QUÁ TRÌNH PHIÊN MÃ (ĐẠI HỌC)

quá trình phiên mã quá quá trình phiên mãquá trình phiên mãquá trình phiên mãquá trình phiên mãquá trình phiên mãvquá trình phiên mãvquá trình phiên mãvquá trình phiên mãtrình phiên mãquá trình phiên mãquá trình phiên mãquá trình phiên mãquá trình phiên mãquá trình phiên mã phiên mãquá trình phiên mãquá trình phiên mã

• Sản phẩm phiên mã là 1 sợi polyribonucleotide mạch đơn

• Để thực hiện hiện phiên mã, phân tử DNA phải dãn xoắn cục bộ Đối với mỗi gen, chỉ một trong hai sợi DNA được chon làm khuôn để tổng hợp phẩn tử

RNA Enzyme RNA- polymerase sẽ quyết định việc chọn sợi làm khuôn và xúc tác quá trình tổng hợp phân tử RNA.

• Phân tử RNA mới được tổng hợp theo chiều từ đầu 5’ – Photphat đến đầu 3’ – OH.

• Không có cơ chế sửa sai đi kèm với quá trình phiên mã, do vậy, những sai sót

sẽ dẫn đến sự sai khác trong biểu hiện gen Tuy nhiên, sự sai khác trong quá trình phiên mã không ảnh hưởng gì đến việc truyền đạt thông tin di truyền

cho thế hệ sau

Đặc điểm chung của QT Phiên Mã

Phiên mã TH mRNA ở Procaryote

Enzyme RNA polymerase ở Procaryote

khỏi enzyme lõi.

 Enzyme lõi được cấu tạo từ 5

chuỗi polypeptide: 2α, 1 β, 1 β’ ,1

ω.

 Ngoài ra, ở enzyme lõi còn có

nhân tố phiên mã là p và nus A

Phiên mã TH mRNA ở Procaryote

GĐ Khởi động

Protein Nus A

Phiên mã TH mRNA ở Procaryote

GĐ Kéo Dài

Tại sao RNA được sinh

tổng hợp chỉ bởi từ một

trong 2 mach DNA khuôn

mà không phải là cả hai?

Tiến hành gây đột biến trên tế bào

Prokaryote (giả sử dung DNA nhảy –

transposing DNA segments) Đột biến

được minh họa như sau:

Hoang dại: TTGACAT 15-17bp TATAAT

Đột biến: TATAAT 15-17bp TTGACAT

Gỉa sử muốn biểu hiện một gen mã hóa cho 1 enzyme trong con đường biến dưỡng của nấm men trong tế bào E.coli Dự đoán vùng Promoter của nấm men sẽ không phát huy chức năng trong E.coli Tai sao?

Cũng với giả sử như trên, nhưng thay Promoter nấm

men bằng Promoter E.coli Kết quả thực nghiệm cho

thấy đã xác định được RNA nấm men nhưng chiều dài của bản sao này dài hơn gấp 2 lần mRNA này nếu

được thu nhận từ nấm men Đưa ra giả thuyết để lý giải.

Giả sử gây đột biến trên tế bào nấm men làm ngăn cản quá trình gắn chop đầu 5’

cho sợi RNA vừa mới được phiên mã Tuy nhiên, tất cả các enzyme cần thiết cho quá trình gắn chop đều ở trạng thái bình

thường, thay vào đó, đột biến được tìm

thấy trên 1 tiểu đơn vị của enzyme RNA

polymerase II Xác định đó là tiểu đơn vị gì

và giải thích tại sao đột biến làm ảnh

hưởng đến việc gắn chop.

Tín hiệu kết thúc Nhân tố p

Phiên mã TH mRNA ở Procaryote

GĐ Kết Thúc

• Ở tế bào Eucaryote có 3 loại enzyme RNA

polymerase, mỗi loại đảm nhận một chức năng riêng biệt:

+ RNA polymerase I tổng hợp rRNA.

+ RNA polymerase II tổng hợp mRNA.

+ RNA polymerase III tổng hợp cái loại RNA có kích

thước nhỏ như tRNA, RNA 5S ở ribosome và các phân

tử RNA nhỏ khác

Cấu trúc rất phức tạp, có trọng lượng phân tử lớn

Phiên mã TH mRNA ở Eucaryote

Quá trình phiên mã ở Eucaryote

` Phiên Mã Ở Eukaryote

Qúa trình Nhân Đôi

Đơn vi tái bản, chạc ba sao chép.

Mỗi đoạn DNA được tái bản như là một đơn vị riêng lẻ được gọi là một đơn vị tái bản (replicon) Các DNA dạng vòng, kích thước nhỏ chỉ gồm một đơn vị tái bản duy nhất Sự tái bản khởi đầu từ một điểm gọi là điểm khởi đầu sao chép (Origin) và lan ra theo hai hướng, hình thành hai chạc ba sao chép (replication fork) cho đến khi gặp nhau tại điểm kết thúc (Terminus) Điểm khởi đầu tái bản

có khuynh hướng giàu A-T để dễ dàng khởi đầu tách rời hai mạch đơn.

Ở Eucaryote, mỗi phân tử DNA bao gồm nhiều đơn vị tái bản Mỗi đơn vị tái

bản có điểm khởi đàu riêng và sự tái bản cũng lan ra theo 2 hướng Khi các chạc

ba tái bản gặp nhau thì sự tái bản DNA được hoàn thanh.

Sao chép Ở Prokaryote

Sao Chép Ở Eucaryote

Tái Bản DNA Procaryote

GĐ Khởi động

Tháo xoắn phân tử DNA

Enzyme tháo xoắn: Topoisomerase Có 2 loại:

Loại I tháo dạng siêu xoắn, chúng gắn vào phân tử DNA và cắt một

trong hai mạch Sau khi giải phóng một phân tử DNA đã được tháo

xoắn, các Enzyme này sẽ nối lại chỗ đứt

Loại II có khả năng tháo các nút nảy sinh do các biến đổi cấu trúc của chuỗi xoắn kép bằng cách cắt đứt cả hai mạch DNA Enzyme này được biết rõ nhất là Gyrase của E.coli

Tách rời hai mạch đơn tại điểm khởi đầu tái bản

Giai Đoạn Kéo Dài

Giai Đoạn Kéo Dài

Sự tổng hợp diễn ra theo kiểu bán gián đoạn, kéo dài mồi RNA

• Cấu trúc của holoenzyme DNA polymerase III

DNA polymerase III là một phức hợp Protein Mỗi phần gồm nhiều đơn vị gắn với nhau, chịu trách nhiệm tổng hợp một mạch đơn DNA nhằm đảm bảo cho tốc độ tổng hợp của cả hai mạch bằng nhau

Đơn vị α có hoạt tính polymerase.

Đơn vị ε có chức năng sửa sai nhờ hoạt tính exonuclease 3’-5’.

Đơn vị β giúp gắn polymerase vào DNA

Primase nối nucleotide RNA vào đoạn mồi

DNA poly III bổ sung các nu

DNA vào đoạn mồi, hình thành

đoạn okazaki

Mạch khuôn

Khi tiếp cận đoạn RNA mồi kế tiếp, DNA pol III rời khỏi chạc sao chép

DNA pol III bổ sung nu vào đoạn mồi 2 cho đến khi nó tiếp cận đoạn mồi 1, rồi rời ra

DNA pol I thay thế RNA bằng DNA bằng

cách kéo dài đầu 3’ của đoạn 2.

DNA ligase nối

2 đoạn Okazaki

Ở đây, mạch ra chậm đã được sao chép hoàn chỉnh

GĐ Kết Thúc tái bản

Hai chạc ba tái bản sẽ gặp nhau ở khoảng 180 đối diện với Oric C Quanh vùng kết thúc này có vài điểm làm dừng lại sự tái bản bằng cách gắn với một sản phẩm của gen tus, đó là một nhân

tố kìm hãm hoạt động của helicase của DNA B.

Khi sự tái bản hoàn tất, hai phân tử DNA vòng vẫn còn dính với nhau Một topoisomerase loại

II có tên là topoisomerase IV sẽ tách rời chúng

để sau đó hai nhiếm sắc thể con sẽ được phân phối vài hai tế bào con

Tái Bản DNA Eucaryote

Quá trình tái bản cũng tương tự như ở Procaryote như:

CÓ nhiều đơn vị tái bản cùng hoạt động

Trước khi tái bản, DNA phải được tháo khỏi nucleosome tại mỗi chạc

ba tái bản Điều này đã làm chậm sự di chuyển của chạc ba, chỉ còn 50 bp’giây Sau khi chạc ba tái bản đi qua, các nucleosome được tái lắp ráp

từ các histone cũ và histone mới được tổng hợp

Hệ thống các DNA polymerase ở Eucaryote phức tạp hơn