Sự sinh tổng hợp protein

PHAÀN 2. DI TRUYEÀN HOÏC SỰ SINH TỔNG HỢP PROTEIN CHƯƠNG 7 1. DNA LÀ VẬT CHẤT DI TRUYỀN a. Thí nghiệm của Griffith (1928) với vi khuẩn Streptoccoccus pneumoniae. - S (smooth): gây bệnh - R (rough): không gây bệnh b. Thí nghiệm của T. Avery và Mc. Carty 2. HOÏC THUYEÁT TRUNG TAÂM DNA mRNA protein phieân maõ dòch maõ sao cheùp 2. 1. QUAÙ TRÌNH SAO CHEÙP DNA Ñaëc ñieåm: - Hai maïch cuûa DNA taùch ra laøm khuoân cho söï toång hôïp maïch môùi. -Trình töï caùc nucleotide treân moät maïch xaùc ñònh chính xaùc trình töï caùc nucleotide treân maïch boå sung vôùi noù. -Keát quaû: moät phaân töû DNA taïo ra hai phaân töû môùi gioáng heät nhau vaø gioáng vôùi phaân töû ban đầu.  sao cheùp kieåu baùn baûo toàn. Nguyeân taéc: - Caùc lieân keát hydro giöõa 2 maïch bò ñöùt ñeå hai maïch rôøi nhau ra. - Moät ñoaïn moài (primer) baét caëp vôùi DNA maïch ñôn khuoân. - Phaûi coù ñuû 4 loaïi nucleotide: A, T, G, C ñeå baét caëp boå sung vôùi caùc nucleotide maïch khuoân. - Maïch môùi luoân ñöôïc toång hôïp theo höôùng 5’P-3’OH. -Caùc nucleotide noái laïi vôùi nhau baèng lieân keát coäng hoaù trò ñeå taïo thaønh maïch môùi. - Moãi böôùc ñöôïc ñieàu khieån bôûi một enzyme ñaëc hieäu vaø ñöôïc thöïc hieän moät caùch nhanh choùng, chính xaùc - Söï taùch maïch ôû moät ñaàu taïo thaønh ngaõ 3 sao cheùp - ÔÛ maïch khuoân 1, maïch môùi ñöôïc toång hôïp theo höôùng töø ngoaøi höôùng vaøo ngaõ ba sao cheùp. - ÔÛ maïch khuoân 2, DNA ñöôïc sao cheùp thaønh töøng ñoaïn Okazaki (töø ngaõ ba sao cheùp höôùng ra ngoaøi), sau ñoù caùc ñoaïn naøy ñöôïc noái vôùi nhau. CÔ CHEÁ Khôûi söï - Protein B ñaëc hieäu nhaän bieát trình töï khôûi söï sao cheùp (ori) vaø gaén vaøo ñoù. - Hai enzyme gyrase caét DNA ôû hai phía cuûa protein B laøm thaùo xoaén vaø chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu nhau so vôùi ñieåm ori. - Hai enzyme helicase (rep) taùch maïch taïo ra ngaõ ba sao cheùp. - Protein caêng maïch SSB (single-strand binding protein) gaén vaøo caùc maïch ñôn cuûa DNA laøm cho chuùng taùch nhau vaø thaúng ra Noái daøi - DNA polymerase III sao cheùp 1 trong 2 maïch (chöùc naêng polymer hoaù) - DNA polymerase III coøn coù chöùc naêng söûa sai nhôø hoaït tính exonulease (caét boû nucleotide sai vaø laép nucleotide ñuùng vaøo) - Söï sao cheùp treân maïch 1 + DNA polymerase laép nucleotide vaøo ñaàu 3’ cuûa maïch khuoân theo höôùng 5’ – 3’ (höôùng vaøo ngaõ 3 sao cheùp) + Maïch khuoân 1 ñöôïc goïi laø maïch khuoân tröôùc, sôïi DNA ñöôïc toång hôïp goïi laø maïch tröôùc - Söï sao cheùp treân maïch 2 + Söï toång hôïp theo höôùng töø ngaõ 3 sao cheùp höôùng ra ngoaøi (ñuùng höôùng 5’ – 3’) + Enzyme primase gaén ñoaïn RNA moài (khoaûng 10 nucleotide) vaøo maïch khuoân + DNA-polymerase noái nucleotide theo moài ñeå toång hôïp caùc ñoaïn ngaén 1000 –2000 nucleotide (ñoaïn Okazaki) ñeán khi gaëp RNA moài phía tröôùc thì ngöøng laïi + DNA-polymerase luøi ra sau tieáp tuïc toång hôïp töø RNA moài môùi ñöôïc gaén vaøo ôû gaàn ngaõ 3 sao cheùp + DNA-polymerase I caét boû moài RNA roài laép caùc nucleotide môùi vaøo choå troáng + Ñoaïn DNA ngaén khoaûng 10 nucleotide ñöôïc noái vôùi caùc ñoaïn Okazaki nhôø enzyme ligase + Maïch khuoân 2 ñöôïc goïi laø maïch khuoân sau + Maïch ñöôïc toång hôïp töø maïch khuoân sau ñöôïc goïi laø maïch sau hay maïch chaäm Quá trình sao chép DNA 2.2. QUAÙ TRÌNH PHIEÂN MAÕ Nguyeân taéc - Chæ 1 trong 2 maïch cuûa phaân töû DNA ñöôïc laøm khuoân ñeå toång hôïp mRNA - RNA-polymerase baùm vaøo DNA laøm taùch maïch vaø di chuyeån theo höôùng 3’-5’ ñeå mRNA ñöôïc toång hôïp theo höôùng 5’-3’. Söï phieân maõ ôû Prokaryote a. Ñaëc ñieåm - Chæ moät loaïi RNA-polymerase chòu traùch nhieäm toång hôïp taát caû caùc loaïi RNA - mRNA thöôøng chöùa thoâng tin cuûa nhieàu gen noái tieáp nhau b. Dieãn tieán quaù trình phieân maõ - RNA-polymerase baùm vaøo ñoaïn khôûi ñoäng (promotor) treân ñoaïn DNA ñöôïc môû ra ñeå toång hôïp mRNA - Söï toång hôïp mRNA baét ñaàu töø vò trí xuaát phaùt (CAT) caùch promotor khoaûng 7 nucleotide veà phía ñaàu 3’ cuûa maïch boå sung - Söï phieân maõ dieãn ra ñeán khi RNA-polymerase di chuyeån ñeán daáu keát thuùc - Söï phieân maõ keát thuùc vaø mRNA rôøi khoûi DNA Quá trình phiên mã ở Prokaryote Söï phieân maõ ôû Eukaryote a. Ñaëc ñieåm - RNA-polymerase II toång hôïp mRNA - RNA-polymerase I vaø III toång hôïp rRNA vaø tRNA - mRNA chöùa thoâng tin cuûa 1 gen - Quaù trình phieân maõ phöùc taïp hôn: ñaàu 5’ cuûa mRNA coù gaén choùp, coøn cuoái ñuoâi 3’ coù gaén chuoãi polyA daøi 100 – 200 ñôn vò - mRNA phaûi qua quaù trình caét gheùp (splicing) môùi coù theå söû duïng ñöôïc (treân DNA cuûa teá baøo Eukaryote coù nhieàu gen voâ nghóa (intron) xen giöõa caùc gen coù nghóa (exon) Quá trình phiên mã ở Eukaryote b. Dieãn tieán quaù trình phieân maõ Gaén choùp: - Ñaàu 5’ cuûa mRNA ñöôïc gaén vôùi 7-methyl guanylate khi mRNA daøi khoaûng 20 – 30 nucleotide - Baûn phieân maõ ñaàu tieân (tieàn mRNA) chöùa caû intron laãn exon. Gaén ñuoâi poly A: 1 ñoaïn ngaén ôû ñuoâi mRNA bò caét vaø gaén bôûi poly A Caét gheùp: - Caét boû caùc intron roài gheùp caùc exon laïi vôùi nhau - mRNA môùi tröôûng thaønh vaø ñi qua loã nhaân ra nguyeân sinh chaát Quá trình splicing ở Eukaryote 2.3. SÖÏ DÒCH MAÕ Ñaëc ñieåm - Thoâng tin di truyeàn treân mRNA tröôûng thaønh xaùc ñònh trình töï caùc amino acid taïo neân maïch polypeptide - Quaù trình dòch maõ phöùc taïp hôn quaù trình sao cheùp vaø phieân maõ - Caàn coù söï tham gia cuûa caû 3 loaïi RNA Dieãn tieán söï dòch maõ Khôûi söï: - Quaù trình baét ñaàu khi tRNA khôûi söï mang Met gaén vaøo ñôn vò nhoû cuûa ribosome - ÔÛû taát caû caùc vi sinh vaät, boä ba khôûi söï cho toång hôïp protein laø AUG - Boä ba ñoái maõ (anticodon) cuûa tRNA – Met seõ baét caëp vôùi boä ba AUG treân mRNA - Ñôn vò lôùn vaø ñôn vò nhoû cuûa ribosome seõ gaén vaøo nhau thaønh ribosome nguyeân veïn Noái daøi: - Söï noái theâm caùc amino acid töông öùng - Moät tRNA khaùc coù anticodon töông öùng ñeán baét caëp vôùi codon tieáp theo - Amino acid ñöôïc mang bôûi tRNA keá tieáp gaén vôùi amino acid khôûi söï - tRNA khôûi söï taùch ra khoûi mRNA - Chuoãi amino acid seõ keùo daøi khi ribosome di chuyeån treân mRNA töø ñaàu 5’ ñeán ñaàu 3’ Keát thuùc: - Quaù trình dòch maõ keát thuùc khi ribosome di chuyeån qua caùc codon keát thuùc laø UAA, UAG vaø UGA Quá trình dịch mã