Bài giảng lý thuyết sinh học phân tử Proteine translation

Translation : quá trình dịch mã
( tổng hợp chuỗi polypeptide )


MỤC TIÊU :
Mô tả được quá trình dịch mã
Phân biệt được quá trình dịch mã giữa tế bào procaryote và eucaryote
Trình bày được ví dụ về quá trình ức chế tổng hợp proteine


Mỗi mARN mang thông tin di truyền quy định trình tự các a.a
trên chuỗi polypeptit.
Cấu trúc mARN :
– Đoạn dẫn đầu 5’ – UTR: không mã hoá
– Khung đọc mở:
• 1 bộ ba mở đầu 5’- AUG
• các bộ ba mã hoá cho trình tự các axit amine
• 1 bộ ba kết thúc: UAG hoặc UGA hoặc UAA
– Đoạn theo sau: 3’ – UTR : không mã hoá

3


Prokaryotes : Polycistronic mRNA
Ở prokaryot, mRNA chứa các thông tin di truyền để
tổng hợp nhiều chuỗi polypeptide (polycistromic).


Eukaryotes : Monocistronic mRNA
Ở sinh vật Eucaryote , mRNA chứa thông tin di truyền tổng hợp
cho 1 chuỗi polypeptide ( Monocistronic)

 Mã di truyền:
• Tổ hợp 3 nucleotit qui định
cho một aa -> mã bộ ba
(codon)
• 4 loại Nucleotit -> 64 bộ ba:
61 mã ứng với 20 axit amin, 3
mã kết thúc (UAA, UGA,
UAG).
• Đặc điểm của mã di truyền:
– Là mã bộ ba
– Có tính đặc hiệu
– Có tính phổ biến
– Có tính thoái hoá

6


1 a.amin được mã hóa bởi 1 codon ( 3 a.nucleic liên tiếp)
4 loại nucleotide  43 = 64 codon phân biệt bởi thành phần và trật tự của các nucleotide
Trong đó 3 codon stop, 61 codon còn lại có nhiều codon cùng mã hóa cho một a.a.7


DNA mang các
thông tin di truyền

Sợi DNA khuôn

Phiên mã

mRNA
Dịch mã
protein


QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ (TỔNG HỢP CHUỖI POLYPEPTITE)
XẢY RA TẠI RIBOSOME

ribosome


Sau khi được phiên mã tại nhân,
mRNA mang các thông tin di
truyền đi đến ribosome để tổng
hợp proteine

Khi quá trình phiên mã

kết thúc, mRNA được
giải phóng khỏi ribosome

và bị phá hủy


Nhiều ribosome gắn vào một phân tử mRNA
(polysomes)
Nhiều phân tử polypeptides được tổng
hợp cùng một lúc

Ribosome có thể kết hợp với bất kz mRNA và
tất cả các tRNAs.

Một ribosome có thể sử dụng để sản xuất nhiều
polypeptide khác nhau


Ngoài ribosome trong tế bào chất , tế bào eukaryotic
còn có ribosome trong ty lạp thể và lục lạp thể .

Chloroplast

Mitochondrion


Ribosome cấu thành từ 2 đơn vị :

Đơn vị nhỏ: 1 phân tử rRNA 30 phân tử proteine

Đơn vị lớn : 3 phân tử rRNA 45 phân tử proteine

Khi không tổng hợp proteine, mỗi đơn vị tồn tại tách rời trong tế bào chất
Sau khi mRNA được phiên mã gắn vào đơn vị nhỏ của ribosomeđơn vị lớn sẽ kết hợp
vào  sự dịch mã bắt đầu


Các vị trí trên tiểu phần lớn của ribosome
A : vị trí tiếp nhận tRNA mang a.a
P : giữ chuỗi polypeptide đang tổng hợp
E: vị trí các tRNA sau khi đã giải phóng a.a

Quá trình dịch mã xảy
ra theo ba giai đoạn :
Khởi động
Kéo dài
Kết thúc

Ribosome dịch
chuyển theo chiều 5’
đến 3’


KHỞI ĐỘNG

mRNA gắn vào tiểu đơn vị
nhỏ ở đầu 5, gần vị trí khởi
động. Codon khởi đầu luôn
luôn là AUG mã hóa cho
methionine.
tRNA đặc hiệu cho
methionine nhờ
anticodon bắt cặp với
mRNA tại vị trí khởi đầu
Tiểu đơn vị lớn của
ribosome sẽ kết hợp vào
 tRNA mang metionine
nằm vào vị trí P .
Quá trình dịch mã bắt đầu

Các proteine tham gia vào giai đoạn này được gọi là yếu tố khởi động IF


Giai đoạn khởi đầu

19


Khởi đầu dịch mã ở prokaryote

Tiểu phần Rbs nhỏ gắn vào mRNA
nhờ liên kết bổ sung giữa rRNA16S với
TT đầu 5’UTR của mRNA (ShineDalgarno ở SV Prokaryota) -> dò tìm mã

khởi đầu (AUG)
Met – tRNAiMet , có Anticodon của MetARNtimet bắt cặp với AUG

Tiểu phần lớn kết hợp với tiểu phần nhỏ> Met-tRNAiMet nằm vị trí P > Sự dịch
mã bắt đầu.


Khởi đầu dịch mã ở eukaryote

tRNAi- Met gắn lên Rbs nhờ các yếu tố
khởi đầu eIF và năng lượng từ GTP
Phức hợp này nhận biết mũ cap ở đầu
5’ của mRNA và dịch chuyển dọc theo
chiều 5’ dò tìm cho đến khi thấy được
codon mở đầu AUG

Sau khi một codon khởi đầu thích hợp
AUG đã được định vị , tiểu đơn vị lớn sẽ
được liên kết tạo thành phức hợp khởi
đầu


KÉO DÀI

tRNA mang a.a tiếp nối có anticodon bắt cặp với codon tiếp
theo trên mRNA sẽ đến vị trí tiếp nhận A.


Tiểu đơn vị lớn xúc tác cho 2 phản ứng :
1

Cắt cầu nối giữa tRNA và
a.a ở vị trí P

2

Hình thành cầu nối peptide giữa a.a này với
a.a trên tRNA ở vị trí A


tRNA đầu tiên sau khi đã giải phóng
methionine dich chuyển sang vi trí E ,
ra khỏi ribosome và tiếp tục lại chu
trình vận chuyển mới

Ribosome dịch chuyển về hướng 3’.
Vi trí A tiếp tục nhận tRNA mang
a.a tiếp nối.

Quá trình này được lặp lại, các a.a
được nối tiếp theo trình tự quy
định của các mã di truyền trên
mRNAvà phân tử polypeptide được
kéo dài

Các proteine tham gia vào giai đoạn này được gọi là yếu tố kéo dài EF


Kết thúc : quá trình dịch mã kết thúc khi
condon kết thúc [UAA, UAG, UGA] đi đến
vị trí A