Quá trình dịch mã tổng hợp prôtêin

 Dịch mã - Tổng hợp prôtêin

     Quá trình dịch mã để tổng hợp prôtêin là chặng cuối của quá trình truyền đạt thông tin di truyền để từ đó biểu hiện ra tính trạng. Đây là quá trình rất phức tạp và cũng vô cùng quan trọng nên đã được nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu.

Quá trình tổng hợp prôtêin diễn ra tại ribosome với sự tham gia của nhiều thành phần khác nhau.

1. Các thành phần tham gia quá trình dịch mã

      Có nhiều yếu tố tham gia quá trình tổng hợp prôtêin. Mỗi yếu tố có cấu trúc và chức năng riêng tham gia vào một vài khâu của quá trình, nhưng tất cả các yếu tố đó đều cùng phối hợp nhịp nhàng,  ăn khớp nhau chặt chẽ bảo  đảm cho quá trình tổng hợp prôtêin xảy ra nhanh chóng, chính xác.

* ADN

      Phân tử ADN chứa đựng thông tin cấu trúc của phân tử prôtêin ở dạng mã hoá bởi mã bộ ba. Thành phần nucleotide của ADN quyết định thành phần acid amin của prôtêin do nó mã hoá.

- ADN của nhân sơ gồm các nucleotide tham gia mã hoá acid amin. Bởi vậy, ở nhân sơ, thành phần trật tự các nucleotide trên ADN (trong 1 gen) qui định thành phần trật tự của phân tử prôtêin được gen đó mã hoá.

- ADN của eucariote gồm có các đoạn chứa các nucleotide mã hoá các acid amin (exon) xen kẽ các nucleotide không mã hoá acid amin (intron). Bởi vậy, không phải tất cả các nucleotide trên              ADN mã hoá phân tử prôtêin mà chỉ có các nucleotide trong các đoạn exon mới tham gia mã hoá prôtêin.

Chú ý: ADN chỉ tham gia gián tiếp vào quá trình dịch mã thông qua ARN.

* mARN.

      Thông tin cấu trúc của phân tử prôtêin được mã hoá trên gen (một đoạn của ADN) được phiên mã sang phân tử mARN. Thường một phân tử ADN chứa đựng thông tin cấu trúc cho nhiều phân tử prôtêin. Một gen mã hoá một phân tử prôtêin. Bởi vậy, khi 1 phân tử ADN phiên mã sẽ cho nhiều mARN. Mỗi gen cấu trúc phiên mã ra một mARN và thực hiện việc tổng hợp một phân tử prôtêin.

Trên mARN chứa dựng các mã bộ ba, đó là bộ ba mã hoá, chúng được sao từ bộ ba mã gốc của ADN.

* tARN. Làm nhiệm vụ vận chuyển acid amin từ tế bào chất đến ribosome, đồng thời nhận biết vị trí của bộ ba mã hoá trên mARN nhờ bộ ba đối mã trên ARNt để đặt đúng vị trí acid amin trên chuỗi polypeptid. tARN là cầu nối trung gian giữa mARN với polypeptid, là chìa khoá để giải mã. Mỗi acid amin có vài loại iARN, đó là các izoaceptor tARN.

 * rARN. Tham gia cấu trúc ribosome. Trong ribosome có nhiều loại rARN khác nhau để cùng với prôtêin cấu trúc nên các phần của ribosome, đặc biệt là tạo nên 2 vị trí A và P trong tiểu phần lớn của ribosome để thực hiện cơ chế giải mã ở đó. Trong tiểu phần bé của ribosome có loại rARN (như ArRN  - 16S ở nhân sơ, ARNr  - 28S ở eucariote) - loại rARN này có 1 đoạn ngắn có cấu trúc bổ sung với đoạn không mã hoá nằm trước mã mở đầu của mARN. Nhờ tính chất bổ sung của 2 loại ARN đó mà đặt đúng vị trí mARN ở

giai đoạn mở đầu sao cho bộ ba mở đầu của mARN nằm vào đúng vị trí P của ribosome.

* Các enzyme tham gia dịch mã:

-  Aminoacyl - tARN - sintetase là loại enzyme xúc tác quá trình hoạt hóa acid amin, gắn acid amin vào với ARNt tạo phức aminoacyl - tARN để đi đến ribosome. Mỗi acid amin có loại enzyme tương ứng xúc tác.

-  Peptidyl - transferase là enzyme xúc tác phản ứng cắt liên kết ester giữa chuỗi polypeptid đang được tổng hợp với tARN ở vị trí P của ribosome, đồng thời vận chuyển chuỗi polypeptid  đó từ vị trí P sang vị trí A và tổng hợp lại liên kết peptid giữa chuỗi polypeptid với acid amin đang có ở vị trí A.

- Translocase là enzyme xúc tác sự di chuyển của ribosome trên mARN theo chiều 5' - 3'. Mỗi lần di chuyển ribosome đi được 3 nucleotide. Sau khi ribosome di chuyển, phức hệ tARN mang chuỗi polypeptid từ vị trí A được chuyển sang vị trí P, còn vị trí A không có acid amin nào nên sẵn sàng tiếp nhận phức hệ tARN mang acid amin mới vào để tiếp tục quá trình tổng hợp. 

* Các yếu tố tham gia dịch mã:

Trong quá trình tổng hợp prôtêin có nhiều yếu tố tham gia vào cơ chế dịch mã như vai trò của chất kích thích, chất hỗ trợ.

- Yếu tố mở  đầu: Tham gia vào giai  đoạn mở  đầu quá trình tổng hợp chuỗi polypeptid, có nhiều loại yếu tố mở đầu:

+ Ở nhân sơ có IF1, IF2, IF3.

+ Ở eucariote có eIF1, eIF2, eIF3, eIF4 .... 

- Yếu tố kéo dài: tham gia vào giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptid ở ribosome có nhiều yếu tổ kéo dài với chức năng khác nhau.

- Yếu tố kết thúc hay yếu tố giải phóng tham gia vào giai đoạn kết thúc tổng hợp chuỗi polypeptid và giải phóng chuỗi polypeptid khỏi ribosome.

2. Cơ chế dịch mã

b. Hoạt hóa acid amin

      Tự acid amin không di chuyển được đến ribosome mà phải nhờ tARN. Để gắn vào tARN, acid amin phải được hoạt hoá. Sự hoạt hoá acid amin nhờ có ATP cung cấp năng lượng, enzyme amino.acyl - tARN - sintetase xúc tác. Quá trình diễn ra qua 2 giai đoạn:

- Hoạt hoá acid amin, tạo aminoacyl - adenilat:

Đọc thêm»