ARN sự phiên mã II

Promoter vi khuẩn Hoạt động như điểm khởi đầu phiên mã  Kiểm soát tần suất khởi đầu hiệu quả  Là yếu tố điều hòa phiên mã chính ở vi khuẩn  Tính hiệu quả biến thiên  Càng gần trìn

Phiên mã– Dịch mã

Một số thuật ngữ

 Gen: 1 đơn vị DNA có chức năng.

 Gen cấu trúc: mã hóa cho protein = cistron

 Gen chỉ phiên mã thành RNA như rRNA, tRNA

 Cistron: 1 đơn vị DNA mã hóa cho 1 protein.

 Operon: các gene nằm kề nhau có cùng promoter.

Tiến trình phiên mã

 RNA polymerase nhận diện “promoter”.

 DNA được tháo xoắn cục bộ (tạm thời).

 Polymerase bắt đầu đọc DNA và tổng hợp RNA.

 Polymerase di chuyển đến vị trí kết thúc

 RNA tách ra khỏi polymerase.

 Một số RNA phải trải qua biến đổi.

5'-GTCACCCATGGAGG-3' S ợi không phiên mã

5'-GUCACCCAUGGAGG-3' mRNA

Khuôn mẫu

Promoter vi khuẩn

 Hoạt động như điểm khởi đầu phiên mã

 Kiểm soát tần suất khởi đầu hiệu quả

 Là yếu tố điều hòa phiên mã chính ở vi khuẩn

 Tính hiệu quả biến thiên

 Càng gần trình tự “chung”, càng hoạt động mạnh

Promoter chuẩn Promoter sốc nhiệt Promoter thiếu nitơ

RNA Polymerase của vi khuẩn

 Enzyme phức hợp

 Lõi enzyme có chức năng xúc tác gổm 4 tiểu đơn vị α2ββ’

 Yếu tố sigma (σ) nhận diện promoter

 α2ββ’σ = holoenzyme

RNA Polymerase của vi khuẩn

 Lõi xúc tác có thể gắn với DNA nhưng

RNA Polymerase của eukaryote

Tổ chức gene, phiên mã và dịch mã trong prokaryotes and eukaryotes

RNA Polymerases

Hoạt động của RNA Polymerase

α-amanitin ức chế hoạt tính polymerase của Pol II

Một mạch đơn được dùng làm khuôn

để tổng hợp RNA bởi RNA

Polymerase

Khởi đầu R

Kéo dài

Kết thúc

The 3-D structure of Pol II holoenzyme

Kết thúc

 Polymerase rời khỏi sợi khuôn

 DNA nhập lại

 Bản sao tách ra

 Tất cả gen đều có nucleotid cuối cùng xác định

 Tạo tín hiệu ngừng phiên mã

 Có thể chỉ phụ thuộc trình tự

 Có thể cần protein tham gia (yếu tố Rho)

Kết thúc đơn giản

 Trình tự kiểu Palindrome tạo nút “kẹp tóc”

 Trình tự của ARN làm ngừng polymerase

 Bốn U sau nút liên kết yếu với ADN

Kết thúc với yếu tố Rho

 Là protein gắn RNA

 Nhận diện các trình tự giàu C và nghèo

G

 Có kênh để RNA chạy qua

 Hoạt động như helicase để kéo RNA khỏi DNA

Biến đổi ARN

 Bản sao RNA có thể được biến đổi

 Cần thiết để RNA có chức năng đúng

 Xảy ra sau khi phiên mã hoàn tất

 Được kiểm soát bởi trình tự gen

 Xảy ra đối với tất cả RNA ở eukaryote

 Chỉ xảy ra với tRNA và rRNA ở vi khuẩn

Biến đổi ARN

Chụp mũ đầu 5’

Biến đổi đầu 3’

 Thêm đuôi polyA

 AAUAAA trong bản sao đóng vai trò tín hiệu

 Nuclease cắt DNA sau trình tự tín hiệu

 Poly(A) polymerase thêm chuỗi A vào

 Làm tăng tính ổn định của mRNA

 Có liên quan đến sự dịch mã (?)

Biến đổi đầu 3’

Phân cắt đầu 3’ và gắn poly(A) cho pre-mRNAs

Phân cắt đầu 3’ và gắn poly(A) cho pre-mRNAs

Cắt nối mRNA

 Bản sao nguyên thủy giống DNA

 Gồm có intron và exon

 Cắt nối để loại bỏ intron

 Xúc tác bởi RNA, chứ không phải protein

 Một số bản sao là RNA tự cắt nối

 Tham gia của các snRNP

Nghiên cứu lai giữa RNA-DNA cho thấy các intron bị loại bỏ trong quá trình biến đổi sau

phiên mã

Cắt nối RNA

Các trình tự bảo thủ xung quanh vùng cắt ở đầu 5’ và 3’ trong pre-mRNA của

eukaryotes

Phức hợp cắt nối - Spliceosome

Hai phản ứng chuyển ester hóa giúp cắt các introns ra khỏi pre- mRNA

Sự cắt RNA có chọn lọc làm tăng số protein được biểu hiện từ một eukaryotic gene

Điều hòa phiên mã operon lac của E coli

Phiên mã được điều hòa bởi các yếu tố phiên mã

Các phân tử kế cận promoter giúp điều hòa biểu hiện eukaryotic gene

Các phân tử kế cận promoter giúp điều hòa biểu hiện eukaryotic gene

Điều hòa biểu hiện gene

Các motifs gắn kết DNA, điều hòa phiên mã

DỊCH MÃ

1. Messenger RNA (mRNA)

2. Transfer RNA (tRNA)

3. Ribosomal RNA (rRNA

Letter

Second Letter

Third Letter

AUC ACC AAC AGC C

AUA Ile ACA

TÍNH CHẤT CỦA MÃ DI TRUYỀN

- Mã di truyền là bộ ba nucleotide

- Có tính thống nhất cho toàn bộ sinh giới

- Mã di truyền có tính suy biến.

- Mã khởi đầu AUG mã hóa cho methionine

- Mã kết thúc UAA, UGA, và UAG

- Trình tự dịch mã từ mã khởi đầu cho đến mã kết thúc gọi là khung đọc (reading

frame).

- Trình tự dịch mã theo chiều 5’  3’

- Mã di truyền chồng lắp lên nhau

Theo lý thuyết, một mRNA có thể tạo 3 khung đọc

Một vài ngoại lệ của mã di truyền

Cấu trúc gấp cuộn của tRNA làm tăng chức năng dịch mã

The Folded Structure of tRNA Promotes Its Decoding Functions

RNA vận chuyển (tRNA)

Cấu trúc bậc III của RNA

Sự gắn kết linh hoạt giữa mã và đối mã

Ribosomes là các nhà máy tổng hợp protein

Các bước tổng hợp proteins

trên ribosomes

Ribosome

Cycle of peptidyl chain elongation

During translation in eukaryotes

Model of protein synthesis on circular polysomes and recycling of ribosomal

subunits.