SINH TỔNG HỢP PROTEIN (PROTEIN TRANSLATION) ThS. Nguyễn Kim ThạchBM. Hóa Sinh – Sinh Học Phân TửTrường ĐH Y Khoa Phạm Ngọc Thạch

SINH TỔNG HỢP PROTEIN
(PROTEIN TRANSLATION)
ThS. Nguyễn Kim Thạch
BM. Hóa Sinh – Sinh Học Phân Tử
Trường ĐH Y Khoa Phạm Ngọc Thạch

E-mail:
1


MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ


Sự hoạt hóa tRNA của
giai đoạn dịch mã


Ribosome: 3 vị trí gắn và tunnel
ARN 16s

protéines

ARN 5S

ARN 23 S


Sự dịch mã của mRNA
Giai đoạn khởi đầu
AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN
E P A

AAAAAA

3 vị trí của ribosome: A (vị trí gắn), P (vi trí Peptide) và E (vị trí đầu ra)
Phức hợp tRNA-Met đầu tiên đến gắn vào vùng P (tín hiệu của cho sự dịch mã),
tiểu đơn vị ribosome đến gắn vào vị trí mã hóa khởi đầu AUG (hoặc CUG). Đơn vị
lớn ribosome đến gắn tạo nên trấu trúc ribosome hoàn chỉnh, bước này diễn ra rất
nhanh.
Khi đó, quá trình dịch mã bắt đầu. Phức hợp tRNA-aa tiếp theo đến gắn nối tiếp ở
vùng A. Lúc này liên kết peptid chưa hình thành.


Sự dịch mã của mRNA
Giai đoạn kéo dài
AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN
E P A

AAAAAA

Nếu đơn vị mã hóa và đối mã bắt cặp đúng ở vùng A, cấu trúc ribosome mới
được hình thành. Nếu bắt cặp không đúng, phức hợp tRNA-aa khác đến gắn tuần
tự cho đến khi gắn đúng. Vùng mã đọc (PROOREADING) từ vị trí A đến mã kết
thúc UAG.


Sự dịch mã của mRNA

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN
E P A

AAAAAA

Sau khi tRNA và Ribosome gắn yên vị trên bộ 3 mã gốc, ngay lập tức amino
acid chuyển vị gắn với amino acid trên tRNA ờ vùng A và liên kết peptid được
hình thành (do peptidyltranferase xúc tác).


Sự dịch mã của mRNA

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN
E P A

AAAAAA

Phân tử Ribosome dịch chuyển qua mã bộ 3 kế tiếp.Ở vùng E, tRNA ở trạng thái
đơn lẻ. Ở vùng P, tRNA mang 1 liên kết peptid (2 amino acids).


Sự dịch mã của mRNA

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN
E P A

AAAAAA

Một tRNA-aa mới đến gắn vào vùng A , tRNA ở vùng E tách rời.


Sự dịch mã của mRNA

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN
E P A

AAAAAA

Nếu bộ 3 đối mã trên tRNA gắn phù hợp với bộ 3 mã sao ở vùng A, ribosome
sẽ được dịch chuyển qua vùng A.


Sự dịch mã của mRNA

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN
E P A

AAAAAA

2 aa trên tRNA ở vùng P chuyển vị qua tRNA ở vùng A, liên kết peptid được
hình thành.


Sự dịch mã của mRNA

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN
E P A

AAAAAA

Khi có sự chuyển vị, ribosome dịch chuyển qua bộ 3 mã sao kế tiếp, đồng thời
tRNA-aa mới đến gắn vào vùng A.

Sự dịch mã của mRNA
Giai đoạn kết thúc
AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN
E P A

AAAAAA

Khi sự chuyển vị đến vùng A - bộ 3 kết thúc (STOP codon), không có một tRNA
nào có thể gắn vào vị trí này, chỉ có 1 protein gắn vào (có hình dạng 3D tương tự
tRNA). Chuỗi peptid được giải phóng.


Sự dịch mã của mRNA

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN

Sự tái sinh của quá trình giải mã

AAAAAA


The lacZYA mRNA


GIAI ĐOẠN KHỞI ĐẦU CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ
Ở PROKARYOTE


Giai đoạn khởi đầu của Prokaryote

1. 2 đơn vị của ribosome
phân tách (IF-1)
2. IF-3 gắn vào 30S

3. IF-1 và IF-2/GTP gắn vào
30S
4. 30S/IFs kết hợp với tRNA
khởi đầu tạo thành phức
hợp khởi đầu
5. 50S gắn vào phức hợp
khởi đầu và loại bỏ IF-1,
IF-3

6. Tách loại IF-2, thủy phân
GTP thành GDP và Pi


Vị trí các yếu tố khởi đầu trong phức hợp khởi đầu
Vị trí IF1, IF3 và
IF2-GTPitRNAMet trong
đơn vị 30S. IF3
sẽ bám vào vùng
E, IF2 bám vào
vùng P và IF1
báo vào vùng A
trên mRNA.


GIAI ĐOẠN KÉO DÀI CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ
Ở PROKARYOTE

Sự chọn lọc:
tRNA-aa
GTP
Các yếu tố kéo dài (eF-Tu)

Tạo thành liên kết peptid ở 23S
rRNA do các yếu tố xúc tác.

Sự chuyển vị giải phóng
EF-G


Vùng mã hóa trong quá trình dịch mã

Phức hợp tRNA-aa *GTP*EF-Tu gắn vào codon ở vị trí vùng A. EF-Tu điều khiển hình
thành liên kết peptid.
Nếu sự bắt cặp chính xác của codon-anticodon GTP thủy phân và EF-Tu giảm hoạt tính.
Liên kết peptid được hình thành.
EF-Tu giúp nhận biết và loại bỏ phức hợp aa-tRNA đến gắn không đúng


Tái sinh của EF-Tu bằng EF-Ts
aa

GTP

Tu

GDP

Tu

Ts

GDP
GTP

Tu

Ts

Tu

Ts

GDP

GTP


Sự hoạt động peptidyl-transferase: vai trò chính
của 23S rRNA


Xác định vị trí của peptidyl-transferase

CCdAp-puromycine, nhân tố ức chế
sự hoạt động của peptidyltransferase activity (blue)

nucleotides bảo tồn (red)
Variable nucleotides (grey)
Vùng peptidyl transferase chỉ
chứa RNA: vòng trung tâm 23S
rRNA domain V

Current Opinion in Structural Biology, 2001,11:144-154


Sự chuyển vị: vai trò của EF-G -GTP