Bài giảng sinh tổng hợp protein (protein translation)

E P ASự dịch mã của mRNA AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA 3 vị trí của ribosome: A vị trí gắn, P vi trí Peptide và E vị trí đầu ra Phức hợp tRNA-Met đầu tiên đến gắn vào vùng P tín hiệ

SINH TỔNG HỢP PROTEIN (PROTEIN TRANSLATION)

Điều hòa vận chuyển RNA

MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

Sự hoạt hóa tRNA của giai đoạn dịch mã

Ribosome: 3 vị trí gắn và tunnel

RNA 5S

RNA 23S Protein

RNA 16s

E P A

Sự dịch mã của mRNA

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA

3 vị trí của ribosome: A (vị trí gắn), P (vi trí Peptide) và E (vị trí đầu ra)

Phức hợp tRNA-Met đầu tiên đến gắn vào vùng P (tín hiệu của cho sự dịch mã),tiểu đơn vị ribosome đến gắn vào vị trí mã hóa khởi đầu AUG (hoặc CUG) Đơn vịlớn ribosome đến gắn tạo nên cấu trúc ribosome hoàn chỉnh, bước này diễn ra rấtnhanh

Khi đó, quá trình dịch mã bắt đầu Phức hợp tRNA-aa tiếp theo đến gắn nối tiếp ởvùng A Lúc này liên kết peptid chưa hình thành

Giai đoạn khởi đầu

E P A

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA

Nếu đơn vị mã hóa và đối mã bắt cặp đúng ở vùng A, cấu trúc ribosome mớiđược hình thành Nếu bắt cặp không đúng, phức hợp tRNA-aa khác đến gắn tuần

tự cho đến khi gắn đúng Vùng mã đọc (PROOFREADING) từ vị trí A đến mãkết thúc UAG

Giai đoạn kéo dài

Sự dịch mã của mRNA

E P A

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA

Sau khi tRNA và Ribosome gắn yên vị trên bộ 3 mã gốc, ngay lập tức aminoacid chuyển vị gắn với amino acid trên tRNA ờ vùng A và liên kết peptid đượchình thành (do peptidyltranferase xúc tác)

Sự dịch mã của mRNA

E P A

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA

Phân tử Ribosome dịch chuyển qua mã bộ 3 kế tiếp Ở vùng E, tRNA ở trạng thái đơn lẻ Ở vùng P, tRNA mang 1 liên kết peptid (2 amino acids).

Sự dịch mã của mRNA

E P A

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA

Một tRNA-aa mới đến gắn vào vùng A , tRNA ở vùng E tách rời

Sự dịch mã của mRNA

E P A

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA

Nếu bộ 3 đối mã trên tRNA gắn phù hợp với bộ 3 mã sao ở vùng A, ribosome

sẽ được dịch chuyển qua vùng A

Sự dịch mã của mRNA

E P A

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA

2 aa trên tRNA ở vùng P chuyển vị qua tRNA ở vùng A, liên kết peptid đượchình thành

Sự dịch mã của mRNA

E P A

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA

Khi có sự chuyển vị, ribosome dịch chuyển qua bộ 3 mã sao kế tiếp, đồng thờitRNA-aa mới đến gắn vào vùng A

Sự dịch mã của mRNA

E P A

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA

Khi sự chuyển vị đến vùng A - bộ 3 kết thúc (STOP codon), không có một tRNAnào có thể gắn vào vị trí này, chỉ có 1 protein gắn vào (có hình dạng 3D tương tựtRNA) Chuỗi peptid được giải phóng.

Giai đoạn kết thúc

Sự dịch mã của mRNA

AUG NNN NNN NNN NNN UAG NNN AAAAAA

Sự tái sinh của quá trình giải mã

Sự dịch mã của mRNA

GIAI ĐOẠN KHỞI ĐẦU CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

Ở PROKARYOTE

Giai đoạn khởi đầu của Prokaryote

1 2 đơn vị của ribosome phân tách (IF-1)

5 50S gắn vào phức hợp khởi đầu và loại bỏ IF-1, IF-3

6 Tách loại IF-2 , thủy phân GTP thành GDP và Pi

GIAI ĐOẠN KÉO DÀI CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

Ở PROKARYOTE

Sự chọn lọc:

tRNA-aa

GTP

Các yếu tố kéo dài (eF-Tu)

Tạo thành liên kết peptid ở 23S rRNA do các yếu tố xúc tác

Sự chuyển vị giải phóng EF-G

Tái sinh của EF-Tu bằng EF-Ts

Ts

GTP GDP

GTP

Tu

Ts

GIAI ĐOẠN KẾT THÚC CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

Ở PROKARYOTE

GIAI ĐOẠN KẾT THÚC CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

Các yếu tố tham gia ở giai đoạn kết thúc

2 yếu tố tham gia nhận biết phóng thích chuỗi:

- RF-1 nhận biết UAA hoặc UAG,

- RF-2 nhận biết UAA hoặc UGA.

2 yếu tố tham gia giai đoạn kết thúc:

- RF-3

- RF-4

RF1 và RF2 hiện diện với số lượng ít (600 molecules/cell, 1 dùng cho 50 ribosomes).

Ở đơn bào nhân sơ (halobacteria, arman…) yếu tố RF1 nhận biết cho cả 3 bộ 3 kết thúc (UAA, UAG và UGA)

GIAI ĐOẠN KHỞI ĐẦU CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

Ở EUKARYOTE

Hình thành phức hợp tiền khởi đầu ở eukaryotic

eIF-2-GTP Met

Met-RNAti

AUG GAU GAA CUU AAU UGA (A)n

Met

GTP 2 3

AUG GAU GAA CUU AAU UGA (A)n

«đọc lướt»

ATP

4A

ADP

ACC AUG CAU GAA

Met

GTP 2

ACC AUG GAU GAA

Met

GTP 2

ACC AUG GAU GAA

«đọc lướt»

ATP 4B 4A

Sự lắp ráp ribosome

A

Met

GTP 2 3

Sự tương tác đầu 5’ và 3’ của mRNA

PABP: polyA Binding Protein, PABP cũng đồng thời tương tác với eIF-4G

Hình thành cấu trúc vòng của mRNA

eIF4G tương tác trực tiếp với PABP và eIF3

GIAI ĐOẠN KHỞI ĐẦU CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH

MÃ Ở EUKARYOTE

AUG CAU GAA CUU UUG GCG UGA

Sự tái dùng các ribosome

Vai trò của elF4G làm nền cho sự hoạt hóa cho PABP, elF3 và elF4E

GIAI ĐOẠN KÉO DÀI CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

Ở EUKARYOTE

Các yếu tố kéo dài ở eukaryote

eEF1A = EF-Tu

tùy thuộc loại sinh vật.

eEF2 = EF-G

transférase

GIAI ĐOẠN KẾT THÚC CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ

Ở EUKARYOTE

Giai đoạn kết thúc của dịch mã ở eukaryote

Sự quan trọng của vùng trình tự gần bộ 3 kết thúc

Hiệu suất giai đoạn kết thúc

của dịch mã phụ thuộc vào

Câu 1: Trong dịch mã, liên kết peptide được

Câu 2: Quá trình dịch mã trên mRNA của tế

bào

A Diễn ra liên tục từ codon khởi đầu theo chiều 5’ đến 3’

B Diễn ra liên tục từ codon khởi đầu theo chiều 3’ đến 5’

C Diễn ra ở vùng mã đọc (proofreading)

D A và C đúng

E B và C đúng

Câu 3: Chuỗi peptid đang hình thành gắn vào ở

Câu 4: Giai đoạn khởi đầu của quá trình dịch

mã ở prokaryote có các yếu tố tham gia

A IF1, IF2 và IF3

B IF1, IF2/GTP và IF3

C IF1, GTP và IF3

D EF-Tu, EF-G

E EF-G/GTP

Câu 5: Giai đoạn kéo dài của quá trình dịch mã

ở eukaryote có các yếu tố tham gia

A eEIF1A, eEIF1B và eEIF2

B IF1, IF2/GTP và IF3

C IF1, GTP và IF3

D EF-Tu, EF-Ts và EF-G

E EF-G/GTP