Cấu tạo ADN và ARN

Hoá sinh thực vật
Cấu tạo ARN
Quá trình phiên mã
So sánh quá trình phiên mã ở tế bào Prokaryota và Eucaryota


Vũ Thị Thuỳ linh Nguyễn Thị Hương
Phạm Thị Thu Hiền Nguyễn Thị Thanh Xuân
1.Cấu tạo ARN

1.1. Đặc điểm chung
1.2. Vai trò của ARN
1.3. Cấu tạo ARN
1.3.1.Cấu tạo ARN thông tin (ARNm)
1.3.2.Cấu tạo ARN ribosom (ARNr)
1.3.3.Cấu tạo ARN vận chuyển (ARNt)


1.Cấu tạo ARN
1.1.Đặc điểm chung:
ARN được cấu tạo từ các ribonucleotid
(ARNm, ARNt, ARNr)
Có trong nhân, nhiễm sắc thể, ty thể, lạp thể, đặc biệt có nhiều trong ribosom
Trong ARN thường có nhiều basenitơ chiếm tỉ lệ 8-10%
Hầu hết đều có cấu trúc bậc một (trừ mARN ở đoạn đầu)
1.2.Vai trò của ARN:
Các ARN truyền thông tin di truyền từ nhân đến tế bào chất
AND phiên mã ARNm dịch mã polypeptid protein

ARNr, ARNt


1.Cấu tạo ARN
1.3.1. ARNthông tin (ARNm)
ARN có trong nhân, tế bào chất
ARNm được hình thành do sự sao chép theo nguyên tắc bổ sung với một sợi đơn từ ADN khuôn.Với sự tham gia của ARN-polymerase
Chức năng:ARNm là khuôn trực tiếp trongquá trình dịch mã, truyền thông tin từ AND đến protein
Kích thước và số lượng phụ thuộc vào sợi đơn AND khuôn.





1.3.1. ARNthông tin (ARNm)
ARNm thường có thời gian sống ngắn từ 2-3phút đối với tế bào chưa có nhân chuẩn và từ 3-4giờ đối với tế bào có nhân chuẩn.
ARNm bị phân huỷ nhanh khi quá trình dịch mã kết thúc
ARNm của tế bào có nhân chuẩn là ARNm monocistromic. ARNm của tế bào chưa có nhân chuẩn là ARNm
1.3.2. ARNribosom (ARNr)
ARNr là thành phần chủ yếu của ribosom địa điểm sinh tổng hợp chuỗi polypeptid, chứa 90% tổng hợp ARN của tế bào và 70-80%loại protein. Trong ribosom ARN chiếm 60-80%

Khối lượng tham gia quá trình giải mã ARNm bằng chuỗi polypeptid
1.3.3. ARN vận chuyển (ARNt)
ARNt là axit nucleotid tương đối nhỏ vận chuyển đặc hiệu các acid amin đến ribosom để sinh tổng hợp chuỗi polypeptid Mỗi axit amin được vận chuyển ít nhất một ARNt đặc hiệu cho nó
ARNt trong tế bào chưa có nhân chuẩn có khoảng 30-40 loại. Trong tế bào có nhân chuẩn 50-60 loại
Đặc điểm:Nó là một chuỗi polynucleotid chứa 73-93 nucleotid có hình hoa chữ thập, chứa nhiều basenitơ chiếm tỉ lệ từ 7-15% phân tử.Chúng là dẫn xuất của metyl hay đimetyl của A,U,C,G
1.3.3. ARN vận chuyển (ARNt)
Hầu hết các ARNt đều chứa axit guanilic ở đầu 5’ và bộ C-C-A ở đầu 3’
Nhóm OH tại C’3 của acid adenilic chính là vị trí nhận acid amin mà nó chịu trách nhiệm vận chuyển
Trên ARNt có 1 bộ ba nuclêotid dược gọi là bộ ba đối mã(aticodon) bộ ba này được sử dụng để nhận biết 1 bộ ba trên ARNm được gọi là mã di truyền (codon) mã hoá cho acid amin
Aticodon và codon nhận ra nhau theo nguyên tắc bắt cặp bổ sung. Chính vì đó mà các acid amin được vận chuyển và lắp ráp với nhau theo đúng trình tự đã được mã hoá trên ARNm
Vai trò: làm nhiệm vụ vận chuyển đặc hiệu.
So sánh cấu tạo AND và ARN
Phân tử AND
AND tồn tại chủ yếu trong nhân tế bào, cũng có ở ty thể, lạp thể trong tế bào chất
Đường Ribose
Basenitơ A, C, G, T
Cấu tạo bởi 2 mạch polynucleotide
Cấu trúc bậc 2 là cấu trúc xoắn kép

Phân tử ARN
ARN có nhiều trong tế bào chất
Đường Deoxyribose
Basenitơ A, G, C, U
Cấu tạo bởi 1 mạch polynucleotide
Trong không gian không có cấu trúc xoắn kép
1.Cấu tạo ARN
Cấu tạo AND Cấu tao ARN
2.Quá trình phiên mã
Quá trinh phiên mã là quá trình sao chép AND bởi enzym AND polymerase để tạo thành 2 ARN bổ sung. Đây là quá trình truyền thông tin di truyền từ phân tử AND sang ARN
Sản phẩm của quá trinh phiên mã là ARNm
Quá trình tổng hợp sợi ARNm được tổng hợp theo chiều 3’- 5’ của sợi khuôn
Điều kiện của quá trình phiên mã :
AND khuôn
Có các nucleotid: ATP,GTP,CTP,UTP
Có enzyme ARN polymirase
ion Mg2
Phương trình tổng quát:
4n(ATP) (AMP,GMP.CMP,UMP)n + 4nPPi

Cơ chế:
2.1.Giai đoạn mở đầu:
Enzim ARN polimerase có thể gấn lên một trình tự bất kì ARN khuôn và tạo phức đong AND khuôn ở dạng xoắn ARN polimerase ở dạng không hoạt động.
Ái lực của nó với prômtẻu nhỏ do đó nó có thể trượt dọc ptử ARN khuôn mà không nhận ra promoteur.





2.Quá trình phiên mã
ARN polymerase
AND khuôn , Mg2+
Khi factơ gắn vào ARN polimerase thì ARN polymerase được chuyển sang trạng thái hoạt động nó có ái lực lớn hơn promteur. Nó nhận ra promoteur và kết hợp với promoeur của ARN khuôn, lúc này phức AND khuôn và ARN polymerase trở thành phức mở. Phân tử polymerase được tháo xoắn.Sợi đơn có chiều 3’- 5’ theo chiều tháo xoắn được sử dụng làm sợi khuôn. Quá trình sinh tổng hợp ARNm bắt đầu. Mỗi phân tử ARNpolymerase cần một yếu tố factơ đặc hiệu cho nó.


Quá trình phiên mã
Phức bậc 2 enzyme và AND khuôn nhanh chóng trở thành phức bậc 3 khi đoạn nucleotid đầu tiên được hình thành
Tuy nhiên lúc này ARNpolymerase vẫn kết hợp với AND khuôn tại vì trí promoteur
Yếu tố factơ rời khỏi ARNpolymerase 3 do đó ái lực giữa ARNpolymerase và promoteur giảm. ARNpolymerase có thể trượt dọc phân tử AND khuôn. Đến đây giai đoạn mở đầu kết thúc.
Quá trình phiên mã
2.2.Giai đoạn 2:
Phân tử ARNpolymerase trượt dọc phân tử AND khuôn. Nó trượt tới đâu thì xoắn của AND được tháo ra tới đó. Sợi đơn được mở ra theo chiều 3’- 5’ theo chiều mở xoăn được dung kàn sợi khuôn để kéo dài đoàn ARN đang hình thành
Khi kéo dài thêm được 12 nucleotid thì sợi ARN đang hình thành tách khởi sợi khuôn và đoạn xoắn ARN khôi phục.

Quá trình phiên mã
Phương trình tổng quát:
(NMP)m + NTP (NMP)n+1 + PPi

Đoạn mở xoắn ARN thường có chiều dài 17 nucleotid. Quá trình kéo dài cứ diễn ra như vậy cho đến khi ARNpolymerase gặp trtình tự kết thúc. Enzyme ARN polymease kông có khả năng sửa sai. Tỉ lệ sai sót của quá trình phiên mã thường 1lỗi / 104, 105 nu


Quá trình phiên mã
Mg2+
2.3.Giai đoạn khết thúc:
Kiểu kết thúc không cần phân tâm:
để thực hiên xơ chế kết thúc này trong phân tử ARN phải có trình tự đặc biệt gọi là trình tự palandramic
Đoạn ARN tổng hợp được trên trình tự paladramic của ARN có khả năng bắt cặp bổ sung với nhau tạo cấu trúc giống hình kẹp tóc
Enzyme ARNpolymerase khi gặp cấu trúc hình kẹp tóc như vậy sẽ ngừng lại. Sợi ARN mới tổng hợp sẽ tách khởi sợi khuôn, 2sợi đơn AND của khuôn xoắn lại với nhau ARN polymerase được giải phóng.
Quá trình phiên mã
Kiểu kết thúc thuộc factor rô:
Ở một số loài giai đoạn kết thúc cần factor rôlà protein đựơc cấu tạo từ 6 tiểu đơn vị
Factor rô có thể gắn với sợi ARN đang hình thành và tr]tj dọc theo chiều 3’- 5’
Khi factor rô gặp ARNpolymerase đoạn xoắn giữa ARN và AND khuôn bị tháo ra phân tử ARN polymerase rời khỏi ARN khuôn.Quá trình phiên mã kết thúc.



Quá trình phiên mã
Quá trình phiên mã
ARN polymerase
17 nu
Quá trình phiên mã
"Vòng đời" của một mRNA trong tế bào eukaryote. RNA được phiên mã trong nhân tế bào; khi hoàn tất quá trình chế biến, mRNA trưởng thành được vận chuyển đến tế bào chất và dịch mã nhờ ribosome. Đến một thời điểm nhất định, mRNA sẽ bị phân huỷ thành các nucleotide.
Sơ đồ quá trình phiên mã
Quá trình phiên mã
Quá trình phiên mã
Mô hình hoạt động của 2 loại mRNA. Ở tế bào bình thường, gen CAT phien mã ra CTN-RNA (a, b) và CAT2 mRNA (c) theo loại promotor và đuôi polyA khác. CTN-RNA được lưu giữ trong nhân và điều chỉnh lượng CAT mRNA. Ở tế bào bị stess, CTN-RNA chịu sự biến đổi sau phiên mã, đuôi 3` không mã hóa bị cắt đứt (d) để tạo thành CAT mRNA (f). CAT mRNA sẽ chuyển ra tế bào chất và dịch mã sang protein nhằm đáp ứng nhanh cho tế bào.
So sánh sự phiên mã của tế bào Prokaryota và Eukaryota
Ở tế bào Prokaryota:
Quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời
Ở tế bào Eukryota:
Quá trình phiên mã diễn ra ở trong nhân. Quá trình dịch mã diễn ra ở tế bào chất
Địa điểm xảy ra quá trình phiên mã của tế bào Prokrayota và Eukaryota
So sánh sự phiên mã của tế bào Prokaryota và Eukaryota
Tế bào Prokaryota:
Sản phẩm là những ARNm có kích thước khác nhau Mỗi ARNm lại mã hoá cho một hoặc nhiều chuỗi polypeptid.Tế bào cần loại polypeptid nào thì ribosom gắn ARNm tương ứng để tiến hành dịch mã.

Tế bào Eukaryota:
Sản phẩm trực tiếp là tiền ARNm.Tiền ARNm phải chịu 1 loạt các cải biến để trở thành ARNm trưởng thành. ARNm trưởng thành chui qua lỗ màng nhân ra ngoài nhiễm sắc thể. Tại đó nó được sử dụng làm khuôn để sinh tổng hợp polypeptid.
phẩm trực tiếp của quá trình phiên mã:
So sánh sự phiên mã của tế bào Prokaryota và Eukaryota
các cải biến của tiền ARNm:

Gắn mũ chụp 7 mitylguanin được gắn đầu 5’ được hình thành. Mũ này có tác dụng bảo vệ ARNm khỏi sự phân giải của enzyme
phosphatase. Ngoài ra mũ chụp còn kích hoạt cho quá trình dịch mã.


các cải biến của tiền ARNm: