QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP
PRÔTÊIN TRONG TẾ BÀO
Như đã biết, ADN qui định cấu trúc của prôtêin thông qua mARN. Bởi
vậy, quá trình sinh tổng hợp prôtêin bao gồm 2 giai đoạn chủ yếu:
1. Sao mã:
Chính là quá trình sinh tổng hợp mARN theo cơ chế đã xét ở trên. Sau khi
được tổng hợp, phân tử mARN ra khỏi nhân tới ribôxôm để tham gia vào
giai đoạn giải mã.
2. Giải mã: Giai đoạn này gồm 2 bước chính:
a. Hoạt hoá axit amin:
Các axit amin tự do có trong bào chất được hoạt hoá nhờ gắn với hợp chất
giàu năng lượng ađenôzintriphôtphat (ATP) dưới tác dụng của một số loại
enzim. Sau đó, nhờ một loại enzim đặc hiệu khác, axit amin đã được hoạt
hoá lại liên kết với tARN tương ứng để tạo nên phức hợp axit amin – tARN
(aa – tARN).
b. Tổng hợp chuỗi pôlipeptit:
Đầu tiên, mARN tiếp xúc với ribôxôm ở vị trí mã mở đầu. Tiếp đó, tARN
mang axit amin mở đầu tiên vào ribôxôm, đối mã của nó khớp với mã mở
đầu của mARN theo nguyên tắc bổ sung. aa1 – tARN tới vị trí bên cạnh, đối
mã của nó khớp với mã của axit amin thứ nhất trên mARN theo nguyên tắc
bổ sung. Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và
axit amin thứ nhất. Ribôxôm dịch chuyển đi một bộ ba trên mARN (sự
chuyển vị) làm cho tARN mở đầu rời khỏi ribôxôm. Tiếp đó, aa2 – tARN
tiến vào ribôxôm, đối mã của nó khớp với mã của axit amin thứ hai trên
mARN theo nguyên tắc bổ sung.
Liên kết peptit giữa aa1 và aa2 được tạo thành. Sự chuyển vị lại xảy ra, và
cứ tiếp tục như vậy cho đến khi ribôxôm tiếp xúc với mã kết thúc của
mARN thì tARN cuối cùng rời khỏi ribôxôm, đồng thời chuỗi pôlipeptit
được giải phóng.
Trong các tế bào động vật, chuỗi pôlipeptit được kéo dài trung bình 7 axit
amin/giây. Ở vi khuẩn, quá trình này diễn ra nhanh hơn 2 – 3 lần.
Dưới tác dụng của enzim đặc hiệu, axit amin mở đầu bị tách khỏi chuỗi
pôlipeptit vừa được tổng hợp. Sau đó, chuỗi pôlipeptit tiếp tục hình thành
cấu trúc bậc cao hơn để tạo thành prôtêin hoàn chỉnh.
Đời sống của mỗi phân tử mARN rất ngắn. Nó chỉ được sử dụng để tổng
hợp xong vài chục chuỗi pôlipeptit cùng loại rồi tự huỷ. Các ribôxôm thì
được sử dụng nhiều lần, qua nhiều thế hệ tế bào và chúng có thể tham gia
tổng hợp bất cứ loại prôtêin nào.
mARN có thể không gắn với từng ribôxôm riêng rẽ, ma` đồng thời với một
nhóm ribôxôm (5 – 20 ribôxôm) được gọi là pôlixôm. Sau khi ribôxôm thứ
nhất dịch chuyển được 50 – 100Å thì ribôxôm thứ 2 lại gắn vào mARN.
Tiếp đó đến ribôxôm thứ 3, thứ 4... Khi đã dịch chuyển hết chiều dài của
mARN thì nhóm ribôxôm này đã tổng hợp liên tiếp được nhiều phân tử
prôtêin cùng loại.
