỉnh sẵn sàng tổng hợp chuỗi polipeptit.

Kéo dài chuỗi polypeptide

Codon thứ hai trong mARN (GAA) bổ sung cho anticodon của phức hợp Glu-tRNA (XUU).

+ Riboxom đóng vai trò cấu trúc nâng đỡ mARN và phức hợp aa-tARN cho đến khi hai axit amin Met và Glu hình thành liên kết peptit giữa chúng.

Riboxom chuyển một codon trên mARN để hỗ trợ phức hợp codon-anticodon tiếp theo cho đến khi axit amin thứ ba (Arg) kết nối với axit amin thứ hai (Glu) thông qua liên kết peptit.

+ Riboxom di chuyển một codon trên mARN.

– Phần kết luận

Khi ribosome tương tác với bộ kết thúc mARN (UAG), quá trình dịch mã hoàn tất.

+ Nhờ enzim đặc hiệu, axit amin mở đầu (Met) được cắt ra khỏi chuỗi polipeptit mới tổng hợp.

Các chuỗi polypeptide hình thành các cấu trúc bậc cao hơn và trở thành các protein có hoạt tính sinh học.

Trong quá trình dịch mã, mARN thường không gắn vào từng ribôxôm riêng lẻ mà gắn đồng thời vào các nhóm ribôxôm (gọi tắt là polyxôm) để tăng hiệu quả tổng hợp prôtêin.

Cơ chế di truyền phân tử (và ảnh hưởng môi trường) được thể hiện trong sơ đồ sau

– Phiên mã là quá trình tích hợp phân tử ARN vào mạch mã ban đầu của ADN (gen) theo nguyên tắc bổ trợ (AU; GX) để tổng hợp nên phân tử ARN. Có các bộ ba mã ba (codon).Đầu +5′ chứa trình tự nu đặc hiệu (chưa dịch mã) nằm gần codon mở đầu để ribôxôm nhận biết và tổng hợp.-Chức năng: mang thông tin di truyền từ nhân ra tế bào chất, tham gia dịch mã để tạo thành protein, sau khi tổng hợp một số protein bằng enzyme bị phá hủy. + Một đầu của tARN gắn với axit amin mà nó nằm trên. Vận chuyển với đầu tự do Trong tế bào chất, khi protein được tổng hợp, chúng sẽ nối với nhau (hai tiểu đơn vị) Chức năng của ribosome Chức năng của ribosome: đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp protein, phiên mã (tổng hợp mRNA) – gắn vào vùng điều hòa RNA polymerase để thư giãn gen để thể hiện sợi ba chiều ban đầu. Giai đoạn cụ thể (bắt đầu phiên mã).-RNA polymerase tổng hợp một phân tử mRNA dựa trên các slide dọc theo chuỗi mã hóa ban đầu trong gen 3’→5′. X và ngược lại) theo chiều 5′ → 3′. – Enzim di chuyển đến cuối gen, gặp tín hiệu kết thúc phiên mã thì nó dừng phiên mã. mã và phân tử mARN mới được tổng hợp được giải phóng.-Một phần của gen hiện đang được phiên mã, hai chuỗi đơn lập tức đóng lại.-Trong các tế bào nhân sơ, mARN sau phiên mã được sử dụng trực tiếp làm khuôn để tổng hợp, và do đó các phân tử protein.- Ở tế bào nhân thực, mARN sau phiên mã cắt các intron để tạo thành mARN trưởng thành, các exon phải nối với nhau rồi thoát qua màng nhân vào tế bào chất làm khuôn tổng hợp protein. Mã hóa là một quá trình tổng hợp Trong tế bào chất nhờ enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, mỗi axit amin được hoạt hóa và liên kết với tARN tương ứng tạo thành phức hợp axit amin-tARN (AA-tARN) Các bước tiến hành: + Tiểu đơn vị nhỏ của ribôxôm liên kết với mARN theo một điểm nhận biết đặc hiệu vị trí nằm gần codon khởi đầu. Một ribôxôm hoàn chỉnh sẵn sàng tổng hợp chuỗi polipeptit. – Kéo dài chuỗi polipeptit + Bộ ba thứ hai trong mARN (GAA) liên kết bổ sung với bộ ba đối mã của phức hợp. Phức hợp mARN và aa-tARN với nhau cho đến khi hai axit amin Met và Glu tạo thành liên kết peptit giữa chúng. Quá trình dịch mã kết thúc khi ribôxôm tương tác với đầu cuối trong RN.-đầu cuối+mARN (UAG) với axit amin thứ hai (Glu) bằng liên kết peptit + Nhờ một enzim đặc hiệu, axit amin mở đầu (Met) được cắt ra từ chuỗi polipeptit mới được tổng hợp. + Chuỗi polipeptit có trình tự cao Hình thành các cấu trúc trình tự và trở thành các prôtêin có hoạt tính sinh học. + Cơ chế phân tử của các sự kiện di truyền (và ảnh hưởng của môi trường) được thể hiện trong sơ đồ sau.