Phiên mã ở sinh vật nhân sơ docx

Phiên mã ở sinh vật
nhân sơ

Các loại ARN đều được tổng hợp trên mạch khuôn ADN, trừ ARN là vật chất
di truyền của một số virut. Quá trình tổng hợp các loại ARN đều diễn ra tại
NST ở dạng sợi xoắn. Do những khác biệt về cấu trúc, vị trí của gen và hệ
enzim nên sự phiên mã ở tế bào nhân sơ và nhân thực có những sai khác nhất
định.
Quá trình phiên mã được phân thành 3 giai đoạn: khởi động, kéo dài và kết
thúc.
1. Giai đoạn khởi động:
Enzim ARN pôlimêraza nhận biết promoter nhờ nhân tố σ. Sự nhận biết của
nhân tố này dựa vào đặc điểm cấu trúc của promoter gồm 2 trình tự, trong đó
một trình tự cách điểm khởi đầu tổng hợp ARN 10 cặp bazơ (trình tự -10 hay
hộp Pribnow) còn trình tự kia cách 35 cặp bazơ (trình tự -35).
Trước tiên ARN polimeraza gắn vào promoter một cách lỏng lẻo vào trình tự
-35 thành phức hợp "đóng" rồi sau chuyển thành "mở". Trong thời điểm này,
từ trình tự -10 được tháo xoắn và một sợi đơn được tách ra làm khuôn tổng
hợp ARN.

2. Giai đoạn kéo dài
Enzim di động trên mạch khuôn theo chiều 3' -> 5' và sợi ARN (poliribo) kéo
dài theo chiều 5' -> 3'. Tốc độ phiên mã khoảng 20 - 50nu/giây. Một khi đoạn
ADN được phiên mã và enzim tiếp tục di chuyển về phía trước thì đoạn ADN
phía sau enzim sẽ xoắn trở lại do liên kết hiđrô lại được hình thành.
Mỗi nuclêôtit trên mạch khuôn kết hợp với một nuclêôtit trong môi trường
nội bào theo nguyên tắc bổ sung (A - U, T - A, G - X, X - G). Năng lượng
cần cho quá trình phiên mã được cung cấp bởi nuclêôtit triphotphat (ATP,
UTP, XTP, GTP). Chúng vừa là nguông năng lượng vừa là nguồn đơn vị cấu
trúc và thông tin cho tổng hợp mARN.
Tốc độ phiên mã khoảng 20 - 50 nuclêôtit / giây với tần số sai sót là 10

-4
.
Mặc dù tần số này tương đối cao so với tái bản ADN nhưng có thể chấp nhận
được vì:
- Phần lớn các gen được phiên mã lặp lại nhiều lần, do đó xác suất
xuất hiện của một lỗi nào đó là rất nhỏ.
- Số lượng mã di truyền dư thừa cho phép xảy ra một số lỗi (tính
thoái hóa của mã di truyền).
- Thường sự thay thế axit amin trong chuỗi polipeptit không phải
bao giờ cũng làm thay đổi hoạt tính sinh học của prôtêin.
3. Giai đoạn kết thúc
Khi ARN polimeraza dịch chuyển gặp dấu hiệu hay trình tự "kết thúc" có cấu
trúc kẹp tóc thì ngừng lại và nhả mạch khuôn ra, đồng thời mạch mARN
được tổng hợp xong và tách rời enzim.
Cần lưu ý rằng, đối với tARN và rARN cũng được tổng hợp theo cơ chế trên,
nhưng sau khi sợi polinuclêotit được tổng hợp thì nó tiếp tục hình thành cấu
trúc bậc cao hơn để tạo thành phân tử ARN hoàn chỉnh.
Như vậy, trình tự các loại đơn phân trên mạch ARN giống với trình tự các
loại đơn phân trên mạch khuôn nhưng theo nguyên tắc bổ sung, hay tương tự
như mạch đối diện của mạch khuôn, trong đó T được thay thế bằng U.
Quá trình tổng hợp ARN diễn ra theo nguyên tắc bổ sung, ngược chiều và
khuôn mẫu, nhờ đó trình tự các nuclêôtit trên mạch khuôn ADN quy định
trình tự các nuclêôtit trên mạch ARN.