Bài 2: Phiên mã và dịch mã
Video bài giảng
1. Phiên mã
1.1. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN
Các loại ARN:
- mARN:
- Gồm 1 mạch polynuclêôtit, mạch thẳng. Đầu 5’ có trình tự nuclêôit đặc hiệu (không đuợc dịch mã) gần codon mở đầu để ribôxôm nhận biết và gắn vào
- Mang thông tin di truyền cấu trúc chuỗi pôlypeptit
- tARN:
- Mạch đơn xẻ 3 thuỳ, thuỳ giữa mang anticôđon. Đầu 3’ mang a.a
- Mang axit amin đến ribôxôm tham gia dịch mã
- ARN:
- Là 1 mạch pôlynuclêôtit dạng mạch đơn hoặc quấn lại như tARN
- Là thành phần cấu tạo ribôxôm
1.2. Cơ chế phiên mã
- Khái niệm phiên mã: là quá trình tổng hợp ARN trên mạch khuôn ADN
- Đối tượng xảy ra phiên mã là: Virut có vật chất di truyền là ADN mạch kép, vi khuẩn và sinh vật nhân thực
- Nơi diễn ra quá trình phiên mã: trong nhân tế bào, tại kì trung gian giữa hai lần phân bào, lúc NST tháo xoắn
- Diễn biến quá trình phiên mã:
- Bước 1: Tháo xoắn ADN
Enzim ARNpolymeraza bám vào vùng khởi đầu làm gen tháo xoắn để lộ mach khuôn 3'-5'
- Bước 2: Tổng hợp ARN
Enzim ARNpolymeraza trượt dọc theo mạch mã gốc 3'-5' tổng hợp ARN theo nguyên tắc bổ sung (A-U, G-X) cho đến khi gặp tín hiệu kết thúc
- Bước 3: Giai đoạn kết thúc
Enzim ARNpolymeraza gặp tín hiệu kết thúc thì quá trình phiên mã dừng lại và phân tử mARN vừa tổng hợp được giải phóng
- Lưu ý
-
Ở tế bào nhân sơ, mARN sau phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protein
-
Ở tế bào nhân thực, mARN sơ khai được cắt bỏ các đoạn Intron và nối các doạn Exon lại với nhau thành mARN trưởng thành
-
2. Dịch mã
2.1. Khái niệm dịch mã
Dịch mã là quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit hình thành protein
2.2. Cơ chế dịch mã
- Hoạt hoá axit amin
- Nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các aa được hoạt hóa và gắn với tARN tương ứng tạo thành phức hợp aa-tARN
- Sơ đồ hóa:
- Tổng hợp chuỗi Polipeptit
- Bước 1. Mở đầu
-
Đầu tiên tiểu phần bé của Riboxom tiếp xúc với mARN tại vị trí đặc hiệu có mã AUG
-
aa- tARN mang aa mở đầu metionin (ở sinh vật nhân thực), hoặc Foocminmetionin (ở sinh vật nhân sơ) tiến vào mARN bổ sung mã mở đầu theo NTBS (A-U, G-X)
-
Tiểu phần lớn của Riboxom liên kết với tiểu phần bé tạo thành Riboxom hoàn chỉnh
-
- Bước 2. Kéo dài chuỗi Polipeptit
-
Tiếp theo, aa1-tARN gắn vào vị trí bên cạnh, bộ 3 đối mã của nó cũng khớp với bộ 3 của axit amin thứ nhất trên mARN theo NTBS.
-
Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và aa1 (Met-aa1). Riboxom dịch chuyển đi 1 bộ 3 đồng thời tARN được giải phóng khỏi riboxom.
-
Tiếp theo, aa2-tARN lại tiến vào riboxom, quá trình cũng diễn ra như đối với aa1
-
Quá trình cứ tiếp tục tiếp diễn cho đến cuối phân tử mARN
-
- Bước 3. Kết thúc
-
Khi Riboxom tiếp xúc với mã kết thúc (UAA, UAG, UGA) thì quá trình dịch mã dừng lại
-
Riboxom tách khỏi mARN, giải phóng chuỗi polipeptit
-
aa mở đầu bị cắt khỏi chuỗi polipeptit tạo Pr có cấu trúc hoàn chỉnh
-
* Cơ chế phân tử của hiện tượng di truyền
.PNG)
Sơ đồ tư duy về quá trình phiên mã
Hình thành kiến thức đã học dựa trên video sau:
1. Phiên mã
1.1. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN
Các loại ARN:
- mARN:
- Gồm 1 mạch polynuclêôtit, mạch thẳng. Đầu 5’ có trình tự nuclêôit đặc hiệu (không đuợc dịch mã) gần codon mở đầu để ribôxôm nhận biết và gắn vào
- Mang thông tin di truyền cấu trúc chuỗi pôlypeptit
- tARN:
- Mạch đơn xẻ 3 thuỳ, thuỳ giữa mang anticôđon. Đầu 3’ mang a.a
- Mang axit amin đến ribôxôm tham gia dịch mã
- ARN:
- Là 1 mạch pôlynuclêôtit dạng mạch đơn hoặc quấn lại như tARN
- Là thành phần cấu tạo ribôxôm
1.2. Cơ chế phiên mã
- Khái niệm phiên mã: là quá trình tổng hợp ARN trên mạch khuôn ADN
- Đối tượng xảy ra phiên mã là: Virut có vật chất di truyền là ADN mạch kép, vi khuẩn và sinh vật nhân thực
- Nơi diễn ra quá trình phiên mã: trong nhân tế bào, tại kì trung gian giữa hai lần phân bào, lúc NST tháo xoắn
- Diễn biến quá trình phiên mã:
- Bước 1: Tháo xoắn ADN
Enzim ARNpolymeraza bám vào vùng khởi đầu làm gen tháo xoắn để lộ mach khuôn 3'-5'
- Bước 2: Tổng hợp ARN
Enzim ARNpolymeraza trượt dọc theo mạch mã gốc 3'-5' tổng hợp ARN theo nguyên tắc bổ sung (A-U, G-X) cho đến khi gặp tín hiệu kết thúc
- Bước 3: Giai đoạn kết thúc
Enzim ARNpolymeraza gặp tín hiệu kết thúc thì quá trình phiên mã dừng lại và phân tử mARN vừa tổng hợp được giải phóng
- Lưu ý
-
Ở tế bào nhân sơ, mARN sau phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protein
-
Ở tế bào nhân thực, mARN sơ khai được cắt bỏ các đoạn Intron và nối các doạn Exon lại với nhau thành mARN trưởng thành
-
2. Dịch mã
2.1. Khái niệm dịch mã
Dịch mã là quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit hình thành protein
2.2. Cơ chế dịch mã
- Hoạt hoá axit amin
- Nhờ các enzim đặc hiệu và năng lượng ATP, các aa được hoạt hóa và gắn với tARN tương ứng tạo thành phức hợp aa-tARN
- Sơ đồ hóa:
- Tổng hợp chuỗi Polipeptit
- Bước 1. Mở đầu
-
Đầu tiên tiểu phần bé của Riboxom tiếp xúc với mARN tại vị trí đặc hiệu có mã AUG
-
aa- tARN mang aa mở đầu metionin (ở sinh vật nhân thực), hoặc Foocminmetionin (ở sinh vật nhân sơ) tiến vào mARN bổ sung mã mở đầu theo NTBS (A-U, G-X)
-
Tiểu phần lớn của Riboxom liên kết với tiểu phần bé tạo thành Riboxom hoàn chỉnh
-
- Bước 2. Kéo dài chuỗi Polipeptit
-
Tiếp theo, aa1-tARN gắn vào vị trí bên cạnh, bộ 3 đối mã của nó cũng khớp với bộ 3 của axit amin thứ nhất trên mARN theo NTBS.
-
Enzim xúc tác tạo thành liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và aa1 (Met-aa1). Riboxom dịch chuyển đi 1 bộ 3 đồng thời tARN được giải phóng khỏi riboxom.
-
Tiếp theo, aa2-tARN lại tiến vào riboxom, quá trình cũng diễn ra như đối với aa1
-
Quá trình cứ tiếp tục tiếp diễn cho đến cuối phân tử mARN
-
- Bước 3. Kết thúc
-
Khi Riboxom tiếp xúc với mã kết thúc (UAA, UAG, UGA) thì quá trình dịch mã dừng lại
-
Riboxom tách khỏi mARN, giải phóng chuỗi polipeptit
-
aa mở đầu bị cắt khỏi chuỗi polipeptit tạo Pr có cấu trúc hoàn chỉnh
-
* Cơ chế phân tử của hiện tượng di truyền
Sơ đồ tư duy về quá trình phiên mã
Hình thành kiến thức đã học dựa trên video sau: