8.1.Đại cương Protein, acid
nucleic
Protein
Chất liệu cơ bản của sự sống Tính đặc hiệu cao
Quyết định tính đặc hiệu cho mỗi loại tế bào
Tế bào con có những protein đặc hiệu của tế bào mẹ
Tính đặc hiệu được truyền lại cho thế hệ sau
8.2.Luận thuyết trung tâm
Crick (1958) đưa ra luận thuyết trung tâm:
• Thông tin di truyền được lưu giữ trong ADN (hoặc ARN ở một số virus)
• Truyền theo hướng ADN qua ARN rồi tới protein và không thể truyền theo hướng ngược lại.
• Phát hiện transcriptase ngược (ở một số virus gây ung thư) xúc tác sự tổng hợp ADN dựa trên khuôn là ARN virus, theo nguyên tắc bổ sung đôi base, tạo thành các ADN bổ sung. Các ADN này có thể nhân đôi và xen vào bộ gen của tế bào chủ gây ung thư.
• Trong E. coli cũng phát hiện ARN polymerase phụ thuộc ARN (hay ARN replicase) xúc tác sự tạo thành một ARN bổ sung với ARN virus mà nó bị nhiễm được dùng làm khuôn.
Crick (1970) đã bổ sung luận thuyết trung tâm như sau:
99
100
8.3.Bộ ba mật mã (codon)
- Một mã gồm 3 nucleotid và được gọi là mã ba. AUG là mã khởi đầu, 3 mã kết thúc là UAA, UAG, UGA.
Mã di truyền
- Các mã được xếp liền nhau.
VD: UUUUCC tương ứng Phe-Ser
- Các mã là phổ biến, giống nhau ở tất cả cơ thể sống.
- Mã thoái hóa: có trên một mã ứng với
một acid amin nhất định
tổng hợp protein
8.4.2.Vai trò của ARN thông tin (ARNm)
• ARNm chứa khoảng 5% tổng số ARN của tế bào.
• ARNm chính là chất trung gian chuyển thông tin từ ADN đến chuỗi polypeptid
103
8.4.3.Vai trò của ARN vận chuyển (ARNt)
• 15% ARN của tế bào
• Vận chuyển các acid amin một cách đặc hiệu đến ribosom
Có ít nhất 20 loại ARNt
Khoảng 60 loại ARNt đã xác định được cấu trúc
104
105
8.4.4.Vai trò của ARNribosom (ARNr) và ribosom
• Chiếm khoảng 80% tổng số ARN của tế bào. Chúng được sinh tổng hợp ở hạch nhân theo kiểu ARNm và đi đến lưới nội sinh chất để tham gia cấu tạo
ribosom là nơi xảy ra quá trình sinh tổng hợp protein.
106
Tế bào có nhân
8.4.5.Vai trò của enzym
Aminoacyl- ARNt synthetase
• Tạo phức hợp aminoacyl- ARNt (aa-ARNt)
Peptidyl transferase
• Ở tiểu đơn vị lớn của Ribosom
• Xúc tác phản ứng tạo liên kết peptid
8.4.6.Vai trò của năng lượng và các ion
GTP
• Chuyển vị từ A sang P
• Gắn f-Met và aa-ARNt vào Ribosom
ATP
• STH aa-ARNt
Creatin phosphat
• Tái tạo lại ATP
Mg++ (5-10 mM)
• Gắn aa-ARNt và ARNm vào ribosom
• Làm ổn định ribosom 108
109
8.4.7.Vai trò của các yếu tố khởi đầu, kéo dài và kết thúc
IF (Initiation factor): gắn f-Met-ARNt (Met-ARNt) vào ribosom
EF (Elongation factor): tạo phức hợp với GTP và aa- ARNt, gắn aa-ARNt vào ribosom
RF (Release factor): chấm dứt sinh tổng hợp, tách polypeptrid ra ribosom
8.4.8. Nguyên liệu : 20 acid amin
8.5.Sinh tổng hợp protein = Sự phiên dịch 8.5.1.Cơ chế
Sinh tổng hợp xảy ra ở ribosom 8.5.1.1. Kích hoạt acid amin
111
8.5.1.2. Sự sinh tổng hợp
• ARNt vận chuyển aa chuyên biệt đến ARNm
• Acid amin được đặt theo 1 thứ tự ấn định bởi ARNm
• Sự định vị của aa-ARNt thực hiện trên “P” và “A”
• Ribosom xúc tác việc thành lập gạch nối peptid
114
115
8.5.3.Sinh tổng hợp protein ở tế bào có nhân (eukaryot)
8.5.3.1. So sánh với sinh tổng hợp ở tế bào không nhân
8.5.3.2. Sinh tổng hợp protein ở ty thể (tế bào có nhân)
• Giống tế bào không nhân vì ribosom của ty thể là
70s. 117
118
8.5.4. Một số tác nhân ảnh hưởng đến sinh tổng hợp protein 8.5.4.1. Các chất kháng sinh:
• Kháng sinh tác động trên sự biến dưỡng của acid nucleic:
Rifampin
• Kháng sinh tác động do sự kết hợp với bán đơn vị 30s và gây sự tích tụ phức chất khởi đầu của sinh tổng hợp protein do đọc sai lầm mã của ARNm và tạo ra những polypeptid bất bình thường: gồm có nhóm kháng sinh aminoglycosid, đây là những chất diệt khuẩn gồm gentamycin, tobramycin, amikacin, kanamycin, streptomycin, neomycin.
• Kháng sinh tác động trên chức năng của ribosom vi khuẩn gây ức chế thuận nghịch quá trình sinh tổng hợp protein.
tác động ức chế sinh tổng hợp protein ở cả tế bào có nhân và không nhân.