Cơ chế sinh tổng hợp protein

CƠ CHẾ SINH TỔNG HỢP PROTEIN1. Phần mở đầu	Protein chiếm hơn một nửa trọng lượng khô của tế bào, chúng trực tiếp thực hiện các chức năng sinh lý rất đa dạng: xúc tác, cấu tạo, vận chuyển, điều hoà, bảo vệ.	Vì vậy Quá trình dịch mã tổng hợp protein giữ một vị trí hết sức quan trọng trong cơ thể. 2. Khái niệmDịch mã là quá trình tổng hợp mạch polypeptit ở ribosome, trên cơ sở khuôn mẫu mARN 3. mARN3.1.1. Các Codon 3 nucleotit liên tiếp mã hoá cho 1 axit amin4 loại nucleotit khác nhau →4^3=64Có 1 bộ ba mở đầu (start codon) là AUGCó 3 bộ ba kết thúc (stop codon) là UAA, UGA, UAG Các bộ ba được đọc liên tục theo 1 chiều 5’→3’ Không xếp gối lên nhau tARNMang bộ ba đối mã (anticodon)Vận chuyển axit amim đặc hiệuRibosomeLà nơi tổng hợp proteinCấu tạo gồm hai tiểu phầnProkaryote → 30S + 50S→70S (Svedberg)Eukaryote → 40S + 60S→ 80STiểu phần lớn có trung tâm peptidyl transferase→ tạo cầu nối peptitTiểu phần nhỏ chứa trung tâm giải mãA→ gắn axit amin-tRNA (tRNA mang axit amin)P→ hình thành chuỗi polypeptideE (exit)→ giải phóng tARNRibosomeCác axit amin (a.a)Có 20 loại axit amim khác nhauChúng khác nhau ở gốc RĐã được hoạt hoá→ tham gia tổng 	hợp proteinNgoài ra còn có các thành phần khác như: ATP, các enzymeQuá trình dịch mãXảy ra ở TBC theo hai giai đoạn: hoạt hoá a.a và tổng hợp mạch polypeptit Giai đoạn hoạt hoá axit amim	Quá trình gắn axit amin vào tARN nhờ xúc tác của enzyme aminoacyl-tARN synthetase diễn ra theo 2 bướcBước 1: Enzym nhận biết và gắn với 1 aminoacyl đặc hiệu Enzym + aminoacyl + ATP → Enzym-aminoacyl-AMP + PPiBước 2: Aminoacyl được chuyển từ phức hợp enzym-aminoacyl sang tARN tương ứngEz-aminoacyl-AMP + tARN→tARN- aminoacyl + AMP +PPi + Ez	Phản ứng hoạt hoá axit amin-AMP Giai đoạn tổng hợp mạch polypeptit	Bắt đầu từ lúc ribosome bám vào mARN đến lúc chuỗi polypeptide được hoàn thành. 	Ở TB prokaryote và TB eukayote quá trình dịch mã được chia làm ba giai đoạn là mở đầu, kéo dài chuỗi polypeptide và kết thúc tổng hợp nhưng chúng có sự khác nhau ở giai đoạn mở đầusự tổng hợp mạch polypeptit4.2.1 Giai điạn mở đầu4.2.1.1. Ở tế bào Prokaryote	Ở tế bào prokaryote do không có màng nhân nên đã thấy có trường hợp ribosome bám vào mARN khi chưa kết thúc quá trình sao mã nên có hệ thống sao mã và dịch mã đồng thờiTB E.coli. Dịch mã mRNA được bắt đầu trong khi phiên mã đang còn tiếp diễnTiểu đơn vị nhỏ tương tác với phân tử mARN. Sự tương tác này được quyết định bởi cấu trúc phía trước mã mở đầu trên phân tử mARN của TB prokaryoteTiểu đơn vị nhỏ bám vào mã mở đầuIF1 giúp tiểu đơn vị nhỏ gắn vào mRNAPhức tARN- fMet được gắn vào vị trí P trên tiểu phần nhỏ (khi Methionin gắn vào tARN thì phản ứng formyl hoá được xảy ra tạo phức tARN- fMet)IF2 thúc đẩy sự liên kết giữa mã mở đầu với đối mã trên phân tử tARN- fMetTiểu đơn vị lớn gắn vào tiểu đơn vị nhỏ tạo ribosome hoạt động Lúc này tại vị trí A còn trống sẵng sàng cho tARN khác mang a.a vào liên kếtGiai đoạn mở đầu trên TB prokaryote4.2.1.2. Ở tế bào eukaryoteKhông có quá trính sao mã và dịch mã đồng thờiChỉ xảy ra trên mARN trưởng thànhTiểu phần nhỏ bám vào vị trí mở đầu trên mARN đồng thời tARN- methioin đi vào khớp đối mã ở vị trí codon khởi đầuViệc gắn tiểu phần nhỏ vào mARN nhờ phức hợp nhận biết là mũ 7mGTiểu phần lớn gắn vào tiểu phần nhỏ hình thành ribosome hoạt động (80S)Nhận biết codon khởi đầu và hình thành ribosom hoạt động4.2.2 Giai đoạn kéo dàivề cơ bản là giống nhau ở hai loại TB. Nó gồm nhiều chu kỳ lặp lại, mỗi chu kỳ có 3 bước cơ bản:Bước 1:Phức hợp aminoacyl-tARN tương tác với vị trí ABước 2:Chuỗi polypeptit đang gắn ở vị trí P được tách ra và chuyển sang vị trí ATạo liên kết peptit của chuỗi này với a.a đang ở vị trí AtARN ở vị trí P được chuyển sang vị trí E, sau đó giải phóng ra khỏi ribosome Bước 3:Phức tARN- chuỗi polypeptit ở vị trí A được chuyển sang vị trí PRibosome được chuyển sang chính xác 1 codon Giai đoạn kết thúcKhi một trong ba codon kết thúc trên phân tử mARN có mặt ở vị trí ACác codon này được nhận diện bởi các yếu tố giải phóng (RF: release factor) Có hai loại yếu tố giải phóng: Loại I nhận diện codon kết thúc và thúc đẩy sự thủy phân để tách chuỗi polypeptide ra khỏi tRNA tại vị trí P. Loại II kích thích sự tách yếu tố loại I ra khỏi ribosome sau khi chuỗi polypeptide được giải phóng 2 tiều phần ribosome tách rời nhau - kết thúc quá trình dịch mã