SINH TỔNG HỢP PROTEIN
GV: Nguyễn Thị Ngọc Yến
Mục tiêu
Mô tả được cơ chế dịch mã Trình bày được quá trình dịch mã ở tế bào
nhân nguyên thủy
Trình bày được quá trình dịch mã ở tế bào
nhân thật
SINH TỔNG HỢP PROTEIN
Giai đoạn cuối của sự biểu hiện TTDT trên
mARN thành trình tự acid amin tương ứng
trong chuỗi polypeptid
= dịch mã Xảy ra trong tế bào chất Khác nhau giữa TB nhân nguyên thủy và TB
nhân thật, nhân thật phức tạp hơn
CÁC YẾU TỐ CẦN THIẾT
Ribosom tARN mARN Enzym tổng hợp aminoacyl-tARN
Ribosom
Prokaryot Eukaryot
Cấu tạo 2 tiểu đơn vị lớn và nhỏ
Khi không dịch mã: tồn tại tự do trong TBC Dịch mã: kết hợp nhau
Ribosom
Ribosom
Chức năng Tổng hợp protein Trước tiên, tiểu đơn vị nhỏ gắn đầu 5’ mARN Sau đó gắn thêm vào tiểu đơn vị lớn khởi
động dịch mã
mARN
Monocistron Đầu 5’, 3’ không mã hóa Chóp đầu 5’ Đuôi polyA
Cấu trúc Nhân sơ: polycistron, đầu 5’, 3’ không mã hóa Nhân thật
mARN
Chức năng Chứa các codon quy định trình tự acid amin
của protein, được đọc theo hướng 5’3
Codon mở đầu: AUG, GUG (VK) Codon kết thúc: UAA, UAG hoặc UGA
tARN
Chức năng: vận chuyển aa đến ribosom Chất kết nối giữa TTDT được mã hóa ở mARN
với trình tự aa của protein tương ứng
Vòng D
Qtrình aminoacyl hóa tARN
Hoạt hóa acid amin: aa + ATP có enzym xúc tác
aa hoạt hóa
Quá trình gắn kết amino acid với tARN Xúc tác: enzym aminoacyl-tARN synthetase 2 bước:
Gắn aa hoạt hóa vào tARN tương ứng = enzym aminoacyl-tARN synthetase aminoacyl-
tARN
Qtrình aminoacyl hóa tARN
Sơ đồ phản ứng
Qtrình aminoacyl hóa tARN
tARN và codon khởi đầu
Tế bào nhân thật Codon khởi đầu: AUG (~methionin = Met) Có 2 loại tARN mang Met đến kết hợp với
codon AUG/mARN tARNiMet: kết hợp AUG khởi động gắn Met
vào codon AUG mở đầu chuỗi polypeptid
tARNmMet: kết hợp AUG nằm giữa mARN
gắn Met vào chuỗi polypeptid đang hình thành
tARN và codon khởi đầu
Tế bào nhân nguyên thủy Codon khởi đầu: AUG, GUG Do sự tổng hợp protein/VK bắt đầu bằng
formyl-methionin (fMet) nên: tARNfMet: kết hợp AUG khởi động gắn fMet
vào codon AUG mở đầu chuỗi polypeptid
tARNmMet: kết hợp AUG nằm giữa mARN
gắn Met vào chuỗi polypeptid đang hình thành
tARN và codon khởi đầu
Vi khuẩn
TB nhân thật
Vi khuẩn
TB nhân thật
AUG, GUG
AUG
Formyl-methionin
Methionin
tARNfMet
tARNiMet
tARNmMet
tARNmMet
Codon khởi đầu Codon khởi đầu Aa khởi đầu tARN mang Met tARN mang Met khởi đầu khởi đầu tARN mang Met tARN mang Met giữa pt protein giữa pt protein
Diễn biến dịch mã
Quá trình dịch mã bao gồm 3 giai đoạn chính: Khởi đầu Nối dài Kết thúc
Khởi đầu
Phức hệ mở đầu
mARN một tARN mang acid amin mở đầu 2 bán đơn vị của ribosom
TB VK: IF1, IF2, IF3 TB nhân thật: eIF1, eIF2,…, eIF10
Yếu tố khởi đầu
Khởi đầu – Prokaryot
Tiểu đơn vị nhỏ 30S gắn vào mARN fMet-tARNfMet gắn vào tiểu đơn vị 30S Phức hợp di chuyển dọc mARN đến khi nhận
diện codon khởi đầu AUG (GUG)
Tiểu đơn vị lớn 50S đến gắn vào để tạo nên phức hợp mARN-tARN-ribosom sẵn sàng
cho việc nối dài
Khởi đầu – Eukaryot
Tiểu đơn vị nhỏ 40S và Met-tARNiMet gắn vào
đầu tận cùng 5’ của mARN
Phức hợp trượt trên mARN tới codon AUG Tiểu đơn vị 60S gắn vào chuẩn bị cho giai đoạn
nối dài
Khởi đầu
Nối dài
Theo hướng 5’ 3’ trên mARN Giống nhau ở TB nhân sơ và TB nhân thật Là một chu kỳ, sau mỗi chu kỳ 1 aa mới được
thêm vào chuỗi polypeptid
Có sự tham gia của các yếu tố nối dài (EF)
Cấu trúc ribosom: có 2 vị trí quan trọng Vị trí P: gắn phức hợp peptidyl-tARN (chuỗi
polypeptid đang hình thành gắn tARN)
Vị trí A (aminocyl) tARN mang 1 aa đến đối mã
Nối dài
Nối dài
Chu kì nối dài: Tại P có 1 peptidyl-tARN, vị trí A lúc này trống 1 aminoacyl – tARN khác vào vị trí A mà có
anticodon khớp mã với codon tại A thì sẽ lưu
lại, có sự hỗ trợ của các yếu tố kéo dài EF
Nối dài
Chu kì nối dài: Liên kết peptid được hình thành giữa aa mới ở A với chuỗi polypeptid đang hình thành ở P chuyển polypeptid từ tARN ở PA, xúc tác:
enzym peptidyl-transferase
tARN cũ tách khỏi vị trí P Peptidyl-tARN di chuyển từ A P Ribosom chuyển dịch thêm 1 codon trên
mARN, do đó, codon tiếp theo đưa vào vị trí A
Nối dài
Nối dài
Kết thúc
Dịch mã chấm dứt khi gặp codon kết thúc là
UAA, UAG và UGA
Mã kết thúc không có anticodon, yếu tố kết
thúc RF sẽ kết thúc dịch mã VK: 3 yếu tố kết thúc RF1, RF2 và RF3 TB nhân thật: 1 yếu tố eRF
Kết thúc
Yếu tố kết thúc cắt đứt liên kết giữa aa cuối
của chuỗi peptid mới sinh và tARN cuối cùng Phản ứng cần xúc tác của enzym peptidyl
transferase
2 tiểu đơn vị ribosom và mARN được phóng
thích
Kết thúc
Polyribosom
Ở TB nhân nguyên thủy và TB nhân thật, khi
ribosom đầu tiên dịch mã được một đoạn thì
các ribosom khác có thể gắn vào phía trước
ribosom đầu tiên trên mARN để dịch mã
Do đó, các ribosom xếp thành chuỗi trên
mARN tạo nên cấu trúc polyribosom (polysom) Khoảng 15 – 20 ribosom có thể gắn cùng lúc trên mARN tốc độ tổng hợp protein tăng
đáng kể
Polyribosom
Polyribosom
Tóm tắt
Khởi đầu: 1 phức hợp gồm 3 thành phần: tiểu đơn vị nhỏ ribosom, Met-tARNiMet / Met- tARNfMet, mARN. Yếu tố khởi đầu sẽ phát hiện codon AUG giúp phức hợp và tiểu đơn vị lớn của ribosom gắn vào, bắt đầu dịch mã
Nối dài: các yếu tố nối dài tạo ra các bước chuyển vị. Các aa được đưa đến ribosom ở dạng aminoacyl-tARN
Kết thúc: yếu tố kết thúc nhận ra dấu hiệu kết
thúc trên mARN, dịch mã dừng lại
