Bài 2: Phiên mã và dịch mã

- Quá trình tổng hợp ARN trên mạch khuôn ADN được gọi là quá trình phiên mã. Tuy gen có cấu tạo 2 mạch nucleotit nhưng trong mỗi gen chỉ có một mạch được làm khuôn (mạch mã gốc) để tổng hợp ARN. Trước hết enzim ARN polimeraza bám vào vùng khởi đầu làm gen tháo xoắn để lộ ra mạch mã gốc có chiều 3'→ 5' và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu (khởi đầu phiên mã).

    - Sau đó, ARN polimeraza trượt dọc theo mạch mã gốc gen để tổng hợp nên phân tử mARN theo nguyên tắc bổ sung (A với U, T với A, G với X và X với G) theo chiều 5^' → 3^'. Khi enzim di chuyển tới cuối gen gặp tín hiệu kết thúc thì nó dừng phiên mã và phân tử mARN vừa tổng hợp được giải phóng. Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn đóng xoắn ngay lại.

    - Ở tế bào nhân sơ, mARN sau phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protein. Còn ở tế bào nhân thực, mARN sau phiên mã phải được sửa đổi, cắt bỏ các intron, nối các êxôn lại với nhau rồi qua màng nhân ra tế bào chất làm khuôn tổng hợp protein.

Kết quả: thông tin di truyền trên mạch mã gốc của gen được phiên mã thành phân tử mARN theo nguyên tắc bổ sung.

Quá trình dịch mã tại ribôxôm chia thành 2 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: 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: 
• Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi pôlipeptit. Gồm 3 giai đoạn:
  • 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.

Vai trò của poliriboxom trong quá trình tổng hợp protein:

     - Trong quá trình dịch mã mARN thường không gắn với từng riboxom riêng rẽ mà đồng thời gắn với một nhóm riboxom gọi là poliriboxom (gọi tắt là polixom) giúp tăng hiệu suất tổng hợp protein.

     - Sau khi riboxom thứ nhất dịch chuyển được 1 đoạn thì riboxom thứ 2 liên kết vào mARN theo đó là riboxom thứ 3, 4 .... Như vậy, mỗi 1 phân tử mARN có thể tổng hợp từ 1 đến nhiều chuỗi polipeptit cùng loại rồi tự hủy. Các riboxom được sử dụng qua vài thế hệ tế bào và có thể tham gia vào tổng hợp bất cứ loại protein nào.

Dựa vào các bộ ba quy định axit amin tương ứng thì từ mạch mARN có: 5′ GXU XUU AAA GXU 3′

Trình tự axit amin trong prôtêin là: Ala – Leu – Lys – Ala

b) Vì có nhiều bộ ba cùng mã hóa một axit amin nên đây là một trường hợp. Trình tự axit amin trong prôtêin  – lơxin – alanin – valin – lizin → mARN: UUA GXU GUU AAA

⇒ ADN 3′ AAT XGA XAA TTT 5′ (mạch mã gốc)

5′ TTA GXT GTT AAA 3′

Gợi ý trả lời bài 5

Các prôtêin được tổng hợp trong tế bào nhân sơ bắt đầu bằng axit amin foocmin mêtiônin.

Các prôtêin được tổng hợp trong tế bào nhân thực đều bắt đầu bằng axit amin Met.

Các axit amin mở đầu được cắt bỏ để tạo thành phân tử protein hoàn chỉnh

⇒ Đáp án D.