Tiểu luận môn Sinh Học Phân Tử HỌC THUYẾT TRUNG TÂM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ
KHOA SINH HỌC
∗∗∗
ĐINH THỊ NHƯ THỦY
MÃ SỐ: C13003254
HỌC THUYẾT TRUNG TÂM
(Tiểu luận môn Sinh Học Phân Tử)
Người hướng dẫn:
PGS. TS. Nguyễn Bá Lộc
Huế, 01.2014
2
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
PHẦN I: MỞ ĐẦU 2
PHẦN II: NỘI DUNG 4
1. Khái niệm: 6
2. Các vấn đề liên quan: 6
2.1. Tái bản ADN: 6
2.1.1. Các hình thức tổng hợp ADN: 6
2.1.1.1. Tổng hợp bảo thủ: 6
2.1.1.2. Tổng hợp bán bảo thủ: 6
2.1.1.3. Tổng hợp gián đoạn: 6
2.1.2. Các yếu tố tham gia tái bản: 7
2.1.2.1. ADN khuôn: 7
2.1.2.2. Nguyên liệu: các nu thường 7
2.1.2.3. Hệ enzim tái bản: 8
2.1.2.3.1. DNA polymerase : 8
2.1.2.3.2. Các topoisomer và DNA topoisomerase : 8
2.1.2.3.3. Helicase và protein SSB: 9
2.1.2.3.4. DNA ligase: 10
2.1.3. Cơ chế tái bản: 11

2.1.3.1. Giai đoạn mở đầu: 12
2.1.3.2. Giai đoạn kéo dài: 12
2.1.3.3. Giai đoạn kết thúc:
`
13
2.2. Phiên mã (sao mã): 14
2
3
2.2.1. Các yếu tố tham gia: 14
2.2.1.1. Khuôn: 14
2.2.1.2. Nguyên liệu: 14
2.2.1.3. Enzim: 14
2.2.1.4. Các yếu tố khác: 15
2.2.2. Cơ chế: 15
2.2.2.1. Phiên mã ở Prokaryote: 15
2.2.2.1.1. Giai đoạn mở đầu: 15
2.2.2.1.2. Giai đoạn kéo dài: 15
2.2.2.1.3. Giai đoạn kết thúc: 16
2.2.2.2. Phiên mã ở Eukaryote: 17
2.2.2.2.1. ARN polymerase: 17
2.2.2.2.2. Các vùng điều hòa phiên mã: 17
2.2.2.2.3. Sự phiên mã của gen cấu trúc và hoàn thiện các bản sao ARNm: 17
2.3. Dịch mã (giải mã): 18
2.3.1. Hoạt hóa amino acid: 18
2.3.2. Cơ chế dịch mã: 18
2.3.2.1. Giai đoạn mở đầu: 18
2.3.2.2. Giai đoạn kéo dài: 19
2.3.2.3. Giai đoạn kết thúc: 19
2.2.3. Hoàn thiện phân tử protein: 20
3. Các ngoại lệ của thuyết trung tâm: 21

3.1. Phiên mã ngược: 21
3
4
3.2. Nhân đôi ARN: 21
3.3. Dịch mã trực tiếp từ ADN sang protein: 22
3.4. Sự nhân lên của protein: 22
PHẦN III: KẾT LUẬN 23
TÀI LIỆU THAM KHẢO 24
4
5
PHẦN I: MỞ ĐẦU
Tổng hợp protein có các đặc điểm sau:
- Các phân tử thông tin như nucleid acidvà protein được tổng hợp theo khuôn. Tổng
hợp theo khuôn vừa chính xác vừa ít tốn enzim. Tuy nhiên căn cứ vào hang loạt tính chất
hóa học các protein không thể làm khuôn mẫu cho sự tổng hợp của chính chúng.
Vì vây khuôn mẫu để tổng hợp nên protein không phải là protein.
- Sinh tổng hợp protein tách rời về không gian với chỗ chứa AND. Nhiều nghiên cứu
cho tổng hợp protein có thể xảy ra khi không có mặt DNA. Sự kiện này thể hiện rõ ràng
nhất ở những tế bào eukaryote. Trong những tế bào này, hầu như toàn bộ DNA tập
trung ở nhiễm sắc thể trong nhân, còn tổng hợp protein chủ yếu diễn ra ở tế bào chất.
Tảo xanh đơn bào Acetabularia khi bị cắt mất phần chứa nhân vẫn tổng hợp được protein
và sống vài tháng nhưng mất khả năng sinh sản. Rõ ràng, nơi chứa DNA mang thông tin
di truyền và chỗ sinh tổng hợp protein tách rời nhau về không gian.
- DNA không phải là khuôn mẫu trực tiếp để tổng hợp protein, do đó phải có chất
trung gian chuyển thông tin từ DNA ra tế bào chất và làm khuôn để tổng hợp
protein. Chất đó phải có cả trong nhân và tế bào chất với số lượng phụ thuộc vào mức độ
tổng hợp protein.
- Chất trung gian đó được xem chính là RNA nhờ các đặc điểm sau:
+ RNA được tổng hợp ngay ở trong nhân có chứa DNA, sau đó nó đi vào tế bào
chất cho tổng hợp protein.

+ Những tế bào giàu RNA tổng hợp protein nhiều hơn.
+ Về phương diện hóa học RNA gần giống DNA: chuỗi polyribo-nucleotide
thẳng cũng chứa 4 loại ribonucleotide A, G, C và uracil (U). Nó có thể nhận được thông tin
từ DNA qua bắt cặp bổ sung.
Nói chung, trong tế bào không thể tìm thấy chất nào khác ngoài RNA có thể đóng vai
trò trung gian cho tổng hợp protein. Mối quan hệ này chính là thông tin di truyền đi từ
DNA qua RNA rồi đến protein và được biểu diễn ở hình 1. Mối quan hệ này còn được gọi
5
6
là lý thuyết trung tâm (central dogma), được Crick đưa ra từ 1956 đến nay về căn bản vẫn
đúng.
Vào những năm 1970, người ta đã phát hiện quá trình phiên mã ngược từ RNA tổng
hợp nên DNA nhờ enzyme reverse transcriptase. Đến nay, việc sao chép (tổng hợp) RNA
trên khuôn mẫu RNA cũng đã được chứng minh ở nhiều loại virus. Ngoài ra, thông tin từ
protein cũng có thể được truyền sang protein (prion của bệnh bò điên). Riêng dòng thông
tin từ protein ngược về mRNA/DNA thì chưa được tìm thấy (Hình 2).
Tóm lại, thông tin từ AND được truyền tải sang ARN và từ ARN sang protein là
chính xác bởi cơ chế của các quá trình tái bản, phiên mã và dịch mã. Học thuyết trung tâm
đã trình bày như thế nào về điều này? Để làm rõ vấn đề này tôi đã chọn HỌC THUYẾT
TRUNG TÂM để làm đề tài cho bài tiểu luận của mình.
6
7
7
8
PHẦN II: NỘI DUNG
1. Khái niệm:
Luận thuyết trung tâm của sinh học phân tử quan tâm đến việc vận chuyển từng phần một
cách chi tiết của thông tin trình tự. Nó khẳng định rằng những thông tin đó không thể được
vận chuyển từ protein đến protein hay nucleic acid khác.
2. Các vấn đề liên quan:

Đường đi của dòng thông tin chuẩn có thể được tóm tắt một cách vắn tắt và đơn giản
hóa là "DNA tạo ra RNA tạo ra proteins, để rồi nó lại tiếp tục hỗ trợ cho cho hai bước
trước cũng như cho quá trình nhân đôi của DNA", hay đơn giản là "DNA → RNA →
protein". Quá trình này vì thế được tách làm 3 giai đoạn: phiên mã, dịch mã, và tái tạo.
Nhờ có các tri thức mới về quá trình xử lí RNA, một bước thứ tư (nằm ở giữa bước 1
và 2 cũ, nhằm chuyển từ pre-mRNA trở thành mRNA hoàn chỉnh bằng cách loại bỏ
các intron không có giá trị về di truyền, được phát hiện: cắt xén(splicing).
2.1. Tái bản ADN:
2.1.1. Các hình thức tổng hợp ADN:
Ở tế bào Eukaryote có 3 kiểu tổng hợp điển hình.
2.1.1.1. Tổng hợp bảo thủ:
Là hình thức tái sinh mà từ ADN mẹ tạo ra 2 phân tử ADN con, trong đó 1 phân tử
được tổng hợp mới hoàn toàn, còn 1 phân tử được bảo toàn từ ADN mẹ.
2.1.1.2. Tổng hợp bán bảo thủ:
Là hình thức tái sinh mà từ 1 ADN mẹ tạo ra 2 phân tử ADN con, trong đó mỗi phân tử
ADN con có 1 chuỗi mới được tổng hợp, còn 1 chuỗi là của ADN mẹ truyền cho.
2.1.1.3. Tổng hợp gián đoạn:
Là hình thức tái sinh mà phân tử ADN đứt ra từng đoạn, trên mỗi đoạn tái sinh theo
kiểu bảo thủ hay kiểu bán bảo thủ, sau đó các đoạn mới được tổng hợp nối lại với nhau
cho ra 2 phân tử ADN con.
8
9

Tổng hợp bảo thủ Tổng hợp bán bảo thủ

Tổng hợp gián đoạn
2.1.2. Các yếu tố tham gia tái bản:
2.1.2.1. ADN khuôn:
Trong tái sinh ADN, ADN vừa làm khuôn vừa là sản
phẩm của quá trình.

2.1.2.2. Nguyên liệu: các nu thường
- dNTP: dATP, dGTP, dCTP, dTTP
- NTP: tổng hợp ARN mồi
* Chức năng:
- Cung cấp năng lượng cho các phản ứng
9
10
dNTP + H
2
O => dNMP + PP
∆G
’
= - 9.4 kcalo/M
- Cung cấp nguyên liệu: sau thủy phân tạo dNMP làm nguyên liệu
2.1.2.3. Hệ enzim tái bản:
2.1.2.3.1. DNA polymerase :
Đây là enzyme chủ yếu của sự tái bản, chịu trách nhiệm tổng hợp hai chuỗi DNA ở
chạc tái bản. Có ba loại DNA polymerase khác nhau, được ký hiệu là I, II và II. Cơ chế
và vai trò của các enzyme DNA polymerase cũng rất khác nhau.
2.1.2.3.2. Các topoisomer và DNA topoisomerase :
* Topoisomer
Giả sử có hai phân tử DNA mạch vòng có cùng trình tự nucleotide. Nhưng hai phân
tử này có thể có số vòng (linking number-Lk) khác nhau trong phân tử. Số vòng ở đây
dược định nghĩa là số lần của một chuỗi DNA quấn xung quanh một chuỗi khác.
Những trường hợp này được gọi là topoisomer.
a. Dạng lỏng lẽo (relaxed DNA):
Ở dạng này sức căng của xoắn kép là tối thiểu. Đó là dạng cấu trúc ổn định nhất của
phân tử.
b. Dạng siêu xoắn (supercoiled DNA):
Trục của xoắn kép có thể cuộn xung quanh mình tạo thành một siêu xoắn. Có hai

dạng siêu xoắn sau:
- Siêu xoắn dương (+): Số vòng tăng, xoắn kép xoắn cùng chiều và dẫn đến sự tạo
thành siêu xoắn dương (positive supercoil).
- Siêu xoắn âm (-): Số vòng giảm, trục của xoắn kép xoắn thành dạng siêu xoắn âm
(negative supercoil), xoắn theo chiều ngược lại (chiều trái) với chiều của xoắn kép
phải.
10
11
* DNA topoisomerase
Enzyme DNA topoisomerase (là một enzyme nuclease thuận nghịch) có tác dụng
thay đổi số Lk của DNA. Các DNA topoisomerase có tác dụng thêm vào hoặc loại đi
những siêu xoắn trong phân tử DNA xoắn kép. Có hai loại DNA topoisomerase là
DNA topoisomerase I và DNA topoisomerase II.
2.1.2.3.3. Helicase và protein SSB:
* Helicase:
Enzim helicase (còn có tên là
deroulase) có nhiệm vụ giúp chuỗi DNA
từ dạng siêu xoắn sang dạng dãn thành
hai sợi đơn bằng cách cắt những liên kết
hydrogen giữa những base bổ sung.
Dạng cấu trúc này cần thiết cho các đoạn
trên chuỗi DNA mà ở đó có nhu cầu sinh
tổng hợp. Phản ứng này cần sự có mặt
của ATP.
11
12
* Protein SSB
Các protein SSB liên kết phối hợp với DNA sợi đơn nhưng không liên kết với DNA
sợi đôi. Chúng được xem như là các chất phản ứng trong tạo dòng phân tử xuất phát từ
chỗ chúng có khả năng phá vỡ sự ổn định của các cấu trúc thứ cấp bên trong sợi

nucleotide.
2.1.2.3.4. DNA ligase:
Có nhiệm vụ nối hai đầu 3’ và 5’ của hai đoạn DNA rời thành một đoạn liên tục.
Một mối “hàn” như vậy cần một năng lượng là 2ATP (đối với eukaryote) hoặc NAD
+
(đối với vi khuẩn).
2.1.3. Cơ chế tái bản:
Có 2 kiểu:
- Tổng hợp đồng thời 2 chuỗi:
+ Trên mạch 3’ – 5’ tháo xoắn đến đâu tổng hợp mạch bổ sung đến đó.
+ Trên mạch 5’ – 3’ nhờ ADN polimerase làm nền => sợi khuôn 5’ – 3’ quấn
quanh ADN polimerase II dẫn đến đổi chiều xoắn thành 3’ – 5’ => tổng hợp mạch bổ
sung theo chiều tháo xoắn.
12
13
- Tổng hợp riêng rẻ 2 chuỗi:
* Trên mạch 3’ – 5’
+ Nhờ ARN polymerase tổng hợp ARN mồi bổ sung vào mạch 3’ -5’
+ Có trường hợp không tổng hợp ARN mồi (tự tạo mồi).
• Điều kiện:
+ Đoạn đầu 5’ – 3’ k mã hóa
+ Có cấu trúc ngược chiều.
• Chuỗi khuôn xoay đầu 3’ một góc 180
o
tạo đoạn liên kết kép -> hình thành đầu 3’ – OH
làm mồi cho ADN polymerase.
+ Nhờ ADN polymerase III tổng hợp mạch bổ sung với mạch khuôn 3’ – 5’.
+ Tháo xoắn đến đâu tổng hợp đến đó.
* Trên mạch 5’ – 3’ : do chiều tổng hợp ngược chiều tháo xoắn nên cơ chế tổng hợp
phức tạp hơn

- Nhờ helicase tháo xoắn 1 đoạn (prokaryote: 1000 N, eukaryote: 300 – 400 N)
- ARN-polimerase tổng hợp ARN mồi, ADN polimerase III th mạch bổ sung
- Tháo xoắn đến đâu tổng hợp đến đó theo chu kì.
2.1.3.1. Giai đoạn mở đầu:
- ADN tháo xoắn sơ cấp nhờ enzim tháo xoắn DNA topoisomerase.
- Chuỗi xoắn kép được tách rời nhờ enzim helicase. Các enzim phá vỡ liên kết H
2

giữa các bazo nito (tháo xoắn thứ cấp).
- Các mạch đơn được tách rời và được ổn định nhờ enzim bám sợi đơn SSB. Các
enzim gắn trên khắp phần mạch đơn làm cho 2 mạch không kết hợp trở lại được.
13
14
- Enzim primase tổng hợp nên các đoạn mồi primer (enzim ADN-polymerase chỉ có
thể tổng hợp ADN bằng cách nối dài các đoạn mồi đã bắt cặp sẵn).
2.1.3.2. Giai đoạn kéo dài:
- Enzim ADN polymerase III tổng hợp mạch bổ sung từ đầu 3’ – OH của đoạn mồi.
Mạch khuôn được sử dụng đến đâu thì SSB giải phóng khỏi khuôn đến đó.
- Do chuỗi polynucleotid mới luôn được tổng hợp theo chiều 5’ – 3’ nên trên 2 mạch
khuôn ngược chiều có sự tổng hợp mạch mới không giống nhau.
+ Trên mạch khuôn 3’ – 5’: mạch mới được tổng hợp cùng chiều tháo xoắn (5’ –
3’) nên mạch mới được tổng hợp liên tục.
+ Trên mạch khuôn 5’ – 3’: mạch mới được tổng hợp ngược chiều tháo xoắn nên
mạch mới không được tổng hợp liên tục mà dưới dạng các đoạn ngắn gọi là Okazaki.
- Các Nu tự do trong môi trường nội bào liên kết ở 2 mạch đơn theo nguyên tắc bổ
sung.
A=T
mt
; G ≡ X
mt

; T=A
mt
; X ≡ G
mt
2.1.3.3. Giai đoạn kết thúc:

- Enzim ADN polymerase I có nhiệm vụ cắt, hàn hoặc sữa chữa ADN.
- Trên mạch khuôn 3’ – 5’: ADN polymerase I cắt các đoạn ARN mồi và thay thế
vào đó đoạn ADN tương ứng. Mạch mới được tổng hợp liên tục được gọi là mạch tới.
- Trên mạch khuôn 5’ – 3’: enzim ligase nối các đoạn okazaki để tạo thành 1 chuỗi
polynu liên tục. Mạch mới được tổng hợp gọi là mạch chậm hay sợi ra chậm.
- Kết quả: từ 1 ADN mẹ qua quá trình tự sao cho ra 2 ADN con giống hệt ADN mẹ.
14
15
2.2. Phiên mã (sao mã):
2.2.1. Các yếu tố tham gia:
2.2.1.1. Khuôn:
- ADN: sử dụng 1 đoạn (gen) hoặc 1 mạch (3’ – 5’).
- ARN: (virut ARN).
2.2.1.2. Nguyên liệu:
- NTP: ATP, GTP, CTP, TTP.
- Chức năng: cung cấp năng lượng và nguyên liệu.
2.2.1.3. Enzim:
- Topoisomerase: tháo xoắn sơ cấp ADN.
- Helicase: tách mạch tạo bóng sao mã. (chiều dài bóng sao mã luôn ổn định, l = 30
– 31N).
- ARN polymerase:
- Enzim cắt ghép
2.2.1.4. Các yếu tố khác:
- Yếu tố Rho

- Sn ARN
- Protein …
2.2.2. Cơ chế:
2.2.2.1. Phiên mã ở Prokaryote:
2.2.2.1.1. Giai đoạn mở đầu:
15
16
- Nhân tố σ kết hợp với enzim lõi giúp nó nhận biết và bám đúng ở vùng khởi động
để chuẩn bị phiên mã.
- Lõi enzim đưa Nu bổ sung với Nu mở đầu để liên kết bổ sung với Nu mở đầu.
- Sau khi ARN polymerase đã bắt đầu phiên mã được vài nu thì nhân tố σ tách ra.
2.2.2.1.2. Giai đoạn kéo dài:
- Enzim lõi tiến hành trùng hợp hóa để kéo dài sợi ARN dọc theo sợi khuôn 3’ – 5’.
a. Đặc điểm cấu tạo bóng sao mã:
- 30 – 31 Nu
- Có vùng tự do để tiếp nhận nguyên liệu là 17N.
- Có phân tử lai 12 – 13 cặp Nu ( ).
- Enzim lõi tiến hành trùng hợp hóa để kéo dài sợi ARN dọc theo sợi khuôn 3’ – 5’.
b. Tổng hợp phân tử lai:
- Nhờ ARN polymerase lấy NTP trong tế bào đến kéo dài mạch ARN từ U, bổ sung
với mạch khuôn.
- Tiếp tục cho đến khi phân tử lai có 12 cặp Nu.
c. Tiếp tục kéo dài chuỗi theo chu kỳ sau:
- Helicase tháo xoắn thêm 1 cặp Nu
- ARN polymerase thực hiện chức năng kéo dài ARN thêm 1 cặp Nu
- Tháo xoắn cặp Nu đầu cùng của phân tử lai
- Đóng xoắn AND khuôn đầu 3’.
16
17
2.2.2.1.3. Giai đoạn kết thúc:

- Khi phiên mã qua đoạn kết thúc giàu G ≡ X và A=T thì ngừng lại do ở vùng đuôi
ARN hình thành cấu trúc “nút cài tóc”.
- Dưới tác động của nhân tố Rho (bản chất protein) sợi ARN được tổng hợp và
enzim lõi được giải phóng ra khỏi ARN khuôn.
2.2.2.2. Phiên mã ở Eukaryote:
2.2.2.2.1. ARN polymerase:
- ARN polymerase I: phiên mã gen mã hóa các loại ARNr (28s, 18s, 5.8s).
- ARN polymerase II: phiên mã các ARNm và một số ARNr khác.
- ARN polymerase III: phiên mã các ARNt và ARNr (5s).
17
18
2.2.2.2.2. Các vùng điều hòa phiên mã:
Phần lớn các gen của Eukaryote đều có chuỗi trình tự đặc hiệu nằm ở đầu 5’ và 3’
như sau:
- Ở đầu 5’: có 2 trình tự đặc hiệu gọi là hộp TATA và hộp CAT
+ Hộp TATA: hỗ trợ cho các ARN polymerase II nhận biết đúng vị trí khởi đầu
phiên mã.
+ Hộp CAT: điều hòa tốc độ phiên mã.
- Ở đầu 3’: có trình tự AATAAA tín hiệu cho việc kết hợp đuôi poly (A) vào đầu 3’
của ARNm (Lưu ý: trình tự trên không phải là tín hiệu kết thúc phiên mã. Thông
thường, phiên mã vẫn tiếp tục sau khi đi qua vị trí polyadenin hóa đó.)
2.2.2.2.3. Sự phiên mã của gen cấu trúc và hoàn thiện các bản sao ARNm:
- Các sản phẩm của phiên mã chỉ mới là các bản sao sơ cấp (pro - ARN) chưa hoàn
chỉnh.
- Chúng phải trải qua quá trình sửa đổi và gia công để trở thành ARN trưởng thành.
2.2.3. Hoàn thiện phân tử ARNm:
- Ở Prokaryote: hầu hết các Nu của AND đều tham gia mã hóa
- Ở Eukaryote: trên ADN có sự xen kẽ giữa các đoạn mã hóa (exon) và không mã
hóa (intron) acid amin => cắt bỏ các đoạn I, nối các đoạn E.
- Trong gen không mã hóa cấu trúc mũ và đuôi của ARN => nối mũ và đuôi cho

pro-ARN.
2.3. Dịch mã (giải mã):
2.3.1. Hoạt hóa amino acid:
- Diễn ra trong bào tương và tạo nguồn phân tử ARNt mang các amino acid sẵn sàng
tham gia dịch mã.
18
19
- Mỗi amino acid được đính vào ARNt thích hợp nhờ enzim aminoaxyl – tARN
synthetase đặc thù => tạo phức hợp ARNt mang amino acid.
2.3.2. Cơ chế dịch mã:
2.3.2.1. Giai đoạn mở đầu:
- 1 tiểu đơn vị riboxom bé bám vào ARNm tại vị trí của codon mở đầu (AUG).
- 1 phân tử ARNt khởi đầu đặc thù mang methionin đi vào và kết cặp anticodon của
nó với codon AUG.
- 1 tiểu đơn vị riboxom lớn bám vào tiểu đơn vị riboxom bé tạo ra 1 riboxom hoạt
động hoàn chỉnh.
2.3.2.2. Giai
đoạn kéo dài:
Sự kéo dài đòi hỏi sự có mặt của các
protein được gọi là các nhân tố nối dài
EF (elongation factor).
RNA khác mang anticodon tương
ứng bắt cặp với codon ở vùng A (A-site)
còn trống. Tiếp theo amino acid đã được
gắn tRNA nằm ở vùng P được tách ra và
gắn với amino acid trên tRNA ở vùng A.
tRNA ở vùng P sẽ được giải phóng. Phản
ứng nối các amino acid kề nhau được
19
20

xúc tác bởi enzyme peptidyl transferase. Ribosome di chuyển từ đầu 5’ của mRNA đến
đầu 3’ sao cho tRNA còn lại chiếm vùng P, và codon tiếp theo choán vùng A chuẩn bị
nhận anticodon bổ sung.
Quá trình dịch mã tiếp tục với chu kì trên dọc theo mARN.
2.3.2.3. Giai đoạn kết thúc:
- Dịch mã sẽ dừng lại khi 1 codon kết thúc đối diện với vị trí A để trống, nhận biết
bằng 1 protein kết thúc (nhân tố giải phóng RF).
- Enzim peptid – transferase cùng RF gây ra sự dịch chuyển riboxom, tách chuỗi
polipeptid rời khỏi ARNt, 2 tiểu đơn vị riboxom tách nhau ra ở dạng tự do, sẵn sàng
cho 1 chu kì dịch mã mới.
20
21
2.2.3. Hoàn thiện phân tử protein:
- Cắt amino acid mở đầu nhờ peptidase => protein bậc I.
- Hình thành các liên kết => tạo cấu trúc không gian của protein.
21
22
3. Các ngoại lệ của thuyết trung tâm:
3.1. Phiên mã ngược:
Người ta đã phát hiện ra sự tồn tại của quá trình phiên mã ngược, tại đó thông tin di
truyền được truyền từ RNA trở lại DNA. Các phát hiện được tìm thấy trên retrovirus,
cụ thể là HIV, và ở một số eukaryote, trong quá trình tổng hợp telomere và
retrontransposon.
3.2. Nhân đôi ARN:
Nhân đôi từ một RNA thành một RNA mới. Rất nhiều viruses làm theo cách này khi
mà cơ sở di truyền là RNA chứ không phải DNA.
22
23
3.3. Dịch mã trực tiếp từ ADN sang protein:
Điều này đã có thể thực hiện được trong môi trường ống nghiệm, dùng các chiết

xuất từ E.Coli có chứa ribosomes, nhưng không phải trong môi trường tế bào. Các
phân mảnh của tế bào này có thể biểu hiện ra thành một protein từ một ADN
template ngoại lai, và neomycin là chất kháng sinh được xem là hỗ trợ quá trình này.
3.4. Sự nhân lên của protein:
Prion là loại protein có khả năng làm thay đổi cấu trúc 3D của các phân tử protein
cùng loại. Điều này làm thay đổi chức năng của protein. Trong nấm, nó có thể truyền
từ thế hệ này sang thế hệ khác, tức là có sự truyền tải di truyền từ protein → protein.
Mặc dù đây cũng là một biểu hiện của sự truyền tải thông tin, nhưng nó không được
xem là một ngoại lệ của luận thuyết trung tâm vì cấu trúc chuỗi trong protein vẫn được
giữ nguyên. Nhưng nếu xem DNA là trung tâm của luận thuyết thì đây lại được xem là
1 ngoại lệ vì trong luận thuyết trung tâm, protein chỉ có thể được tổng hợp, không thể
được nhân từ một protein khác.
23
24
PHẦN III: KẾT LUẬN
Học thuyết trung tâm của sinh học phân tử - tổng hợp protein trong tế bào có các đặc
điểm sau:
- Các phân tử thông tin như nucleic acid và protein được tổng hợp theo khuôn.
Tổng hợp theo khuôn vừa chính xác, vừa tốn ít enzyme.
- Căn cứ hàng loạt tính chất hóa học các protein không thể làm khuôn mẫu cho sự
tổng hợp chính chúng. Vậy khuôn để tổng hợp nên protein không phải là protein.
Từ tái bản, AND truyền đạt thông tin một cách chính xác cho AND con thông qua
nguyên tắc bổ sung, bán bảo toàn và nửa gián đoạn. Từ 1 AND mẹ qua tái bản sẽ cho
ra 2 AND con giống hệt AND mẹ (nếu không có sai sót).
Qua phiên mã (sao mã), AND truyền đạt thông tin di truyền lại cho ARN cũng thông
qua nguyên tắc bổ sung. Các cặp nu và ribonu lien kết chính xác tạo ra một ARN đúng
theo khuôn AND.
Cuối cùng nhờ dịch mã (giải mã), các mã bộ ba truyền đạt thông tin di truyền lại cho
chuỗi polipeptid một cách hoàn chỉnh.
Tuy nhiên, cho dù là học thuyết trung tâm hay các ngoại lệ thì cũng không có trường

hợp thông tin được truyền ngược lại từ protein sang AND. Do trung gian truyền đạt là
ARN. Các amino acid trong protein chỉ bổ sung với các ribonu (A, U, G, C) trong ARN
(không có mã bộ 3 nào có chứa T - Timin). Và cũng không có cơ chế nào mang các
ribonu đến để bổ sung với các amino acid trong protein để tạo ra ARN. Vì vậy dù có
xảy ra phiên mã ngược thì protein cũng không thể giải mã thành AND được.
Tóm lại, để thông tin được biểu hiện thành tính trạng, quá trình truyền đạt thông tin
phải được diễn ra một cách chính xác thì khuôn và các cơ chế thực hiện phải diễn ra
đúng với trình tự của nó. Chỉ cần có một sai sót trong quá trình truyền tải thông tin thì
sự biểu hiện sẽ sai khác hoặc thậm chí là không biểu hiện.
24
25
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. PGS. TS. Nguyễn Như Hiền, Công nghệ sinh học, tập 1, sinh học phân tử tế bào –
cơ sở khoa học của công nghệ sinh học, NXB Giáo Dục.
2. PGS. TS. Nguyễn Bá Lộc, Bài giảng Sinh học phân tử (dành cho học viên cao
học), 2002.
3. Hoàng Trọng Phán (chủ biên), Đỗ Quý Hai, Giáo trình Nucleid acid, NXB Đại
học Huế, 2008.
4. />protein
5. />am_3334.pdf
6. />25