Bài 2. Phiên mã và dịch mã

Phiên mã
Enzyme phiên mã
Phiên mã ở Prokaryote
Phiên mã ở Eukaryote
?

?

?

?

ở E.Coli, RNA-polymerase có hệ số lắng 11S - 13S và khối lượng phân tử 500.000 dalton; từ enzyme RNA polymerase nhân tố sigma (?) có thể kết hợp với enzyme lõi khác.

?


�
�



Enzyme RNA -polymerase
Phiên mã ở Prokaryote
Promotor và enzyme ARN-polymerase
-----TTGACA-------------TATAAT--------- ----------- mARN
-35 bp -10 bp +1
Do¹n nhËn biÕt Do¹n
(recognition sequence) ARN-polymerase
nhËn biÕt


Phiên mã ở Prokaryote
Các giai đoạn của phiên mã
Quá trinh phiên mã của Prokaryote bao gồm 3 bước: khởi đầu, kéo dài và kết thúc.
? ARN-polymerase lõi cùng nhân tố ? nhận biết và bám vào trinh tự khởi động (promotor). ARN polymerase trượt dọc gene (3` - 5`) xúc tác biến tính cục bộ 2 sợi ADN lộ ra sợi khuôn tổng hợp ARN.
? Quá trinh tổng hợp ARN bắt đầu và sợi ARN được sinh ra theo chiều 5` - 3`.
? Doạn kết thúc ra tín hiệu cho ARN-polymerase dừng phiên mã. Doạn kêt thúc gồm 2 phần: phần có tỷ lệ GC cao và một loại base T trên sợi antitemplate.
Phiên mã ở Prokaryote
Dặc điểm
Sản phẩm phiên mã là sợi đơn ARN
ADN dãn xoắn cục bộ, chỉ có 1 sợi làm khuôn tổng hợp ARN và được gọi là sợi có ý nghĩa ( strand sense )
Nguyên liệu là các ribonucleotit triphotphat : ATP, GTP, CTP, UTP gọi chung là NTP, enzyme xúc tác là ARN-polymerase.
ARN được tổng hợp theo chiều 5` - 3`, enzyme ARN-polymerase di chuyển theo chiều 3` - 5` trên sợi strand sense.
Phiên mã ở Eukaryote
Enzyme phiên mã
ARN polymerase
ARN-polymerase I: enzyme không bị ức chế bởi ? - amanitin (chất ức chế tổng hợp ARN), chuyên trách việc phiên mã các gene để tổng hợp rARN (28S, 58S và 18S).
ARN-polymerase II: enzyme bị ức chế bởi ? - amanitin, nó cần cho tổng hợp mARN .
ARN-polymerase III: enzyme bị ức chế bởi ? - amanitin ở nồng độ cao, phiên mã tổng hợp các tARN 4S, rARN 5S.

Phiên mã ở Eukaryote
Promotor và đoạn kiểm soát phiên mã
Promotor ở Eukaryotee nằm phía trước điểm xuất phát của mARN

------GGGCGGG-------CCAAT--------TATA----- ------mARN
-110 bp -40 bp -30 bp +1

Hộp TATA, định hướng cho ARN -polymerase bắt đầu phiên mã, nằm khoảng dưới 30 bp (động vật có vú) và 60-120 bp (nấm men). Trước hộp TATA có hai trinh tự tương ứng phía trước khoảng 40 bp là CCAAT và 110 bp là trình tự giàu GC
Sự thay đổi hộp TATA làm giảm tốc độ phiên mã.
Phiên mã ở Eukaryote
Các giai đoạn của phiên mã
Giai đoạn khởi động: chịu sự kiểm tra của một trình tự đặc biệt đó là "hộp TATA" (TATA box) nằm trước vị trí bắt đầu phiên mã khoảng 25 -35 nucleotit. ARN- polymerase II hoạt động phiên mã nhờ nhiều nhân tố TF có bản chất là protein (trascription factor) cho phép khởi động sự phiên mã.
Giai đoạn kéo dài: phân tử ARN được tổng hợp từ mạch khuôn ADN. Quá trình này nhờ nhân tố TF IIS.
Giai đoạn kết thúc: phiên mã kết thúc trước điểm gắn đuôi poly A rất xa. Kết thúc phiên mã có liên quan đến cấu trúc kẹp tóc tiếp ngay sau trình tự giàu GC.

Phiên mã ở Eukaryote
Diễn biến quá trinh phiên mã

? Gắn chóp: khi pre mARN đang tạo ra dài 20 - 30 base thì ở đầu 5`P nối thêm 7-methylguanosine liên kết 5`P - 5`P. Bản phiên mã đầu tiên là tiền mARN gồm cả exon và intron.
? Thêm đuôi poly A: một đoạn ngắn của mARN bị cắt ra và các base adenine nối vào thành đuôi poly A.
? Splicing: cắt dời các intron và nối các exon nhờ phức hợp ribonucleoprotein (SnRNP) của nhân, tạo cấu trúc không gian thuận tiện cho các đầu exon gần nhau và xúc tác phản ứng cắt nối hinh thành ARN trưởng thành.
Phiên mã ở Eukaryote
Phiên mã ở Eukaryote
Dặc điểm
ARN-polymerase II chịu trách nhiệm tổng hợp mARN, còn 2 loại enzyme khác tổng hợp rARN và tARN. mARN, rARN và tARN chứa thông tin ở dạng bản sao của một gene.
Quá trinh phiên mã phức tạp, ở đầu 5` của mARN có gắn thêm 1 "chóp" (cap: chóp, chụp đèn) là 7-methylguanosine, còn cuối mARN có "đuôi" polyadenine dài 100 - 200 A.
Bản phiên mã đầu tiên là tiền mARN (premessager ARN -Pre-ARN) bao gồm cả các đoạn intron và exon, sau đó sau đó các intron bị cắt bỏ tạo thành mARN trưởng thành.