Nhân và hoạt động sinh sản tế bào

Chñ ®Ò 3
riboxom vµ
ho¹t ®éng tæng hîp protein
RIBOXom

Khái niệm: Riboxom
là bộ máy phân tử
lớn, phức tạp, có mặt
trong tất cả các tế bào
sống, nơi xảy ra quá
trình sinh tổng hợp
protein
CẤU TẠO
HÌNH THÁI

Riboxom là những
khối cầu hay hình
trứng có đường
kính 150 Å.
Riboxom có thể
đứng riêng lẻ hoặc
liên kết với nhau
thành chuỗi bởi một
sợi mảnh đó là
mARN có đường
kính 15 Å .
CẤU TẠO
HÌNH THÁI

Sự phân bố của riboxom trong tế bào thay
đổi tùy vùng, có thể rải rác tự do trong tế bào

chất, hay dính vào mặt ngoài của mạng lưới
nội sinh chất hoặc mặt ngoài của màng nhân.

Riboxom được hình thành từ phức hợp ARN
vs protein. Mỗi riboxom được chia thành 2
tiểu đơn vị. Tiểu đơn vị nhỏ liên kết với các
mARN, tiểu đơn vị liên kết với các tARN và
các aa.
CẤU TẠO HÓA
HỌC

Mỗi ribomxom chứa: rARN,
các enzin, các protein cấu trúc
và nước.
- Riboxom 70S chứa 50% nước,
rARN bằng 63% trọng lượng khô,
protein bằng 37% trọng lượng khô.
- Riboxom 80S chứa 80% nước,
rARN bằng 50% trọng lượng khô,
và protein chiếm 50% trọng lượng
khô

Ngoài nhứng thành phần nói
trên, trong riboxom còn có ion
Mg2+, Ca2+ , các enzim ở
dạng không hoạt tính
CHỨC NĂNG
Chức năng chủ yếu của
riboxom là nơi tổng hợp
protein. Chính trên

riboxom các aa đã được
hoạt hóa tập hợp lại và
lắp ráp đúng vị trí vào
mạch polypeptid theo
đúng mật mã di truyền
trong mạch mARN
CHẤT NỀN TẢNG TẠO NÊN SỰ SỐNG
Các cơ bắp, xương cốt và nội tạng cơ thể chủ yếu đều do protein
tạo thành. Protein chính là thứ vật chất đã phát huy tác dụng quan trọng
trong hoạt động của cơ thể, đồng thời còn đóng vai trò chất kích thích
miễn dịch trong cơ thể, là thành phần cung cấp vitamin, vật chất miễn
dịch và năng lượng cho cơ thể.
protein
protein

Protein (protit hay đạm) là những đại phân tử được cấu
tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân là các aa. Chúng
kết hợp với nhau thành 1 mạch dài nhờ các liên kết peptit
(gọi là chuỗi polypeptid).
CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN
LOẠI
POTEIN
CHỨC NĂNG VÍ DỤ
Protein
cấu trúc
Cấu trúc, nâng đỡ
Collagen và Elastin tạo nên cấu trúc sợi rất bền
của mô liên kết, dây chằng, gân
Protein
enzim

Xúc tác sinh học: tăng nhanh,
chọn lọc các p/ứ sinh hóa
Enzim amylaza trong nước bọt phân giải tinh
bột chín, enzim pepsin phân giải potein
Protein
hoocmon
Điều hòa các hoạt động sinh lý
Hoocmon Insulin và Glucagon có tác dụng điều
hòa hàm lượng Glucozo trong máu
Protein
v/chuyển
Vận chuyển các chất
Hemoglobin có chứa trong hồng cầu có vai trò
vận chuyển O2 từ phổi theo máu đi nuôi các
TB
Protein
vận động
Tham gia vào chức năng vận
động của TB và cơ thể
Actinin, Myosin có vai trò vận động cơ.
Protein
thụ quan
Cảm nhận, đáp ứng kích thích
của môi trường
Thụ quan màng của tế bào thần kinh tiết ra chất
TG thần kinh và truyền tín hiệu
Protein
dự trữ
Dự trữ chất dinh dưỡng
Albumin trong lòng trắng trứng là nguồn cung

cấp aa cho phôi phát triển
CẤU TRÚC
CỦA PROTEIN
Đơn phân tạo nên
protein là các aa. Chúng
kết hợp với nhau thành
một mạch dài nhờ các liên
kết peptit (gọi là chuỗi
polypeptid). Các chuỗi này
có thể xoắn cuộn hoặc gấp
theo nhiều cách để tạo
thành các bậc không gian
khác nhau. Pr có 4 cấu trúc
không gian. Người ta đã
phát hiện ra 20 loại aa
trong thành phần của tất cả
các loại pr khác nhau trong
cơ thể sống.
CẤU TRÚC BẬC I
Có cấu trúc mạch thẳng, là trình tự sắp xếp của các aa trong chuỗi polypeptid. Đầu mạch là nhóm amin của aa thứ 1 và cuối mạch là nhóm cacboxyl của aa cuối cùng.
 Có vai trò tối quan trọng vì trình tự các aa sẽ thể hiện sự tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptid, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của pr và do đó quyết định tính chất và
vai trò của pr. Sự sai lệch trong sựu sắp xếp aa có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất của pr.
CẤU TRÚC BẬC II
Là sự sắp xếp đều đặn
các chuỗi polypeptid trong
không gian. Chuỗi
polypeptid thường không ở
dạng thẳng mà xoắn lại tạo
nên cấu trúc xoắn α và cấu
trúc nếp gấp β được cố định

bởi các liên kết hidro giữa
những aa ở gần nhau. Các
pr sợi (có trong lông, tóc,
móng, sừng) gồm nhiều
xoắn α, trong khi các pr cầu
có nhiều nếp gấp β hơn.
CẤU TRÚC BẬC III
Các xoắn α và
phiến nếp gấp β tiếp
tục co xoắn tạo thành
cấu trúc bậc III của pr.
Cấu trúc này có vai trò
quyết định hoạt tính và
chức năng của pr và
phụ thuộc vào nhóm –
R của chuỗi polypeptid
từ đó xác định điểm
gấp và hình dạng của
pr.
Khi protein có nhiều chuỗi polypeptid phối hợp với nhau thì tạo nên cấu trúc bậc
IV của protein. Các chuỗi polypeptid liên kết với nhau nhờ các liên kết yếu như liên kết
hidro.
QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PROTEIN
(DỊCH MÃ)
 Quá trình dịch mã tổng hợp protein là chặng cuối của
quá trình truyền đạt thông tin di truyền để từ đó biểu hiện
ra tính trạng. Quá trình này diễn ra tại riboxom với sự
tham gia của nhiều thành phần.
mARN


mARN có cấu trúc mạch thẳng.
Đầu 5’ có trình tự Nu đặc hiệu
(không được dịch mã) gần codon
mở đầu để riboxom nhận biết và
gắn vào.

Mỗi gen cấu trúc phiên mã ra 1
mARN và thực hiện tổng hợp 1
protein. Trên mARN chứa đựng
các mã bộ ba, đó là các bộ ba mã
hóa, chúng được sao từ bộ ba mã
gốc của AND theo nguyên tắc bổ
sung và nguyên tắc bán bảo tồn.

Sau khi tổng hợp protein,
mARN được các enzim phân hủy
tARN

Làm nhiệm vụ vận
chuyển acid amin từ tế
bào chất đến riboxom,
đồng thời nhận biết bộ ba
mã hóa trên mARN nhờ
bộ ba đối mã trên tARN
để đặt đúng vị trí acid
amin trên chuỗi
polypeptid.

Là 1 chuỗi polynucleotit
cuộn xoắn tạo thành cấu

trúc 3 thùy. Đầu 3’ là nơi
liên kết với acid amin và
hoạt hóa chúng. Thùy
giữa của tARN có chứa
bộ ba đối mã.
rARN
 Có cấu trúc mạch
thẳng, đôi chỗ cuộn
xoắn lại.

Tham gia cấu trúc
riboxom. Trong
riboxom có nhiều loại
rARN khác nhau để
cùng với protein cấu
trúc nên các phần của
riboxom.
CƠ CHẾ CỦA DỊCH MÃ
 Gồm 2 giai đoạn:
* Giai đoạn 1: Hoạt hóa acid amin
* Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi polypeptit (3 bước)
- Bước 1: Mở đầu
- Bước 2: Kéo dài chuỗi polypeptit
- Bước 3: Kết thúc
HOẠT HÓA ACID AMIN

Tự acid amin không di chuyển được đến riboxom mà phải nhờ tARN => acid
amin phải được hoạt hóa. Sự hoạt hóa acid amin gồm 2 giai đoạn:
- Hoạt hoá acid amin, tạo aminoacyl - adenilat:
Aa + ATP aa ~ AMP + P-P

- Tạo aminoacyl – tARN:
Aa ~ AMP + tARN AMP + aminoacyl – tARN
Phức hệ aminoacyl – tARN di chuyển đến riboxom và tham gia tổng hợp chuỗi
polypeptid tại đó
Enzim
Enzim
TỔNG HỢP CHUỖI POLYPEPTID
BƯỚC 1: MỞ ĐẦU

Tiểu đơn vị bé của riboxom gắn với mARN ở vị trí đặc
hiệu (gần bộ ba mở đầu) và di chuyển đến bộ ba mở đầu
(AUG).

Aa mở đầu – tARN tiến vào bộ ba mở đầu (bộ ba đối mã
–UAX- khớp với mã mở đầu –AUG- trên mARN theo
NTBS) sao đó tiểu phần lớn gắn vào tạo riboxom hoàn
chỉnh.
BƯỚC 2: KÉO DÀI CHUỖI POLYPEPTID

aa1-tARN tiến vào riboxom (đối mã của nó khớp với mã
thứ nhất trên mARN theo NTBS) một liên kết peptid được
hình thành giữa aaMĐ với aa1.

Riboxom dịch chuyển sang aa2, tARN vận chuyển aa mở
đầu được giải phóng. Tiếp theo aa2-tARN tiến vào riboxom,
liên kết peptid lại được hình thành giữa aa1 với aa2.

Riboxom lại dịch chuyển sang bộ ba tiếp theo và tARN
được giải phóng.


Quá trình cứ tiếp tục như vậy đến bộ ba tiếp giáp với bộ
ba kết thúc của phân tử mARN. Như vậy chuỗi polypeptid
được kéo dài.
BƯỚC 3: KẾT THÚC

Khi riboxom chuyển dịch sang bộ ba kết thúc
(UAG, UGA hoặc UAA) thì quá trình dịch mã
dừng lại. Hai tiểu phần của riboxom tách nhau
ra. Chuỗi polypeptid được giải phóng, quá
trình dịch mã hoàn tất.

Ở sv nhân sơ, acid amin mở đầu là f.Met nên
acid amin này được cắt bỏ nhờ enzim
peptidase. Ở sv nhân thực, acid amin mở đầu
là Met nên không có quá trình này.