Bài 2: Phiên mã và dịch mã

1.1. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN

Các loại ARN:

• mARN:
  • Gồm 1 mạch polynuclêôtit, mạch thẳng. Đầu 5’ có trình tự nuclêôit đặc hiệu (không đuợc dịch mã) gần codon mở đầu để ribôxôm nhận biết và gắn vào
  • Mang thông tin di truyền  cấu trúc chuỗi pôlypeptit
• tARN:
  • Mạch đơn xẻ 3 thuỳ, thuỳ giữa mang anticôđon. Đầu 3’ mang a.a
  • Mang axit amin đến ribôxôm tham gia dịch mã
• ARN:
  • Là 1 mạch pôlynuclêôtit dạng mạch đơn hoặc quấn lại như tARN
  • Là thành phần cấu tạo ribôxôm

1.2. Cơ chế phiên mã

• Khái niệm phiên mã: là quá trình tổng hợp ARN trên mạch khuôn ADN
• Đối tượng xảy ra phiên mã là: ​Virut có vật chất di truyền là ADN mạch kép, vi khuẩn và sinh vật nhân thực
• Nơi diễn ra quá trình phiên mã​​: trong nhân tế bào, tại kì trung gian giữa hai lần phân bào, lúc NST tháo xoắn
• Diễn biến quá trình phiên mã:

- Bước 1: ​Tháo xoắn ADN

Enzim ARNpolymeraza bám vào vùng khởi đầu làm gen tháo xoắn để lộ mach khuôn 3'-5'

- Bước 2: Tổng hợp ARN

Enzim ARNpolymeraza trượt dọc theo mạch mã gốc 3'-5' tổng hợp ARN theo nguyên tắc bổ sung (A-U, G-X) cho đến khi gặp tín hiệu kết thúc

- Bước 3: Giai đoạn kết thúc

Enzim ARNpolymeraza gặp tín hiệu kết thúc thì quá trình phiên mã dừng lại và phân tử mARN vừa tổng hợp được giải phóng

• Lưu ý

  • Ở tế bào nhân sơ, mARN sau phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protein

  • Ở tế bào nhân thực, mARN sơ khai được cắt bỏ các đoạn Intron và nối các doạn Exon lại với nhau thành mARN trưởng thành

2.1. Khái niệm dịch mã

Dịch mã là quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit hình thành protein

2.2. Cơ chế dịch mã

- Hoạt hoá axit amin

• ​Nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các aa được hoạt hóa và gắn với tARN tương ứng tạo thành phức hợp aa-tARN
• Sơ đồ hóa: 

- Tổng hợp chuỗi Polipeptit

​

• Bước 1. Mở đầu

  • Đầu tiên tiểu phần bé của Riboxom tiếp xúc với mARN tại vị trí đặc hiệu có mã AUG

  • aa- tARN mang aa mở đầu metionin (ở sinh vật nhân thực), hoặc Foocminmetionin (ở sinh vật nhân sơ) tiến vào mARN bổ sung mã mở đầu theo NTBS (A-U, G-X)

  • Tiểu phần lớn của Riboxom liên kết với tiểu phần bé tạo thành Riboxom hoàn chỉnh

• Bước 2. Kéo dài chuỗi Polipeptit

  • Tiếp theo, aa1-tARN gắn vào vị trí bên cạnh, bộ 3 đối mã của nó cũng khớp với bộ 3 của axit amin thứ nhất trên mARN theo NTBS.

  • Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và aa1 (Met-aa1). Riboxom dịch chuyển đi 1 bộ 3 đồng thời tARN được giải phóng khỏi riboxom.

  • Tiếp theo, aa2-tARN lại tiến vào riboxom, quá trình cũng diễn ra như đối với aa1

  • Quá trình cứ tiếp tục tiếp diễn cho đến cuối phân tử mARN

• Bước 3. Kết thúc

  • Khi Riboxom tiếp xúc với mã kết thúc (UAA, UAG, UGA) thì quá trình dịch mã dừng lại

  • Riboxom tách khỏi mARN, giải phóng chuỗi polipeptit

  • aa mở đầu bị cắt khỏi chuỗi polipeptit tạo Pr có cấu trúc hoàn chỉnh 

​* Cơ chế phân tử của hiện tượng di truyền

Sơ đồ tư duy về quá trình phiên mã