Năng lượng sinh học

	 2A +2I1 + 2NADH + H+ 3Succinat +1/2O2 +2NAD+↔3Fumarat +H2O +2NADH + H+ =>Trong đó A và B là thành phần của chuổi vận chuyển điện tử . Còn I1, I2, I3 là thành phần của 3 vùng cố định năng lượng chuỗi hô hấp.α-glycerophosphat cũng như các chất cho hydro khác xảy ra quá trình khử NAD+ cũng diễn ra như trên.2.2- Nhu cầu năng lượng khử NADP+Mặc dù thế năng bình thường E0 của cả hai hệ thống NADH/NAD+ và NADPH/NADP+ bằng nhau ( E0 = -0,320 volt ). Nhưng thực chất việc phân phối hydro giữa hai hệ thống này trong quá trình vận chuyển hydro nhờ transydrogenase không đơn giản như qui luật tác dụng khối lưọng đã mô tả. Bởi vì trong đa số trường hợp với những điều kiện thích hợp thì NADP+ của ty thể bị khử bằng hydro của NADH ty thể: NADH + H+ + NADP+ + ~I → NAD+ + NADPH + H+ + INhư vậy cần năng lượng để thực hiện phản ứng trao đổi. Nguồn năng lượng huy động từ các sản phẩm trung gian giàunăng lượng trong chuỗi hô hấp hay ATP cung cấp. => Quá trình này trong sinh tổng hợp ở ty thể có tác dụng gắn hydro có sẵn vào NADPH(bị oxy hóa bởi chuỗi hô hấp)2.3- Nhu cầu năng lượng khử các phản ứng khác.* Khi tổng hợp glutamate bằng con đường khử từ - cetoglutarat với NH3 ở ty thể gan chuột, kết quả cho thấy không chỉ succinat mà còn cả malat đều là chất cho hydro – Đó là quá trình đòi hỏi năng lượng. Khi oxy hóa malat cung cấp NADH cần thiết năng lượng để thực hiện phản ứng tiếp theo như sau: Malat + NAD+ 	 Oxalacetate + NADH + H+ NADH +H++ -cetoglutarat +NH3 Glutamate+NAD++H2OGlutamate + Oxalacetate  -cetoglutarat + Aspartate Malat + NH3 Aspartate +  -cetoglutarat=> Phương trình trên cũng giải thích: malat là nguồn cung cấp hydro do phản ứng phụ thuộc năng lượng của NAD+. => Ở đây bước nhu cầu năng lượng lại là phản ứng khử từ NAD+ thành NADH. Một ví dụ khác cũng cần được nhắc đến là khử từ oestron thành 17- β -ostradiol như sau:Ostron + NADH + H+ 17- β –ostradiol + NAD+17- β –ostradiol + NADP+ Ostron + NADPH + H+NADH + H+ + NADP+ NADPH + H+ + NAD+2.3- Nhu cầu năng lượng khử các phản ứng khác.* Còn đối với con đường isocitrat là chất cho hydro để tổnghợp thành glutamate cũng có quá trình cần năng lượng diễn ra tương tự như quá trình trên. Như vậy, bước đòi hỏi năng lượng lại là phản ứng vận chuyển hydro từ NADH đến NADP+. Đối với nhiều quá trình tổng hợp thì NADPH có vai trò vận chuyển hydro quan trọng - Nhờ ATP và dưới xúc tác của creatinkinase (ở động vật có vú) hay argininkinase, ty thể của tế bào cơ có khả năng tạo thành các liên kết giàu năng lượng thích hợp. Creatin + ATP Creatinphosphat + ADP- Trong những trường hợp thiếu oxy và glycolyse không tạo thành ATP ở cơ, khi đó nhờ adenylatkinase - enzym vận chuyển phosphat trong cơ - có chức năng ngược với nucleosidmonophosphatkinase, xúc tác phản ứng cung cấp ATP có thể diễn ra theo phương trình dưới đây: 2ADP ATP + AMP3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp3.1- Photphoryl hóa- Trong quá trình trao đổi hydratcacbon thì Glucose-6-photphat là chất then chốt nhất. Con đường phosphoryl hóa tạo thành glucose-6-photphat : Glucose + ATP  glucose-6-photphat + ADPA-R-P~P~PGlu-6-PA-R-P~PGlucosehexokinase=> phản ứng không thuận nghịch- Trên cơ sở khác nhau về mức năng lượng tự do giữa các liên kết pyrophosphat trong ATP với liên kết esterphosphat trong glucose-6-phosphat mà phương trình phản ứng tiếp tục tạo thành glucose-6-phosphat:3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.1- Photphoryl hóaGlucose-6-Photphat có thể tham gia vào các quá trình trao đổi hydrocarbon khác nhau:Tinh bộtGlucose -1-phosphatGlucoseGlucose + ATPGlucose-6-phosphatOxy hóa trực tiếpGlucoseFructose -6-phosphatGlycolyse3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.1- Photphoryl hóa- Acetyl-coenzyme A là dẫn xuất acetyl của coenzyme A. Nhóm SH của cysteamin là nhóm chức năng của coenzyme này. - Acetyl-CoA là một cơ chất quan trọng nhất của trao đổi chất trung gian. Liên kết thioester giàu năng lượng, khi thủy phân liên kết này giải phóng năng lượng tự do khoảng -26 kj/Mol- Ngoài ra phần lớn Acetyl- CoA tham gia vào hai con đường:Tích lũy năng lượng trong tổng hợp lipit Oxy hóa sản xuất ATP Acetyl- CoAMức ATP caoMức ATP thấp3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.2- Tạo thành acetyl- CoA Trong cơ thể sống, acetyl-CoA được tào thành từ:	- Axit pyruvic,	- Hoạt hóa axit béo,	- β-oxy hóa axit béo. a. Quá trình tạo thành acetyl-CoA từ axit pyruvic:Axit pyruvic trải qua gia đoạn decarboxyl hóa tạo thành acetyl-CoA:CH3COCOOH + NAD+ + CoASH  CH3CO~S.CoA + NADH + + H++ + CO2 b. Tạo thành acetyl-CoA bằng hoạt hóa axit acetic hoạt động:Hoạt hóa axit acetic tự do thành acetyl-CoA nhờ enzyme hoạt hóa acetat xúc tác và có sự tham gia của ATP:CH3COOH + ATP + CoASH CH3CO~S.CoA +AMP + P~P3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.2- Tạo thành acetyl- CoA- Từ glucose-6-phosphat có thể tham gia vào quá trình sinh tổng hợp polysaccharide dạng tinh bột (ở thực vật) hay glycogen (động vật) :+ Glucose-6-phosphat Glucose-1-phosphat+ Việc tổng hợp glucose-1,6-diphosphat có thể tiến hành theo 2 con đường sau tùy đối tượng và tùy loại mô:  Ở nấm men, mô cơ và thực vật:Glucose-1-phosphat + ATP Glucose-1,6-diphosphat + ADP  Ở vi khuẩn Escherichia coli và mô cơ:2Glucose-1-phosphat Glucose-1,6-diphosphat + GlucosephosphoglucomutaseMg2+Mg2+3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.3- Tổng hợp hydratcarbon- Từ Glucose-1-phosphat tổng hợp thành glycogen có thể xảy ra như sau: UTP + Glucos-1-phosphat 	UDP-glucose + P~P Sau đó UDP-glucosid tiếp tục liên kết với chuỗi polysaccharide đang tổng hợp (nhờ enzyme glycogensynthetase) =>Trong quá trình trên có sự tiêu hao năng lượng ở dạng UTP. UTP được tạo thành từ ATP như sau: UDP + ATP 	UTP + ADP Như vậy cứ mỗi lần vận chuyển glucose tiêu hao mất một phân tử ATP.- Sự biến đổi tương hỗ giữa Glucose -1,6- diphosphat, Glucose-1-phosphat và Glucose-6-phosphat quyết định con đường phân giải hay tổng hợp hydratcarbon.3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.3- Tổng hợp hydratcarbonBên cạnh con đường tổng hợp polysaccharide chung trên thì tại gan và thận có khả năng tổng hợp glucose hay glycogen hóa từ lactat, glycerin và các axit amin. 3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.3- Tổng hợp hydratcarbon3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.4- Tổng hợp lipit- Tên gọi “lipid” xuất phát từ chữ Hylạp “lipos” - chất béo. - Lipid không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ không phân cực. - Là thành phần cấu tạo quan trọng của màng sinh học và là nguồn nhiên liệu dự trữ cung cấp năng lượng cho cơ thể. => Lipid thường được chia thành 2 nhóm lớn:- Lipid đơn giản: là ester của alcol và axit béo (fatty acid). Thuộc nhóm này có triacylglycerol, sáp và sterit- Lipid phức tạp: trong phân tử ngoài alcol và axit béo còn có axit phosphorit, colin,. Trong cơ thể người và nhiều sinh vật khác có thể tự tổng hợp axit béo chuỗi ngắn cũng như chuỗi dài, ở trong cũng như ở ngoài ty thể. Nhưng đối với một số axit béo, đặc biệt là các axit béo có nhiều nối đôi như linolic, linolenic,  cơ thể không thể tự tổng hợp được, gọi là các axit béo cần thiết.3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.4- Tổng hợp lipit 3.4.1- Sinh tổng hợp axit béo:Các axit béo thường xuyên được đổi mới. Ở gan động vật có vú có 3 hệ thống enzyme xúc tác quá trình sinh tổng hợp axit béo ở những vùng khác nhau. 3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.4- Tổng hợp lipit 3.4.1- Sinh tổng hợp axit béo:* Khi tổng hợp axit béo ngoài ty thể đòi hỏi ATP và khung carbon. Khung carbon có thể do acetyl-CoA hay citrat cung cấp. - Do tính chất bán thấm của màng mà liên kết thioester của acetyl-CoA không thể thấm trực tiếp qua màng mà phải chuyển hóa thành acetylcarnitin giàu năng lượng. Phản ứng này được sự xúc tác của enzyme chuyển nhóm acetylcarnitin là acetylcarnitintranferase và có thể không tiêu hao năng lượng: acetyl-CoA + Carnitin 	 Acylcarnitin + CoA.SH3.4- Tổng hợp lipit 3.4.1- Sinh tổng hợp axit béo:=> Bước tiêu hao năng lượng trong quá trình tổng hợp axit béo ở ngoài ty thể là bước carboxyl hóa từ acetyl-CoA đến malonyl-CoA. Trong quá trình này malonyl-CoA được tạo thành từ sự cố định một phân tử CO2 trên một phân tử acetyl-CoA có sự xúc tác của enzyme biotin-acetyl-CoA-carboxylase. HCO3- + ATP + acetyl-CoA  ADP + Pi + malonyl-CoAPhản ứng này quyết định tốc độ tổng hợp axit béo nói chung- Nếu citrat là chất tham gia phản ứng thì nhu cầu năng lượng để tổng hợp axit béo là gấp đôi. => Vì nhu cầu năng lượng từ phản ứng tách citrat (tricarboxylic) thành acetyl-CoA và oxaloacetat, sau đó là phản ứng chuyển acetyl-CoA đến malonyl-CoA như trên.Citrat + CoA.SH + ATP 	 acetyl-S.CoA + Oxalacetat + ADP + P3.4- Tổng hợp lipit 3.4.1- Sinh tổng hợp axit béo:* Trong ty thể quá trình tổng hợp axit béo diễn ra ngược với quá trình β-oxy hóa axit béo Tất cả quá trình đều cần có sự tham gia của NADPH. => ý nghĩa chủ đạo là tiếp tục kéo dài chuỗi axít béo hiện có. a. Tổng hợp Triacylglycerol: Glycerol tham gia vào sự tổng hợp dưới dạng glycerol-3-phosphat. Axit béo trước khi được tổng hợp cũng phải được hoạt hóa tạo thành acyl CoA.3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.4- Tổng hợp lipit3.4.2- Sinh tổng hợp Triacylglycerol, Glycerophospholipids và Steric: b. Tổng hợp Glycerophospholipids Để tổng hợp Glycerophospholipids, các base nitơ nhất thiết phải được hoạt hóa nhờ XTP thành XDP-colin hoặc XDP-etabolamin. Sau đó chuyển gốc base nitơ cho axit phosphatidic hoặc diglyceric.  3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.4- Tổng hợp lipit 3.4.2- Sinh tổng hợp Triacylglycerol, Glycerophospholipids và Steric:R=H; CDP ethanolamineR=CH3; CDP cholineCDP = cytidine diphosphate Diacylglycerol+TransferaseR3=NH3; PhosphatidylethanolamineR3=N(CH3)3; PhosphatidylcholineSerineEthanolamine++PhosphatidylserineCytidine diphosphate (CDP) diacylglycerolCardiolipinc. Sinh tổng hợp steric:Steric là lipid phức tạp tạo bởi sterol và axit béo. Nguyên liệu để tổng hợp sterol là acetyl CoA. Quá trình sinh tổng hợp sterol (cholesterol) bao gồm các giai đoạn được mô tả khái quát như sau:- Giai đoạn chuyển acetyl CoA thành mevanolate.- Giai đoạn tổng hợp squanlen.- Giai đoạn chuyển squalen thành cholesterolSơ đồ khái quát như sau: 3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.4- Tổng hợp lipit 3.4.2- Sinh tổng hợp Triacylglycerol, Glycerophospholipids và Steric: 2 CH3COSCoA CH3COCH2COSCoAThiolaseCH3COSCoAAcetoacetyl CoAHO2C-CH2-C-CH2COSCoAOHCH3b-Hydroxy-b-methyl-glutaryl CoA (HMG CoA)HMG CoASynthaseHO2C-CH2-C-CH2CH2OHOHCH33R-Mevalonic acidHMGCoAreductaseCoASHKey control stepin cholesterolbiosynthesisLiver is primary site of cholesterol biosynthesis -O2C-CH2-C-CH2CH2OHOHCH3Mevalonate-O2C-CH2-C-CH2CH2OPOPCH3OH2 StepsATP5-Pyrophospho-mevalonateCH2=C-CH2CH2OPOPCH3- CO2- H2OIsopentenylpyrophosphateCH3-C=CH2CH2OPOPCH3DimethylallylpyrophosphateIsomeraseHeadTailHeadTailIsopentenylPyrophosphate (IPP)DimethylallylpyrophosphateHead to tailCondensationGeranyl Pyrophosphate (GPP)Farnesyl Pyrophosphate (FPP)Head to tailcondensationof IPP and GPPTail to tailcondensationof 2 FPPsSqualeneHeadTailHeadTailIsoprenesSqualeneSqualenemonooxygenase2,3-Oxidosqualene:lanosterol cyclaseLanosterol20 StepsCholesterolAcyl-CoA:cholesterolacyltransferaseCholesterol esters(principal transport form in blood)O2Squalene-2,3-epoxideChlesterol có vai trò quan trọng trong cơ thể, đặc biệt là ở người. Từ cholesterol sẽ tổng hợp nên một loạt các steroids khác là các hormon trong cơ thể. . 4.3. Sơ đồ điều hòa trao đổi lipid:3.5.1- Sinh tổng hợp axit amin: - Quá trình tổng hợp axit amin là cần thiết đối với mọi dạng sống. - Khả năng tổng hợp các axit amin phụ thuộc vào dạng niơ mà cơ thể sử dụng.Một cách chung nhất, muốn tổng hợp axit amin thì cần tổng hợp bộ khung carbon và chuyển hóa nitơ thành axit amin. + Bộ khung carbon của axit amin chủ yếu bắt nguồn từ các sản phẩm trung gian của các quá trình trao đổi chất (đường phân, chu trình Canvil, Crebs,) + Quá trình cố định nitơ trong tự nhiên có thể diễn ra theo phương trình sau:N2 + 6e-- + 12 ATP + 12 H2O  NH4+ + 12 ADP + 12 P + 4 H+3.5- Sinh tổng hợp axit amin và protein 3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp - Nguồn nitơ (không khí theo nước mưa xuống đất, quá trình cố định nitơ của vi sinh vật) amoniac (NH4+) - Con đường chuyển hóa các amoniac thành axit amin có thể thực hiện theo các con đường sau: + Amid hóa các cetoaxit và khử các cetoaxit thành axit amin:Ví dụ: R-CO-COOH + NH3  R-C-COOH + H2O (axit pyruvic)	 NH (Iminoaxit) R-C-COOH + NADPH2  R-C-COOH + NADP+ NH NH2 + Bằng con đường tương tự thì hầu hết các axit amin có thể được tạo thành từ các cetoaxit tương ứng của mình. Α-Cetoglutaric + NH3  axit glutamic3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.5- Sinh tổng hợp axit amin và protein 3.5.1- Sinh tổng hợp axit amin:+ Sinh tổng hợp amid từ các axit amin như: Axit aspartic + NH3  Asparagin + H2O + Sinh tổng hợp các axit amin từ các axit không bảo hòa như: HOOC-CH=CH-COOH + NH3  HOOC-CH2-CHNH2-COOH (axit fumaric) (axit asparaginic) + Chuyển hóa axit amin này thành axit amin khác=> Tóm lại, nhiều axit amin rất dễ được tạo thành bằng con đường amin hóa các cetoaxit tương ứng do tác động của các dehydrogenase (như glutamat, alanin, aspactat). Bên cạnh đó sự tổng hợp của một số các axit amin không theo con đường này, chúng được tạo thành từ sự biến đổi tương hỗ từ các axit amin khác hoặc khung carbon của chúng được tạo thành từ một số sản phẩm của sự trao đổi saccarit (3-phosphoglycerat, pyruvat, acetyl CoA )Luận thuyết trung tâm:Như đã biết, ở Eucaryote, ADN nằm trong nhân. Quá trình sinh tổng hợp protein lại diễn ra ở tế bào chất. Nếu thông tin được mã hóa trong ADN dùng để chỉ huy tổng hợp protein ở ribosome thì thông tin đó phải được chuyển từ nhân đến ribosome nhờ một chất chuyển trung gian. Khoa học đã chứng minh mARN là chất chuyển trung gian đã chỉ huy gắn các axit amin theo một trình tự nhất định, cho phép tổng hợp nên các protein đặc thù. Quá trình này được gọi là quá trình dịch mã. Như vậy, từ ADN đến protein gồm 2 quá trình nối tiếp nhau: sao mã và dịch mã 3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.5- Sinh tổng hợp axit amin và protein 3.5.2- Sinh tổng hợp Protein: Thông tin di truyền được sao chép trong mARN đưa đến protein đòi hỏi phải tồn tại các nhân tố thích ứng (adaptor) để thực hiện đồng thời hai chức năng: nhận cả mã di truyền và axit amin phù hợp theo sơ đồ:3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.5- Sinh tổng hợp axit amin và protein 3.5.2- Sinh tổng hợp Protein:- Ngày nay, khoa học đã chứng minh: chất thích ứng đó là ARN vận chuyển- tARN (transfer ARN).=> Các vấn đề trên được Francis Crick nêu lên trong luận thuyết trung tâm (central dogma) của sinh học phân tử công bố năm 1958. Nội dung chủ yếu của luận thuyết là: - Thông tin di truyền được giữ trong axit nucleic (ADN hoặc ở một số virus là ARN), có thể truyền theo hướng axit nucleic  protein, nhưng thông tin không thể truyền theo hướng ngược lại từ protein đến axit nucleic.- Thông tin di truyền được sao trên mARN chỉ có thể dùng để dịch ra protein mà không thể quay lại dùng làm vật liệu tổng hợp nên gen.=> Nhưng cho đến nay người ta đã phát hiện được quá trình sao mã ngược ở virus. Do đó năm 1970, Crick đã bổ sung cho luận thuyết trung tâm như hình sau:3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.5- Sinh tổng hợp axit amin và protein 3.5.2- Sinh tổng hợp Protein: Theo luận thuyết trung tâm của sinh học phân tử, thông tin của gen chứa trong axit nucleic có thể truyền cho hàng loạt thế hệ.Phổ biến cho hầu hết các tế bào là thông tin truyền theo hướng ADNADN, ADNARN, ADNprotein. Còn khả năng ARNARN, ARNADN chỉ đặc trưng cho một số virus. => Vai trò của một số dạng axit nucleic trong quá trình sinh tổng hợp protein:Để hiểu rõ về sinh tổng hợp protein, chúng ta khảo sát vai trò và hoạt động của các dạng axit nucleic trong các quá trình này.- ADN: chứa thông tin di truyền và là khuôn để tổng hợp các dạng ARN cần thiết.3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.5- Sinh tổng hợp axit amin và protein mARN: là bản sao của gen, chứa thông tin cần thiết mã hóa protein, ngoài ra nó như các tín hiệu, đồng thời sắp xếp các phần của tiểu đơn vị ribosome để nó có thể mồi cho sự dịch mã. Bằng con đường thực nghiệm, Nirenberg và Ochoa (1961) đã khám phá ra toàn bộ mật mã di truyền (genetic code). yeast tRNAPheCCA “H-bond” anticodon- tARN: đóng vai trò là “chất thích ứng” (adaptor) để thực hiện đồng thời hai chức năng: nhận cả mã di truyền và axit amin phù hợp.- rARN: là thành phần cấu trúc của ribosome, đồng thời có hoạt tính xúc tác tương tự như enzyme (ribozyme) => Địa điểm sinh tổng hợp protein:Sinh tổng hợp protein diễn ra chủ yếu ở các ribosome. Ribosome được xem như một nhà máy nhỏ gồm 2 tiểu đơn vị. Các tiểu đơn vị có thể dễ dàng tách rời và tập hợp lại một cách nhanh chóng. Khi diễn ra sự tổng hợp protein, ở ribosome hình thành hai khu chức năng:- Khu A (aminoacyl) nhận aminoacyl-tARN mới đưa vào.- Khu P (peptidyl) chứa peptidyl-tARN mang chuỗi polypeptide đang được tổng hợp. Sự giải mã mARN thành trình tự chuỗi polypeptide có thể chia thành 4 giai đoạn như sau:- Giai đoạn hoạt hóa axit amin.- Giai đoạn khởi đầu tổng hợp chuỗi polypeptide.- Giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptide.- Giai đoạn kết thúc chuỗi polypeptide và tách khỏi ribosome.3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.5- Sinh tổng hợp axit amin và protein 3.5.3- Cơ chế sinh tổng hợp protein trên ribosome: 3.5.3.1- Giai đoạn hoạt hóa axit amin:- Axit amin được hoạt hóa bằng cách gắn với tARN riêng của nó. Quá trình này gồm 2 phản ứng được xúc tác bởi cùng một enzyme đặc hiệu đối với mỗi axit amin, đó là aminoacyl-tARN-synthetase (aaRS).- Trong phản ứng thứ nhất, axit amin kết hợp với ATP tạo thành aminoacyl-AMP kèm theo giải phóng gốc pyrophotphat.CNH2HRCOOOPO-OOH 3’ACNH2HRCOO:OOPO-OOH 3’AOOPO--OOPO-O-OOPO--OOPO-+energy source- Trong phản ứng thứ 2, aminoacyl-AMP sẽ phân li, cho phép axit amin gắn với tARN bằng liên kết este tạo bởi nhóm COO- của axit amin và nhóm 3’-OH của tARN tạo thành aminoacyl-tARN. AA-AMP + tRNA  AA-tRNA + AMPCCAOCCNH2HROCCAOH 2’ or 3’ CNH2HRCOOOPO-OOH 3’AchargedtRNAAMP+aaRSHai phản ứng trên được khái quát bằng sơ đồ sau đây: 3.5.3.2- Giai đoạn khởi đầu tổng hợp chuỗi polypeptide: * Điều kiện - Một là trên mARN có một khu vực không mã hóa, đó là dấu hiệu kết hợp với ribosome mở đầu cho vùng mã hóa. - Hai là có bộ mã khởi đầu AUG làm điểm xuất phát (Ở vi khuẩn đôi khi thấy mã GUG thay cho AUG). Như đã biết, bộ ba mã AUG mã hóa cho methionine. Nghiên cứu ở E.coli, người ta thấy hai loại tARN đối với methionine: - Một là tARN nhận gốc methionine đễ đưa vào chuỗi polypeptide đang tổng hợp (Met-tARN),- Hai là tARN nhận gốc formylmethionine (fMet-tARN) có vai trò quan trọng trong việc khởi đầu tổng hợp chuỗi polypeptide (không tham gia vào quá trình kéo dài chuỗi polypeptide do đã bị formyl hóa).tRNAMet + Met Met-tRNAMet fMet-tRNAMetffMetRSfInitial N-formylmethionine:tRNAMet + Met Met-tRNAMetmMetRSmInternal methiothnine: 3.5.3.2- Giai đoạn khởi đầu tổng hợp chuỗi polypeptide:=> Ở Procaryote ngoài các yếu tố tham gia vào quá trình khởi đầu tổng hợp protein như fMet-tARN, mARN, các tiểu đơn vị ribosome 30S và 50S, GTP, còn có 3 protein nữa gọi là các yếu tố khởi đầu (Initiation Factor- IF): IF1, IF2, IF3. (!) Vấn đề đặt ra là mARN và fMet-tARN được đưa đến ribosome để khởi đầu quá trình sinh tổng hợp protein như thế nào? - Đầu tiên, tiểu đơn vị 30S tạo phức hợp với 3 yếu tố khởi đầu IF1, IF2, IF3. - Sau đó GTP gắn với IF2, cho phép mARN và fMet-tARN gắn vào phức hợp trên, đồng thời giải phóng IF3. (Yếu tố IF2 được coi là có vai trò nhận biết đặc biệt đối với fMet-tARN). Kết quả của giai đoạn này tạo ra phức hợp khởi đầu 30S.=> Kết quả của giai đoạn này tạo thành phức hợp khởi đầu [fMet-tARN-mARN-ribosome 70S] 3.5.3.2- Giai đoạn khởi đầu tổng hợp chuỗi polypeptide: - Sự thủy phân của GTP (nối với IF2) đã giải phóng IF3 và sau đó là IF1 và IF2 ra khỏi phức hợp. IF3 được tách khỏi phức hợp trên tạo điều kiện để phức hợp khởi đầu gắn với tiểu đơn vị 50S. - Người ta chưa biết chính xác vai trò của IF1, nó