2 phiên mã và dịch mã

Chủ đề 2: Phiên mã và dịch mã
1. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN

* ARN thông tin (mARN)
- Cấu trúc: Mạch đơn thẳng, đầu 5’ có trình tự nu đặc hiệu nằm gần côđôn mở đầu để ribôxôm nhận biết và
gắn vào.
- Chức năng: Dùng làm khuôn cho dịch mã.
* ARN vận chuyển (tARN)
- Cấu trúc: Mạch đơn, tự xoắn, có cấu trúc 3 thùy, đầu 3’ mang axit amin có 1 bộ ba đối mã đặc hiệu.
- Chức năng: Mang axit amin tới ribôxôm, tham gia dịch thông tin di truyền.
* ARN ribôxôm (rARN)
- Cấu trúc: Mạch đơn nhưng có nhiều vùng ribơxơm liên kết với nhau tạo thành vùng xoắc cục bộ.
- Chắc năng: Kết hợp với prôtêin cấu tạo ribôxôm.
2. Cơ chế phiên mã
1. Phiên mã (sao mã): Là q trình truyền thơng tin di truyền từ phân tử ADN mạch kép sang
phân tử ARN mạch đơn (tổng hợp ARN).
a. Nguyên tắc: khuôn mẫu, bổ sung.
b. Vị trí và thời điểm xảy ra: Trong nhân (SV nhân thực) hay vùng nhân (SV nhân sơ), trên
đoạn NST đang tháo xoắn, vào kì trung gian.
c. Thành phần tham gia: Đoạn ADN (gen) khuôn, ARN- pôlimeraza , ribơnu,...
Lưu ý: mỗi gen chỉ có một mạch có chiều 3’ 5’ được dùng làm khuôn (mạch mã gốc)
d. Diễn biến


Hình 3. Sơ đồ quá trình phiên mã
- Enzim ARN pơlimeraza bám vào vùng điều hịa làm gen tháo xoắn để lộ ra mạch mã gốc
(chiều 3’ 5’) và bắt đầu tổng hợp ARN tại vị trí đặc hiệu.
- ARN pôlimeraza trượt dọc theo mạch mã gốc trên gen (chiều 3’" 5’) để tổng hợp nên
ARN theo NTBS (Agốc - Umt; Tgốc – Amt; Ggốc – Xmt; Xgốc - Gmt).
- Khi enzim gặp tín hiệu kết thúc" dừng phiên mã " giải phóng enzim, tạo phân tử ARN có
chiều 5’- 3’

e. Kết quả:
- Từ 1 gen qua 1 lần phiên mã tạo 1 phân tử ARN.
- Gen có thể phiên mã liên tục nhiều lần tạo ra nhiều phân tử ARN cùng loại.
* Phiên mã ở sinh vật nhân thực về cơ bản giống với phiên mã ở sinh vật nhân sơ. Tuy nhiên
nó cũng có những khác biệt cơ bản:
- Ở tế bào nhân sơ, mARN sơ khai sau phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn để tổng
hợp prôtêin.
- Ở tế bào nhân thực, mARN sơ khai sau phiên mã phải được biến đổi thành mARN trưởng
thành sau đó mới tham gia tổng hợp prơtêin.
f. Ý nghĩa:
- Truyền thông tin di truyền từ gen cấu trúc → mARN
- Tạo ra các loại ARN tham gia vào dịch mã


CÔNG THỨC
- Xác định số lần phiên mã của gen
Số lần phiên mã của gen (k) bằng chính số phân tử mARN được tổng
hợp k = rN môi trường/ rN của 1 ARN
hoặc k = Số ribonu thuộc 1 loại của mơi trường/ Số ribonu thuộc loại đó trong 1 ARN
- Tổng số ribonucleotit cần được môi trường cung cấp cho phiên mã
rN môi trường = k. rN = k. N/2
- Số ribonucleotit mỗi loại môi trường cần cung cấp cho k lần phiên mã
rAmt = rA . k = T mạch khuôn .
k rUmt = rU . k = A mạch
khuôn . k rGmt = rG . k = X
mạch khuôn . k rXmt = rX. k = G
mạch khn . k
- Tính số liên kết hiđrơ bị phá hủy và được hình thành trong phiên mã
Tổng số liên kết hiđrơ hình thành = tổng số liên kết hiđrơ bị phá hủy = H. k
- Tổng số liên kết hóa trị giữa các ribonu trong các phân tử ARN được hình

thành sau phiên mã
= k (rN – 1) = k (N/2 - 1)
II. CƠ CHẾ DỊCH MÃ.
2. Dịch mã (giải mã): Là quá trình tổng hợp protein (chuỗi polipeptit)
a. Nguyên tắc: khuôn mẫu, bổ sung (giữa các codon trên mARN và anticodon trên tARN).
b. Vị trí và thời điểm xảy ra: Trong tế bào chất, khi ribôxôm tiếp xúc với mARN.
c. Thành phần tham gia: mARN, tARN, ribôxôm, axit amin, ATP, enzim, ...(rARN tham gia
gián tiếp)
d. Diễn biến: gồm 2 giai đoạn
* Hoạt hóa axit amin: Axit amin + ATP + tARN

enzimaa – tARN.

* Tổng hợp chuỗi pôlipeptit
- Tiểu đơn vị bé của ribôxôm (rbx) gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu.
- Bộ ba đối mã của phức hợp Met-tARN (UAX) gắn bổ sung với codon mở đầu (AUG)
trên mARN.
- Tiểu đơn vị lớn của rbx kết hợp với tiểu đơn vị bé tạo rbx hoàn chỉnh.
- Codon thứ 2 trên mARN gắn bổ sung với anticodon của phức hệ aa1-tARN
- Hình thành liên kết peptit giữa aa mở đầu với aa1.
- Rbx dịch sang đi một codon trên mARN theo chiều 5’→ 3’, tARN mở đầu rời khỏi
rbx....
- Quá trình dịch mã tiếp diễn cho đến khi rbx gặp codon kết thúc trên mARN thì dịch mã
dừng lại, 2 tiểu phần của rbx tách nhau ra. Một enzim đặc hiệu loại bỏ aa mở đầu và giải phóng
chuỗi pơlipeptit.
e. Ý nghĩa:
- Truyền thơng tin di truyền từ mARN → protein → quy định tính trạng ở cơ thể sinh
vật.
* Pôliribôxôm (pôlixôm): nhiều ribôxôm cùng lần lượt dịch mã trên 1 mARN, giúp
tăng hiệu suất tổng hợp protein.

* Mối liên hệ ADN – ARN - prơtêin

CƠNG THỨC
- Số aa môi trường cung cấp để tổng hợp 1 chuỗi pôlipeptit: aa =

N

 1 = rN/3 – 1
6

- Số aa trong phân tử protein hoàn chỉnh = rN/3 - 2
- Số liên kết peptit trong chuỗi pôlipeptit = số phân tử H2O được phóng thích
= số aa - 1
- Chiều dài chuỗi pôlipeptit = số aa . 3Å
- Khối lượng protein (chuỗi pôlipeptit) = 110đvc . aa

So sánh quá trình tự sao, phiên mã, dịch mã ở sinh vật nhân thực:
Nhân đơi ADN
Phiên mã
Dịch mã
Vị trí thực
hiện

Trong nhân, trên NST
đang tháo xoắn

Trong nhân, trên đoạn NST Trong tế bào chất
đang tháo xoắn

Thành phần
tham gia

- ADN, nu tự do.
- Có các hệ enzim
. ARN pôlimeraza

- Đoạn ADN mẹ (gen):
- Chỉ có hệ enzim ARN
pơlimeraza
- Ngun liệu: ribonu

. ADN pơlimeraza

- Riboxom
- mARN
- tARN
- Các enzim

Nguyên tắc

. Ligaza
Bổ sung, khuôn mẫu và
bán bảo tồn

Đặc điểm

- Cả 2 mạch của ADN - Chỉ 1 trong 2 đoạn mạch 1 mARN dịch mã bởi
mẹ đều được sử dụng ADN mẹ được sử dụng nhiều riboxom → nhiều

làm khuôn.
làm khuôn.
chuỗi pôlipeptit giống
nhau.

Kết quả

1 ADN
x2  2 Gen phiên mã 1 lần → Riboxom trượt trên
ADN con giống nhau và 1ARN có trình tự ribonu mARN 1 lần → 1 chuỗi
pơlipeptit.
hồn tồn giống ADN bổ sung với mạch khuôn
mẹ

Bổ sung, khuôn mẫu

- Nguyên liệu: aa
Bổ sung, khuôn mẫu


.