Chương nói về RNA và 1 số đặc điểm khác.

1. Tổng hợp RNA – systhesis RNA
Phiên mã -­ Transcription

4. CÁC QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP RNA
•Khởi đầu (mở đầu)
•Kéo dài (tổng hợp)
•Kết thúc

5. Chiều tổng hợp RNA : 5’-3’
Chỉ có một mạch DNA là mạch khuôn >>> RNA
Có sự tham gia của các enzym

6. Sự khác nhau của quá trình tổng hợp RNA ở
tế bào sơ hạch và tế bào chân hạch
Nơi xảy ra quá trình phiên mã (tổng hợp RNA)???

8. Tế bào sơ hạch

9. Tế bào chân hạch

10. Cơ chế tổng hợp ở tế bào sơ hạch

11. Một vài định nghĩa và qui ước
Wilson,
2003
Sợi mã hoá
(Sợi khuôn)

12. Một số đặc tính chung của gen
Wilson,
2003

13. Cơ chế tổng hợp ở tế bào sơ hạch
Ba giai đoạn:
1. Khởi đầu
2. Kéo dài
3. Kết thúc

14. Cơ chế tổng hợp ở tế bào sơ hạch
(1).Khởi đầu: Nhận diện, hội nhập và xúc tác

15. TTGACA TATAAT Khởi đầu
-35 -10 +1
Promoter

16. (2).Tổng hợp - kéo dài:

17. Lưu ý:
- Phân tử ARN được tổng hợp theo chiều từ đầu 5’
đến đuôi 3’ như ở ADN
- Đầu 5’ của ARN vẫn còn 3 phosphat
- Đoạn ARN mới tổng hợp kết với pol khuôn thành
kiến trúc sợi đôi xoắn ốc dài khoảng 12 cặp nucleotid.
Khi polymeraz di chuyển thì đầu 5’ của ARN tách ra khỏi
pol làm khuôn
- Khi đoạn ARN dài được 10 nucleotid thì σ tách ra
khỏi polymeraz

18. Phân tử ADN: Sợi mã hoá và sợi khuôn???
Sợi
mã
hóa
Sợi
khuôn
Vùng -35 (TTGACA ), vùng -10 (TATAAT) của promoter
và vị trí khởi đầu phiên mã +1 luôn luôn nằm trên sợi mã
hóa
5’
3’
3’
5’

19. RNA luôn luôn được tổng hợp theo hướng 5’ à 3’
Sợi khuôn luôn luôn được đọc theo hướng 3’ à 5’
Một số lưu ý
- Phân tử mRNA cùng hướng và cùng trình tự nucleotid với
sợi mã hóa (ngoại trừ U racil)
- Phân tử mRNA ngược hướng và có trình tự nucleotid bắt
cặp bổ sung với sợi khuôn

20. Một số lưu ý

21. Cả hai sợi DNA đều có thể được sử dụng như sợi khuôn
trong quá trình phiên mã. Tuy nhiên trong bất kỳ một gen
nào trên DNA khi bắt đầu phiên mã thì chỉ có duy nhất một
sợi DNA làm khuôn mà thôi
DNA
Một số lưu ý
P
P
P
P P

22. ( 3).Chấm dứt – Kết thúc:
Khi ARN polymeraz di chuyển đến vùng ADN chứa các nucleotid có ái lực
kém với enzim này thì tổng hợp bị ngưng. Có hai kiểu kết thúc phiên mã:
1/ Các baz ở đuôi ARN bắt cặp nhau tạo kiến trúc vòng thắc (kẹp tóc)
làm trở ngại hoạt động của ARN polymeraz. Đoạn đuôi ARN có nhiều
nucleotid chứa uracil làm ARN tách khỏi pol khuôn

23. 2/ Protein ρ (rho) có thể làm chấm dứt phiên mã: Rho bám vào
đầu 5’ của ARN, di chuyển về phía polymeraz đang bám vào
ADN, phá huỷ các cầu nối giữa ARN và pol khuôn tách rời hai
sợi này ra

24. Xử lý tiền RNA (ở E.coli)
RNA do các gen nằm liên kề chỉ đạo tổng hợp được gọi là tiền RNA
2 . Tiền ARN có thể được xử lý theo nhiều cách
- Enzym tRNA transferaz dùng các GTP và ATP gắn vào đuôi 3’của tRNA một
đoạn polynucleotid chứa các baz CCA
- Methylaz có thể thêm các gốc methyl vào đường riboz hay các baz trên tiền
RNA đang được tổng hợp
- Các gen liên kề chỉ đạo tổng hợp tiền RNA chứa nhiều chủng loại RNA;
enzym RNA nucleaz cắt tiền RNA cho ra các RNA khác nhau
- Các gen nằm liên kề chỉ đạo tổng hợp nhiều protein (enzym) được chuyển mã
thành tiền mRNA. Thí dụ các gen chỉ đạo tổng hợp các enzym tham gia biến
dưỡng lactoz

25. Chế biến rRNA ở tế bào sơ hạch
Nelson
&
Cox,
2005,
p.
1015

26. Figure
10.24
The
properties
of
mRNA
molecules
in
prokaryotic
versus
eukaryotic
cells
during
transcription
and
translation.

27. Cơ chế tổng hợp ở tế bào chân hạch
Ba giai đoạn:
1. Khởi đầu
2. Kéo dài
3. Kết thúc
- Các RNA được tổng hợp, chế biến, cắt-nối trong nhân
- Các mRNA,tRNA và rRNA sau khi tổng hợp và xử lý được
chuyển từ nhân ra cytosol (tế bào chất) để hoạt động

28. Polymerase Products
Polymerase I (Pol I) rRNAs; 28S, 18S and 5.8S
Polymerase II (Pol II) mRNA, some small RNAs
Polymerase III (Pol III) tRNAs and 5S, additional small RNAs
Eukaryotic
RNA
Polymerases

29. Tổng hợp ở sinh vật chân hạch
Tổng hợp m RNA
(1). Khởi động tiến trình tổng hợp:
-Promoto của Polymeraz II nằm phía trước khởi điểm
Mô hình promoto của mARN ở tế bào chân hạch

30. The core region often consists of a TATA box

31. Tổng hợp mARN
Các bước tổng hợp: Tổng hợp gồm nhiều bước
- RNA polymeraz II (pol.II) bám vào ADN và tiến trình tổng hợp bắt đầu
- Nucleotid đầu tiên của RNA( đầu 5’) bắt cặp với nucleotid trên pol khuôn.
Nucleotid thứ hai của RNA đến bắt cặp với nucleotid tương thích trên pol
khuôn và pol. II xúc tác thành lập cầu nối phosphodieste giữa phosphat ở C5’
của pentoz trên nucleotid thứ hai với C3’ của pentoz trên nucleotid thứ nhất.
- Phản ứng tiếp tục cho đến khi Pol.II gặp đoạn DNA báo hiệu chấm dứt
tổng hợp cho ra tiền mRNA trong nhân.
- Tiền mRNA được cắt/nối cho ra m RNA
- Chuyển mRNA ra cytosol

32. Initiation
at
RNA
pol
II
promoters
Nelson & Cox, 2005, p. 1004
TATA –binding protein
(TBP) or TFIID binds to
the TATA box. This is
the basal transcription
factor.
More TFs bind to TFIID
through protein-protein
interactions to form the
pre-initiation complex.
Then RNApoly binds
Many TFs may be involved

34. (2).Tổng hợp tiền mRNA
- Phản ứng khởi đầu khi một nucleotid chứa baz A hay G gắn lên
pol khuôn.
- Pol.II tuần tự gắn các nucleotid tiếp theo vào C3’ của nucleotid
thứ nhất một nucleotid tứ hai, gắn nucleotid thứ ba vào C3’
của nucleotid thứ hai..
- Nucleotid có baz là G thành lập cầu nối 5’-5’triphosphat với
nucleotid thứ nhất tạo thành cái mũ ở đầu 5’ của tiền mARN
sau khi một đoạn ARN ( 10-30 nucleotid) đã được tổng hợp
(Hình 38). Các nucleotid thứ nhất và thứ hai có thể bị methyl
hoá

35. Modification of the 5′ terminus by capping
with 7-methylguanosine (m7G)
Gắn mũ vào đầu 5’ của mARN ở tế bào chân hạch

36. Chế biến đầu 3’ của mRNA ở tế bào chân hạch
(1)Một phức enzyme nhận diện một
trình tự dấu hiệu (AAUAAA ) nằm
cách một trình tự giàu U khoảng
20-40.
(2)Một endonuclease cắt khoảng 10-
30 nucleotide nằm phía sau trình
tự dấu hiệu AAUAAA.
(3)Một dãy khoảng 80-250 gốc A
được thêm vào đầu 3’ bởi enzyme
polyadenylate polymerase.
Nelson
&
Cox,
2005,
p.
1013

37. 20-­‐40
nucleotides
apart
Sequence
determinants
of
3’
mRNA
processing

38. The
mRNA
5’-­‐cap
structure
Functions:
(i) marks the 5’-­end of the first exon and aids
in the splicing process
(ii) essential for nucleo-­cytoplasmic transport
of mRNAs through interaction with
nuclear cap-­binding proteins
(iii) increases the efficiency of translation by
targeting formation of the preinitiation
complex (cytoplasmic cap-­binding
proteins)
(iv) protects the transcript from 5’→3’
exoribonucleolytic activities
Nelson
&
Cox,
2005,
p.
1008

40. Nhận diện các intron bởi các vòng R
Nelson
&
Cox,
2000,
p.
992

41. Bắt cặp (lai) giữa giữa mARN hòan chỉnh và ADN khuôn

42. Exon:intron
organization
of
the
ovalbumin
gene
Nelson
&
Cox,
2000,
p.
992

43. (3). Cắt/nối tiền mRNA:
- Tiền mRNA chứa nhiều đoạn tương ứng với các intron (vô nghĩa) và
exon trên DNA. Các đoạn tương ứng với các intron phải bị cắt bỏ khỏi tiền
mRNA
- Các hạt ribonucleoprotein trong nhân,gọi là hạt ribonucleo- protein nhỏ
trong nhân (hạt RNPn tn),chứa nhiều loại protein và các RNA nhỏ (khoảng
250 nucleotid).
- Khi tiền mRNA được tổng hợp dài ra, các hạt RNPntn kết thành kiến trúc
lớn gọi là spliceosom. Các spliceosom được cho là tham gia cắt/nối tiền
mRNA
Chế biến cắt nối tiền mRNA

44. (3). Cắt/nối tiền mARN: Tiến trình cắt nối gồm hai bước được
giải thích như sau:
Bước một:
- Một spliceosom bám vào nơi điểm cắt của đầu 5’ trên intron
- Một spliceosom khác bám vào đầu 3’ của intron; nucleotid
chứa baz Adenin tấn công và cắt intron ở đầu 5’, tách
intron ra khỏi exon thứ nhất. Đầu 5’ bị cắt của intron nối
với nucleotid chứa adenin ở đầu 3’bằng cầu nối cộng hoá
trị
Bước hai:
- Đầu 3’-OH của exon thứ nhất nối vào đầu 5’ của exon thứ
hai, đầu 3’ của intron nối với exon thứ hai bị cắt cho ra
intron tự do và hai exon một và hai nối nhau bằng cầu nội
cộng hoá trị

45. Đặc tính chung của các intron

46. Cơ chế cắt nối
Animation

47. Conclusions: We have designed a new set of 224 nuclear introns
with optimal features for the phylogeny of closely related
mammalian species. A large proportion of the introns tested
experimentally showed a perfect amplification and enough
variability in most species, indicating that this marker set can be
very helpful in multilocus phylogenetics of mammals. Due to the
lower variability and stronger stochasticity of nuclear markers
with respect to mitochondrial genes, studies should be designed
to make use of several markers like the ones designed here.

48. Tổng hợp tRNA
-­‐ tRNA chiếm 15% trọng lượng RNA của tế bào
- Có khoảng 30 chủng loại tRNA
- Có nhiều gen nằm trên các phân tử DNA chỉ đạo tổng hợp
tRNA
- Tổng hợp tRNA xảy ra trong nhân và được RNA polymeraz III
xúc tác cho ra tiền tRNA dài hơn tRNA hoàn chỉnh
- Enzym (chưa được phân lập) cắt bỏ các intron trong tiền tRNA
và enzym ligaz nối các exon cho ra tRNA hoàn chỉnh
- Các tRNA hoàn chỉnh được vận chuyển ra cytosol

49. Chế biến tRNA

50. Tổng hợp rRNA
(1).Tổng hợp 18S, 28S và 5,8 S rARN
- rRNA chiếm khoảng 80% tổng trọng lượng RNA của tế bào
- rRNA được tổng hợp ở vùng nhân nhỏ do RNA polymeraz I cho ra tiền
rRNA
- Có những bằng chứng cho thấy các tiền rRNA kết với nhiều chủng loại
protein, kể cả phần lớn các protein tìm thấy trong các bán đơn vị cấu tạo
của ribô thể.
-Tiền rRNA luôn luôn được cắt cho ra ba loại rRNA (18S, 28S, và 5,8 S
rRNA).
- Các 18S, 28S và 5,8 S rRNA được vận chuyển ra cytosol nhưng cơ chế vận
chuyển chưa được làm rõ

51. Mô hình tổng hợp rARN ở động vật có vú

52. Chế biến rRNA ở tế bào chân hạch
Nelson
&
Cox,
2005,
p.
1016

53. Tổng hợp rRNA
(2).Tổng hợp 5 S rRNA
- Gen chỉ đạo tổng hợp 5S rRNA phân tán trên nhiều nhiễm sắc thể
- 5S rRNA được tổng hợp ngoài vùng nhân nhỏ và do RNA polymeraz III
xúc tác và không đồng thời với sự tổng hợp các tiền rRNA của 18S, 28S
và 5,8S rRNA
- Phân tử 5S rRNA không bị cắt xén sau khi tổng hợp
- Polymeraz III cần sự hỗ trợ của protein gọi là yếu tố chuyển mã.
- Yếu tố chuyển mã bám vào DNA ở điểm phía sau khởi điểm tổng hợp 5S
rRNA một đoạn 47 cặp nucleotid

54. Tổng hợp RNA-
1.Các enzym tham gia
1. Tế bào sơ hạch: Chỉ có một loại RNA polymeraz (gồm hai sợi α, một sợi β,
một sợi β’ và một sợi sigma-σ) xúc tác tổng hợp ba loại m RNA, r RNA và
t RNA.
2.Tế bào chân hạch: Ba loại khác nhau:
-Polymeraz I: Trong vùng nhân nhỏ xúc tác tổng hợp các phân tử RNA to
của ribô thể
-Polymeraz II: Trong nhân chất, xúc tác tổng hợp tiền m RNA
-Polymeraz III: Trong nhân chất, xúc tác tổng hợp tARN và các phân tử r
RNA nhỏ (5 S r RNA)

55. 55
Sự cắt nối có lựa chọn
Sự cắt nối có lựa chọn có thể chế biến thành một vài mRNA từ một kiểu
phiên mã ban đầu. Đây là một hình thức của sự điều hòa biểu hiện của
gen

56. 56
Example:
tropomyosin:
many
mRNAs
Possible!
Sự cắt nối có lựa chọn

58. TỔNG
HỢP
PROTEIN
(Dịch mã – Translation - protein synthesis)

59. TỔNG
HỢP
PROTEIN
(Dịch mã)
1. Quá trình sinh tổng hợp
protein diễn ra ở đâu?
2. Các nhân tố chính tham gia
vào quá trình này.

60. Quá trình sinh tổng hợp protein
http://www.proteinsynthesis.org/wp-content/uploads/2014/10/process-of-protein-synthesis.jpg

61. I.
Các
điều
kiện
1. Các thành phần tham gia
-­ Các phân tử ADN
và ARN
(mARN,tARN,rARN)
-­‐ Các đơn vị cấu tạo acit amin
-­‐ Các enzym
và các protein
khác
-­‐ Các ri-­‐bô thể
-­‐ Năng lượng

62. I.
Các nhân tố chính tham gia vào quá trình Sinh tổng hợp
protein
1. Các phương tiện
-­‐ Các phân tử DNA và RNA (m-­‐ t
–r RNA)
+
mARN /
messenger
RNA:
RNA thông tin
+ tRNA /
transfer
RNA :
RNA vận chuyển
+ rRNA / ribosomal
RNA :
RNA ri-­bô-­thể

64. Cấu trúc chung của một mARN
-­‐ Là mạch khuôn cho quá trình
sinh tổng hợp protein
-­‐ 1
codon: gồm 3 nu liên tiếp
trên sợi mARN mã hoá cho
1 amino acid
-­ 20 amino acid được mã
hóa từ 64 codon
>>> 1 Amino acid có thể có
nhiều hơn 1 codon mã hoá

65. codon
khởi
đầu

66. Cấu trúc và chức năng chung của một tRNA
-­ Vận chuyển amino
acid
-­‐ Có anti-­codon là trình
tự 3 nucleotide bổ
sung với 1 codon trên
mạch mRNA
-­ Có chiều dài 73-­93
nucleotide

67. Tất
cả
tARN
gắn
lên
mARN
tại
codon
trên
mARN
thông
qua
anticodon
trên
tARN
Phần lớn các tRNA có cấu trúc cấp 2
phổ biến như hình vẽ

68. Tất cả tARN gắn với a.a.
bằng cầu nối este giữa
gốc carboxyl của a.a. và
carbon 2’ hay 3’ của
adenin cuối ở đầu 3’
của tARN
Lưu ý: Trong tế bào có 02 kiều gắn
a.amin vào tRNA, kiểu 1: a.amin gắn
lên tRNA tại 2’OH của adenin và kiểu
2: a.amin gắn lên tRNA tại 3’OH của
adenin. Cả hai kiểu đều không ảnh
hưởng đến hiệu quả dịch mã

69. A U G A A G C A U G A C
Anticodons
BÀI TẬP 1:
A B C D
C U G U U C
G U A U A C

70. A U G A A G C A U G A C
A B C D
C U G U U C
G U A
U A C

71. A U G A A G C A U G A C
A D
C D
C U G
U U C
G U A
U A C

72. 72
Các qui luật gì xãy ra trong sự bắt cặp
của Codon-Anticodon?
Các anticodon
trên tARN chỉ gắn lên codon
tương ứng,
như vậy thứ tự codon
trên mARN xác
định thứ tự a.a.
trên protein
được tổng hợp

73. In
molecular
biology,
a
wobble
base
pair is
a
non-­‐Watson-­‐Crick
base
pairing
between
two
nucleotides
in
RNA
molecules.
The
four
main
wobble
base
pairs
are
Guanine-­‐Uracil,
Inosine-­‐Uracil,
Inosine-­‐
Adenine,
and
Inosine-­‐Citosine (G-­‐U,
I-­‐U,
I-­‐A
and
I-­‐C).
Giả
thuyết
“wobble”

74. 74
Codon-­‐anticodon:
wobble
Mỗi
tARN
chỉ
gắn
với
một
loại
a.a.;
một
a.a.
có
thể
gắn
với
một
hay
nhiều
loại
tARN

75. 75
• Inosine =
là một baz bị
biến đổi trong anticodon.
Codon-anticodon: wobble

76. GCU
GCC
GCA
GCG
Alanin
Inosine is a
nucleoside that is
formed when
hypoxanthine is
attached to a
ribose ring via a β-­‐
N9-­‐ glycosidic bond
Inosine
có
thể
bắt
cặp
với
U,
C
hay
A
“Wobble”

77. Khả năng bắt cặp với baz tại vị trí thứ ba của Codon
Baz trên Anticodon Baz nhận biết trên Codon
U A, G
C G
A U
G U, C
I U, C, A

78. Ribosomal RNA - rRNA
-­ Mạch đơn có từ 100-­ 300 nucleotide.
-­ Liên kết với protein tạo thành Ri-­bô-­thể

79. Ribosomal RNA - rRNA
-­ Cấu tạo Ri-­bô-­thể được cấu tạo bởi hai bán đơn vị: bán đơn vị lớn và bán
đơn vị nhỏ
-­ rRNA (40%) + Protein (60%)
-­ Trên Ri-­bô-­thể có hai vị trí cho tRNA gắn vào: vị trí P và A
Small
subunit
P
Site
A
Site
Large
subunit
mRNA
A U G C U A C U U C G

80. -­‐ aminoacyl
site
(A
site),
-­‐ peptidyl
site
(P
site).
-­‐ exit
site
(E
site)
contains
empty
tRNAs
on
their
Tất
cả
các
loại
tARN
gắn
lên
một
vùng
chung
trên
ribô
thể

81. Ribosome structure
Prokary Eukaryote

82. Các
điều
kiện
2
.
Nguyên tắc tổng hợp
-­‐ Protein
được tổng hợp từ 20
loại acit amin
-­‐ Mỗi lần chỉ một acit amin gắn vào sợi polypeptit đang
được tổng hợp
-­‐ Polypeptit được tổng hợp bắt đầu từ điểm khởi đầu và
chấm dứt tại điểm chấm dứt nhất định trên mARN
-­‐ Tổng hợp polypeptit khởi đầu ở đầu amin và chấm dứt
ở đầu carboxyl
-­‐ Sợi polypeptit sau khi được tổng hợp biến đổi hình dạng
tạo kiến trúc ba chiều đặc sắc cho từng chủng loại

83. Tổng
hợp
protein
Địa
điểm
tổng
hợp:
-­‐ Trong
cytosol
(tế
bào
chân
hạch
và
sơ
hạch)
-­‐ Trên
mặt
ngoài
của
màng
(vùng
sần)
của
mạng
nội
chất,
mặt
ngoài
của
màng
ngoài
vỏ
nhân
(tế
bào
chân
hạch)
-­‐ Trong
cơ
chất
của
các
chất
như
ty
thể,
lục
lạp

84. Tổng
hợp
protein
Cơ
chế
tổng
hợp
Phản
ứng
tổng
hợp
dùng
mARN
làm
“khuôn”;
khởi
đầu
từ
đầu
5’
của
mARN

85. Tổng
hợp
protein
Thành lập chất trung gian acit amin-­‐tARN
a.a.
+
ATP
aminocyl-­‐tARN ligaz a.a.-­‐AMP
+
PPi
a.a.-­‐AMP
+
tARN ligaz a.a.-­‐tARN +
AMP

86. Acid
amin
gắn
lên
tRNA
tại
3’OH
của
adenin
Acid
amin gắn lên tRNA tại 2’OH
của adenin

87. Acit amin âæåüc kêch taïc træåïc khi gàõn lãn tARN

88. Hoạt
điểm
A:
kích
tác
a.a.
và
chuyển
đến
tARN
tương
ứng
Hoạt
điểm
H:
tách
aa.
Ra
khỏi
tARN
Ligaz
có
hai
hoạt
điểm
A
và
H
valine and
threonine are
of
roughly
the
same
shape
and
volume.
It
is
difficult
even
in
a
high
resolution
structure
of
a
protein
to
distinguish
valine
from
threonine
valine
threonine
Mỗi
a.a.
có
một
ligaz
riêng

89. Cơ chế tổng hợp
1. Tổng hợp protein
liên quan đến 3
giai đoạn:
khởi đầu,
kéo dài
và kết thúc.
2. Khởi đầu liên quan đến sự gắn của mRNA
và aminoacyl-­‐tRNA
khởi đầu vào bán đơn vị nhỏ,
sau đó gắn vào bán đơn vị lớn
3. Kéo dài:
Là tiến trình diễn tả về sự chuyển động của ri bô thể
dọc theo phân tử mRNA
và sự tổng hợp của tất cả các câu nối
peptide
4. Sự kết thúc xãy ra khi gặp trình tự "stop
codon"

90. In theory any mRNA can be translated in any of three different "reading frames" depending on
the nucleotide sequence at which translation starts. Thus 3 different amino acid sequences can
be obtained from a single mRNA

91. However
in
both
eucaryotic
and
procaryotic
cells
the
correct
reading
frame
is
set
by
several
initiation
factors
and
by
the
fact
that
the
start
codon
for
protein
synthesis
is
always
AUG,
which
codes
for
methionine.
Therefore
in
all
proteins,
at
least
as
they
are
synthesized
on
the
ribosome,
their
first
amino
acid
is
always
methionine

92. Figure 30.17
Various Shine-­Dalgarno sequences recognized by E. coli ribosomes. These sequences lie
about 10 nucleotides upstream from their respective AUG initiation codon and are
complementary to the UCCU core sequence element of E. coli 16S rRNA. G:U as well as
canonical G:C and A:U base pairs are involved here.
Trình
tự
Shine-­‐Dalgarno

93. Vùng bắt cặp giữa đầu 3’ của 16S rARN và vùng khởi đầu trên mARN
Trình
tự
Shine-­‐Dalgarno

94. Nhờ sự hổ trợ của protein IF-­‐3 và
thông qua 16S rARN, bán đơn vị nhỏ
30S bám vào đầu 5’ của mARN, cách
codon khởi đầu khoảng10 nucleotid
Phức hợp “khởi đầu” formyl-­‐
methionin-­‐tARN (Fmet-­‐ tARNFMet) liên
kết với “yếu tố khởi đầu IF-­‐2” và GTP
cho ra phức hợp Fmet-­‐tARNFMet-­‐IF-­‐
2-­‐GTP
Phức hợp Fmet-­‐tARNFMet-­‐IF-­‐2-­‐GTP
kết với phức hợp 30S-­‐IF-­‐3-­‐mARN
trong đó anticodon trên tARN nối với
codon AUG trên mARN
Với sự hổ trợ của IF-­‐1, bán đơn vị to
50S gắn lên phức hợp 30S-­‐IF-­‐3-­‐
mARN-­‐Fmet-­‐tARNFMet-­‐IF-­‐2-­‐GTP tại vị
trí P trên mARN
GTP bị thuỷ phân và các IF-­‐1,IF-­‐3, IF-­‐
2-­‐GDP và Pi bị loại ra khỏi ribô thể

95. Với
sự
hổ
trợ
của
protein
F-­‐1,
bán
đơn
vị
to
50S
gắn
lên
phức
hợp
30S-­‐IF-­‐3-­‐mARN-­‐Fmet-­‐
tARNFMet-­‐IF-­‐2-­‐GTP
tại
vị
trí P trên
mARN

96. 2
.
Cơ chế tổng hợp
-­‐ Khởi dầu
*
Tương tác giữa mARN và ribô thể ở
E.coli
-­‐ Nhờ sự hổ trợ của protein
IF-­‐3
và thông qua
16S
rARN,
bán đơn vị
nhỏ 30S
bám vào đầu 5’
của mARN,
cách codon
khởi đầu khoảng
10
nucleotid
-­‐ Phức hợp“khởiđầu”
formyl-­‐methionin-­‐tARN(Fmet-­‐ tARNFMet)
liên
kết với “yếu tố khởi đầu IF-­‐2”
và GTP
cho ra phức hợp Fmet-­‐
tARNFMet-­‐IF-­‐2-­‐GTP
-­‐ Phức hợp Fmet-­‐tARNFMet-­‐IF-­‐2-­‐GTP
kết với phức hợp 30S-­‐IF-­‐3-­‐
mARN
trong đó anticodon
trên tARN nối với codon
AUG
trên mARN
-­‐ Với sự hổ trợ của protein
F-­‐1,
bán đơn vị to
50S
gắn lên phức hợp
30S-­‐IF-­‐3-­‐mARN-­‐Fmet-­‐tARNFMet-­‐IF-­‐2-­‐GTP
tại vị trí P
trên mARN
-­‐ GTP
bị thuỷ phân và các IF-­‐1,IF-­‐3,
IF-­‐2-­‐GDP
và Pi
bị loại ra khỏi ribô
thể

97. Figure 30.15
The structure of E. coli N-­
formyl-­methionyl-­
tRNAi
fMet. The features
distinguishing it from
noninitiator tRNAs are
highlighted.
Formyl
Một
methionin
bình
thường

98. Kéo
dài:
Tổng
hợp
sợi
polypeptit(
E.coli)
Cơ chế tổng hợp

99. Sự
tham
gia
của
phức
hợp
EF-­‐Tu
vào
tiến
trình
tổng
hợp
protein
* Chất trung gian liên kết
với“yếu tố thành lập sợi
dài ” EF-Tu và GTP cho
ra phức hợp a.a.-tARN-
EF-Tu-GTP. Phức hợp
này bám vào mARN ở vị
trí A.
* Sự bắt cặp này gây ra sự
thuỷ giải GTP bởi yếu tố
thành lập sợi dài và phức
EF-Tu:GDP tách ra.
* EF-Ts là một nhân tố trao
đổi nucleotid G (guanine
exchange factor GEF) và
nó phục hồi trở lại thành
EF-Tu bỏi sự trao đổi
GTP cho GDP

100. Chi tiết tiến trình tổng hợp protein
- Peptidyl transferaz chuyển formyl
methionin ở Fmet-tARNFMet ở vị trí P
đến a.a.-tARN đang bám vào mARN ở A;
đầu carboxyl của Fmet-tARNFMet thÀnh
lập cầu nối peptit với gốc amin trên a.a.-
tARN cho ra Fmet-a.a.-tARN ở vị trí A
- Protein EF-G kết với GTP cho ra EF-G-
GTP bám vào ribô thể và di chuyển Fmet-a.a.-
tARN từ vị trí A đến vị trí P và tARNFMet từ
P ra E để sau đó tách ra khỏiribô thể
- mARN di chuyển codon thứ ba đến vị trí
A trên ribô thể và sẳn sàng nhận a.a.-tARN
khác
- GTP trong EF-G-GTP bị thuỷ phân
phóng thích EF-G va ìGDP

101. Tổng
hợp
protein
Kết thúc tổng hợp polypeptit
-­‐ phản ứng tổng hợp tiến hành cho đến khi ribo thể mang peptidyl-­‐
tARN di
chuyển đến condon kết thúc (UAG,UAA
hay
UGA)
ở đầu 3’
trên mARN
-­‐ Các protein”chấm dứt”
RF1 và RF2 (ở E.coli)
có lẽ bám vào ribô thể và
kích tác peptidyl transferaz thuỷ phân cầu nối của peptidyl-­‐tARN và
phóng thích polypeptit và tARN ra cytosol
Sự tuần hoàn của ribô thể
Sau khi ra cytosol,
các bán đơn vị của ribô thể tách nhau ra để sau đó
ráp lại trên mARN.
Bán đơn vị nhỏ 30S
được cho là kết với IF-­‐3
để
được bền

102. Mô
hình
chấm
dứt
tổng
hợp
polypepetit
Animation

103. Tổng
hợp
protein
ở
tế
bào
chân
hạch
?

104. *
mRNA
ở
tế bào chân hạch có gắn mũ 5'-­‐
methyl-­‐GTP
và đuôi poly
A
1. Sử khởi đầu của tổng hợp protein
ở
tế bào
chân hạch có sự tham gia của hơn 12
nhân
tố khởi đầu
2. Codon
đầu tiên là Met
tRNAi
Met (không bị
formyl hóa),
AUG
nào nằm gần đầu 5’
nhất
chính là codon
khởi đầu
Tổng
hợp
Protein
ở
tế
bào
chân
hạch
như
thế
nào?

105. Formation
of
circular
eukaryotic mRNA
by
protein-­‐
protein
interactions
of
eIF4E and
eIF4G (binding
to
the
m7G
cap),
poly(A)-­‐binding
protein
I
(PABI)
Force-­‐field
electron
micrograph

106. Figure
30.26:
Đặc điểm cấutrúc của các mRNA
ở tế bào chân hạch.
Các vùng không dịch mã chứa khoảng 40
tới 150
nucleotide
nằm tại hai đầu 5'-­‐ và 3‘
của
mRNA
hoàn chỉnh (đã cắt bỏ các intron).
Một codon
không thay đổi AUG
khởi đầu dịch mã
nằm gần đầu 5‘
nhất sẽ là vị trí báo hiệu cho sự dịch mã

107. Có 3 giai đọan
trong khởi đầu
- Giai đoạn 1 bắt đầu là sự hình
thành phức eIF-2, GTP và Met-
tRNAiMet . Phúc này nối với bán
đơn vị 40S, eIF-1A & elF-3:
phức tiền khởi đầu 43S
- Giai đoạn hai: mRNA cùng với
một vài nhân tố khác hình thành
một phức (có yêu cầu ATP!) và
phức tiền khởi đầu 43S bám vào
m RNA đề rà tìm codon AUG
đầu tiên
- Giai đoạn ba: bán đơn vị 60S cùng
với một vài nhân tố khác hình
thành một phức và sau đó bám
vào 40S

108. Figure 30.28
Initiation factor eIF-­4G serves as a multipurpose adapter to engage the 7methyl-­G
cap:eIF-­4E complex, the Pab1p:poly(A) tract, and the 40S ribosomal subunit in
eukaryotic translation initiation. (Adapted from Hentze, M. W., 1997. eIF4G: A multipurpose
ribosome adapter? Science 275:500-­501.)

109. Nhiãöu såüi polypeptit âæåüc täøng håüp cuìng luïc

110. Một số khác biệt mARN-­‐
tế bào chân hạch &
tế bào sơ hạch
mRNA-­‐Một số khác biệt
-­‐Tiền mARN bị cắt/ráp ở tế bào chân hạch;
ở tế bào sơ hạch thì không
-­‐Ở tế bào chân hạch:
chỉ chỉ đạo tổng hợp một loại protein;
ở sơ hạch:
chỉ đạo tổng hợp nhiều loại protein
dọc theo chiều dài
-­‐Ở chân hạch:
chỉ hoạt động khi ra ngoài nhân;
ở sơ hạch:
chỉ đạo tổng hợp protein
trong lúc
được tổng hợp trong cytosol
-­‐Ở chân hạch:
có mũ ở đầu 5’
và đuôi polyA ở đuôi 3’,
ở sơ hạch:
không có cả hai

111. 111
Inhibitors of translation
• Many
antibiotics specifically
inhibit
prokaryotic
translation
(or
are
specifically
taken
up
by
prokaryotes)
eg.
streptomycine binds
30S
subunit.
• Diphteria toxin
(Corynebacterium diphteriae)
inactivates
eukaryotic
translocation
factor
eEF2
irreversibly.

112. Inhibitors
of
Protein
Synthesis
Two
important
purposes
to
biochemists
1. These
inhibitors
(Figure
30.30)
have
helped
unravel
the
mechanism
of
protein
synthesis
2. Those
that
affect
prokaryotic
but
not
eukaryotic
protein
synthesis
are
effective
antibiotics
3. Streptomycin
-­‐ an
aminoglycoside
antibiotic
-­‐ induces
mRNA
misreading.
Resulting
mutant
proteins
slow
the
rate
of
bacterial
growth
4. Puromycin -­‐ binds
at
the
A
site
of
both
prokaryotic
and
eukaryotic
ribosomes,
accepting
the
peptide
chain
from
the
P
site,
and
terminating
protein
synthesis