Mã di truyền và sự dịch mã

MÃ DI TRUYỀN – SỰ DỊCH MÃ- Các thành phần tham gia : tRNA, rRNA, mRNA - Quá trình dịch mã : khởi đầu, kéo dài, kết thúc - Dịch mã ở prokaryote... HOẠT HÓA AMINO ACID Enzyme : Aminoacyl-t

MÃ DI TRUYỀN – SỰ DỊCH MÃ

- Các thành phần tham gia : tRNA, rRNA, mRNA

- Quá trình dịch mã : khởi đầu, kéo dài, kết thúc

- Dịch mã ở prokaryote

QUÁ TRÌNH BIỂU HIỆN GENE

MÃ DI TRUYỀN

CÁC CÔNG TRÌNH GIẢI MÃ DI TRUYỀN

 mRNA tổng hợp nhân tạo + hệ thống dịch mã in vitro :

Poly-U, pol-A, poly-C và poly-G  UUU cho phenylalanine, CCC cho proline and AAA cho lysine

 Copolymers tổng hợp nhân tạo

Ví dụ : – UGUGUGUGU 

-Cys–Val-Cys-Val-Tiếp tục tổng hợp – UGGUGGUGG-  UGG UGG UGG , GGU GGU GGU or

GUG GUG GUG  polytryptophan , poly-glycine và poly-valine

Kết hợp hai kết quả : GUG được giải mã

CÁC CÔNG TRÌNH GIẢI MÃ DI TRUYỀN (tiếp)

THUYEÁT WOBBLE

THUYEÁT WOBBLE (tieáp)

THUYEÁT WOBBLE (tieáp)

CÁC NGOẠI LỆ TRÊN MÃ DI TRUYỀN

KHÁI NIỆM “KHUNG ĐỌC MỞ” (OPEN READING FRAME)

nhau khoảng 300 codon (prokaryote) hay 400 – 500 codon (eukaryote) (kích thước trung bình của 1 polypeptide).

mRNA polycistron ở prokaryote có thể chứa nhiều ORFs còn mRNAs

monocistron ở eukaryote thường chỉ có 1 ORF.

 400 - 500 codons

“Adapted from Watson J.D et al 2004 Molecular Biology of the Gene

5 th edition, p.413, fig 14.1 Benjamin Cummings., CSHL Press”

CÁC THÀNH PHẦN THAM GIA DỊCH MÃ

Số lượng bản sao / lọai

Thành phần

Loại Phân tử

/ tế bào

Trọng lượng khô tế bào (%)

Tế bào E coli : 38.000 ribosome 1.500 mRNA

200.000 tRNA

CAÁU TRUÙC tRNA

CAÁU TRUÙC tRNA (tieáp)

CÁC BASE BẤT THƯỜNG TRÊN tRNA

CAÁU TRUÙC rRNA

RIBOSOME PROKARYOTE VÀ

EUKARYOTE

SỰ DỊCH MÃ Ở PROKARYOTE

Khởi đầu

HOẠT HÓA AMINO ACID

Enzyme : Aminoacyl-tRNA synthetase

Bước 1 : Amino acid và ATP gắn vào enzyme

Bước 2 : tRNA liên kết với phức hợp enzyme-amino acid

Bước 3 : tRNA được nối với amino acid bằng liên kết giàu

TƯƠNG TÁC mRNA-rRNA :

TRÌNH TỰ SHINE-DALGARNO

KHỞI ĐẦU DỊCH MÃ

Bao gồm 3 bước :

1 mRNA liên kết với tiểu phần 30S của rRNA Các nhân tố IF1 và IF3 ngăn 2 tiểu phần ribosome liên kết với nhau

2 tRNA được nhân tố IF2 mang đến gắn vào phức hợp “mRNA-

30SrRNA”

3 Tòan bộ phức hợp trên liên kết với tiểu phần 50 S của ribosome để hình thành ribosome hoàn

chỉnh

KHỞI ĐẦU DỊCH MÃ

TƯƠNG TÁC mRNA - tRNA

SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT PEPTIDE Ở CHUỖI POLYPYEPTIDE ĐANG TỔNG HỢP

KÉO DÀI DỊCH MÃ

KÉO DÀI DỊCH MÃ

TRANSLATION ELONGATION (continued)

(1) RECRUITMENT OF AN AA-tRNA TO THE RIBOSOME An elongation factor, EF-Tu

associated with GTP, brings the aminoacyl-tRNA to the ribosome When EF-Tu/GTP has

positioned the aminoacyl-tRNA on the A site, it gets into contact with the adjacent factor binding center This center activates the hydrolysis of GTP, releasing EF-Tu/GDP from its bound aa-

tRNA.

A P E A

P E

The released EF-Tu/GDP, to be reused in another translational cycle, has to exchange the

bound GDP for a GTP This exchange is catalyzed by an elongation factor named EF-Ts.

EG-Tu /GDP EG-Tu / EF-Ts EG-Tu/ GTP EG-Tu /GTP/ aa-tRNA

“Adapted from Watson J.D et al 2004 Molecular Biology of the Gene

5 th edition, p.442, fig 14.31 Benjamin Cummings., CSHL Press”

PHẢN ỨNG KÉO DÀI & KẾT THÚC DỊCH MÃ

KÉO DÀI : Hoạt tính peptidyl transferase của ribosome xúc tác tạo liên kết peptide giữa 2 amino acid

KẾT THÚC : Liên kết peptide được hình thành giữa amino acid cuối của chuỗi

peptide và H2O

QUÁ TRÌNH KẾT THÚC DỊCH MÃ &

GIẢI PHÓNG RIBOSOME

SAI SÓT TRONG

DỊCH MÃ

Sai nhầm ở các bước :

 RNA pol bắt nhầm

nucleotide khi phiên mã : < 10 -6

 Ribosome đọc lệch khung :

SỬA SAI TRONG BƯỚC GẮN tRNA-AMINO ACID

SỬA SAI TRONG DỊCH MÃ

Sửa sai trong bước gắn amino

Sửa sai trong quá trình kéo dài phiên mã khi tRNA-aa không phù hợp đến đọc codon

POLYSOME

DỊCH MÃ & PHIÊN MÃ Ở

PROKARYOTE & EUKARYOTE

 Ở prokaryote, phiên mã và dịch mã xảy

ra gần như đồng thời và trong cùng một

CÂU HỎI

1 Các đặc điểm của mã di truyền

2 Mô tả các thí nghiệm ban đầu nhằm thiết lập bảng mã di truyền

3 Nội dung của thuyết Wobble và ý nghĩa của nó đối với tế bào

4 Câùu trúc của tRNA

5 Cấu trúc của ribosome prokaryote/eukaryote

6 Mô tả quá trình gắn amino acid vào tRNA

7 Mô tả quá trình khởi đầu dịch mã

8 Mô tả quá trình kéo dài dịch mã

9 Mô tả quá trình kết thúc dịch mã và phân rã bộ máy dịch mã

10.Sai sót trong việc gắn amino acid vào tRNA và biện pháp khắc phục của tế bào

11.Sai sót trong quá trình dịch mã và biện pháp khắc phục của tế bào 12.Những khác biệt trong dịch mã ở prokaryote và eukaryote