BÀI 4 các LOẠI ARN và sự PHIÊN mã

BÀI 4

SỰ PHIÊN MÃ VÀ SỰ TRƯỞNG THÀNH

CỦA mRNA
Ths. Nguyễn Huỳnh Bích Liễu
1


Mục tiêu
1. So sánh đặc điểm cấu tạo của RNA và DNA

2. Phân biệt sự phiên mã giữa prokaryote và eukaryote
3. Trình bày cơ chế sự phiên mã
4. Trình bày quá trình trưởng thành mRNA


3


I. Sự phiên mã
1. Cấu trúc hóa học RNA
Theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là ribonucleotide

Cấu tạo ribonucleotide
+ Đường ribose

+ Nhóm phosphate
+ Base purine (A, G) và pyrimidine (U, C)

Cấu trúc không gian RNA

- Sợi đơn
4


Các loại RNA

5


6


7


III. SỰ PHIÊN MÃ (TRANSCRIPTION)
- Tế bào tụy tạng của ĐV có xương sống có nhiều ARN
- Những thí nghiệm đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ →
ARN được tổng hợp trong nhân → vào tế bào chất

 ARN là chất liên lạc giữa ADN của nhân và ribosome ở
tế bào chất trong sự tổng hợp protein.

8


- ARN được phiên mã từ ADN nhờ phức hệ enzyme
ARN polymerase: di chuyển từ đầu 3’ đến đầu 5’ của

ADN khn (3’-5’) và tổng hợp một sợi có chiều ngược

lại (5’-3’) → sợi gồm các ribonucleotide.

- Cách thức phiên mã tương tự như sự sao chép, chỉ
có 1 mạch làm khuôn.

9


Phiên mã ở prokaryote
- RNA polymerase tổng hợp sợi ribonucleotide

- RNA polymerase bắt đầu phiên mã không cần mồi
- RNA polymerase vừa tháo xoắn, vừa tổng hợp
RNA polymerase cấu tạo 6 tiểu đơn vị: α, α, β, β’, ω tạo enzyme lõi liên
kết với tiểu đơn vị δ tạo thành holoenzyme nhận biết promoter



Vùng khởi động (promoter)

GTA

12


a. Khởi đầu
- Promoter
- ARN polymerase nhận ra vùng khởi động (promoter) trên ADN bởi
yếu tố δ. Holoenzyme gắn vào promoter tại -35 và -10 → làm tháo xoắn
DNA, cắt đứt liên kết hydro giữa 2 mạch và làm căng mạch. Lúc này 2

mạch ADN tách ra và chỉ 1 mạch làm khn (3’ – 5’)

- ARN polymerase tìm tín hiệu mở đầu, thường là GTA. Sự phiên mã
bắt đầu từ GTA. Yếu tố δ giải phóng.

13


14


b. Kéo dài (tổng hợp)
- Sự tổng hợp ARN không cần đoạn mồi. ARN polymerase xúc

tác tổng hợp gắn từng ribonucleotide vào mạch khuôn. Khi enzyme
này dịch chuyển đến 1 vị trí khác trên ADN thì vị trí trước trên ADN

lập tức đóng xoắn lại, cứ thế sợi ARN dài ra.

15


Bóng phiên mã


Sự phiên mã diễn ra trong vùng khoảng 18 nu của DNA tháo xoắn. Đoạn
lai RNA-DNA 8-9 bp.
Khi RNA polymerase di chuyển bóng cũng di chuyển theo.
RNA polymerase di chuyển dọc theo DNA khuôn làm tháo xoắn chuỗi
xoắn kép ở phía trước của bóng và DNA đóng xoắn ở sau bóng

Kết thúc phụ thuộc vào rho


Kết thúc phụ thuộc vào rho
- Rut (rho utilization): 40 -60 nucleotide giàu C
- Rho: protein (6 tiểu đơn vị giống nhau liên kết với RNA tại rut và vùng có
hoạt tính ATPase.
- Rho sử dụng năng lượng từ sự thủy phân ATP để di chuyển dọc trên RNA
(5’-3’)
Hay đuổi theo RNA polymerase. Rho tách mạch ở đoạn lai RNA-DNA, giải
phóng RNA.


Kết thúc phiên mã không phụ thuộc Rho
- Sự tổng hợp mARN liên tục đến khi polymerase gặp tín
hiệu kết thúc:
+ trình tự tự bổ sung ở đi mARN: các base bắt
cặp và liên kết → một vịng hình kẹp tóc (hairpin loop)
+ vùng từ 4 đến 8 Adenin trên DNA khn.
- Có 2 việc xảy ra làm ngừng sự tổng hợp ARN:

+ Vịng kẹp tóc kéo ARN ra khỏi ADN
+ Do sự liên kết yếu giữa các A của ADN và các U

của ARNm không đủ sức để giữ ARNm trên ADN khuôn.
→ ARNm và enzyme polymerase tách rời khỏi DNA.
20

AAAA

DNA khuôn

21


Phiên mã ở eukaryote

RNA polymerase: I, II, III
Thực vật IV và V
Yếu tố phiên mã chung: GTF (general transcription factor)


Khởi sự phiên mã
Promoter
Nhận diện bởi RNA polymerase II: promoter lõi và promoter điều hòa
- Promoter lõi: upstream của gen 5’-TATAAA-3’ nằm ở vùng -25 đến 30 bp upstream của vị trí khởi đầu.
- Promoter điều hịa: upstream promoter lõi điều hịa mức độ phiên
mã của gen.

Bảng tóm tắt yếu tố phiên mã


Promoter điều hịa

Promoter lõi
Khởi đầu phiên
mã

Vùng khơng dịch
mã ở đầu 5’

Vùng không dịch
mã ở đầu 3’


TBP: Nhận diện hộp TATA
TFIID: tương tác với yếu tố điều hịa
TFIIB: Lk TBP, chọn vị trí khởi đầu và lôi kéo RNA polymerase II
TFIIA: ổn định lk TBP và TFIIB
TFIIF: Lk polymerase II và TFIIB
TFIIE: Lôi kéo TFIIH
TFIIH: Tháo xoắn promoter và phosphoryl hóa CTD