Tải bản đầy đủ

Ôn tập sinh học văn bằng 2 dược

Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

SINH HỌC PHÂN TỬ
NHẬP MÔN
3. Học thuyết trung tâm? Giải thích sự luân chuyển thông tin trong sinh vật.
Học thuyết trung tâm:
-

Học thuyết trung tâm của sinh học phân tử được phát biểu lần đầu tiên bởi Francis
Crick năm 1958 về sự luân chuyển thông tin của sinh vật.
“Thông tin trình tự khi đã chuyển sang protein thì không thể lấy ra lại được” nghĩa là
thông tin không thể chuyển ngược từ protein đến acid nucleic.
Thông tin ở đây là trình tự chính xác các nucleotide của acid nucleic quy định trình tự
aa của protein.
Hình vẽ

Sự luân chuyển thông tin trong sinh vật
-


-

Sinh vật có 3 loại phân tử mang thông tin trình tự: ADN, ARN, protein. Có 5 cách
chuyển thông tin như sau:
 Giữa các phân tử ADN thông qua sự sao chép.
 Từ ADN đến ARN thông qua sự phiên mã.
 Từ acid nucleic đến protein nhờ sự dịch mã.
 Giữa ARN đến ARN trong quá trình sinh sản của các ARN virus hay quá trình
xử lý cắt nối của ARN.
 Từ ARN đến ADN trong qua trình phiên mã ngược của retro virus.
Sao chép, phiên mã và dịch mã xảy ra ở tất cả các tế bào.
Các kiểu khác chỉ xảy ra ở một số tế bào hay điều kiện đặc biệt.
Các quá trình này được nghiên cứu chi tiết trong SHPT.


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

Bài 1: SAO CHÉP ADN
1. Phân biệt sao chép, phiên mã và dịch mã.
- Đặc điểm chung:
 Đều là các quá trình chuyển thông tin di truyền giữa các đại phân tử sinh học.
 Gồm 3 giai đoạn: khởi đầu, nối dài và kết thúc.
 Có sự tham gia của acid nucleic và nhiều protein.
 Có điểm khởi đầu xác định.
- Sao chép: chuyển thông tin giữa các phân tử ADN.
- Phiên mã: chuyển thông tin từ ADN đến ARN.
- Dịch mã: chuyển thông tin từ ARN đến protein.
2. Chức năng sinh học và điều trị của Topoisomerase
Chức năng sinh học:
- Là enzyme điều hòa trạng thái xoắn của ADN.
- Topoisomerase I gắn với ADN, cắt một sợi, cho phép ADN xoắn kép quay quanh một
điểm làm mất đi sự xoắn. Topoisomerase I tham gia vào quá trình tạo chạc ba ở vi
khuẩn cũng được tìm thấy ở tế bào động vật.
- Topoisomerase II còn gọi là gyrase tạo ra các dạng siêu xoắn âm (phải sang trái).
Topoisomerase II làm mất đi vòng catena, cắt một sợi ADN kép và để phân tử ADN
sợi kép còn lại xuyên qua điểm cắt, sau đó sợi kép ban đầu được nối lại.
Điều trị
- Một số chất có khả năng ức chế Topoisomerase, ví dụ kháng sinh flouroquinolone,


dẫn đến làm đứt ADN nst, do đó làm chết tế bào do gián đoạn sự phân bào.
- Chất ức chế Topoisomerase dùng làm kháng sinh chỉ ức chế đặc hiệu đối với
Topoisomerase của vi khuẩn, mà không tác động trên enzyme của tế bào bậc cao.
3. Nhờ vào đâu khi sao chép ADN tạo ra hai mạch mới giống mạch gốc?
- Phân tử ADN có cấu trúc sợi đôi song song ngược. Hai sợi của phân tử ADN liên kết
với nhau bằng liên kết hydro giữa các base nitơ giữa hai mạch theo nguyên tắc bổ
sung A-T và G-C, nghĩa là trình tự trên một mạch sẽ quyết định trình tự trên mạch kia
và ngược lại.
- Phân tử ADN có khả năng dị xúc tác, tức là làm khuôn mẫu để tổng hợp phân tử acid
nucleic khác.
- Quá trình sao chép ADN diễn ra theo cơ chế bán bảo tồn, khi bắt đầu sao chép hai
mạch ADN được tách ra, mỗi mạch được dùng làm khuôn mẫu để tổng hợp sợi mới
theo nguyên tắc bổ sung A-T và G-C với các nucleotide trên mạch cũ.
4. Tính trạng di truyền được qua ADN, ARN hay protein?Giải thích.
- Trong tất cả sinh vật đều có 3 loại đại phân tử có cấu tạo polymer chứa thông tin trình
tự là ADN, ARN và protein.
- Trong đó thông tin di truyền có thể được lưu trữ trên ADN hoặc ARN vì thông tin trên
các phân tử này có thể lấy ra lại được, trong khi đó thông tin trên protein không thể
lấy ra được.
- ARN có cấu trúc mạch đơn nên khi sao chép sẽ cho phân tử con có trình tự hoàn toàn
khác phân tử ban đầu, nghĩa là chứa thông tin hoàn khác, do đó không thể truyền tính
trạng được.
- Tính trạng được di truyền qua ADN vì ADN có cấu trúc xoắn kép gồm hai mạch song
song ngược gắn với nhau theo nguyên tắc bổ sung cặp A-T và G-C, do đó phân tử


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

ADN có khả năng sao chép thành hai phân tử mới giống hệt nhau và được chia cho
các tế bào mới khi xảy ra phân bào.
5. Chứng minh cơ chế minh họa sao chép ADN qua thí nghiệm Meselson và Stahl là
cơ chế bán bảo thủ.
- Nếu tế bào Escherichia coli được cung cấp nguồn nitơ duy nhất là amoni, chúng có
thể tạo nên tất cả các nucleotide cần cho sự tổng hợp ADN. Nếu nito được sử dụng là
đồng vị nito nặng (N15), ADN được tạo ra sẽ nặng hơn ADN được tổng hợp bằng cách
dùng nito nhẹ (N14). Hai loại ADN nặng hay nhẹ có thể được tách ra bằng siêu ly tâm
trong thang nồng độ cesium chloride.
- Trong thí nghiệm, vi khuẩn được cho phát triển vài thế hệ trong môi trường N 15 để
đảm bảo cho tất cả ADN của vi khuẩn đều là loại nặng. Sau đó chuyển tế bào vào môi
trường có chứa N14, như là nguồn cung cấp nito duy nhất và để cho phân chia trong
môi trường N14, khi khối lượng ADN tăng lên gấp đôi, ADN được chiết ra khỏi tế bào
và được ly tâm trong thang nồng độ cesium chloride.
 Nếu cơ chế bảo tồn được thực hiện, hai băng ADN phải được thấy rõ sau khi
ly tâm: một băng nguyên thủy (N15) và một băng chứa N14.
 Nếu theo cơ chế bán bảo tồn thì chỉ có một băng có tỷ trọng trung gian chứa
N14.5 xuất hiện. Nếu ADN được đun nóng rồi làm nguội nhanh để tách hai
mạch, ly tâm trên thang nồng độ cesium chloride sẽ thấy hai băng tương ứng
với ADN N15 và ADN N14.
- Hình vẽ

6. Các yếu tố cần thiết cho sao chép ADN ở E.coli.
[1].Khuôn mẫu: phân tử ADN ban đầu hình thành nên sợi sớm và sợi muộn.
[2].Các nguyên liệu: gồm 4 loại desoxyribonucleotide triphosphat (dNTP) gồm
A,T,G và C. Tiến trình này được tóm tắt bằng phương trình:
d(NMP)n + dNTP  d(MNP)n+1 + PPi
Trong đó: - dNTP là một desoxyribonucleotide triphosphat
-d(NMP)n là một polymer có n desoxyribonucleotide.
-PPi là pyrophosphate được thủy phân thành acid vô cơ làm phản
ứng xảy ra theo chiều phải, kéo dài chuỗi ADN.
[3]. Mồi (primer): bản chất là những đoạn ribonucleotide, khoảng 5-10 base đặc
hiệu để mở đầu cho sự kéo dài phân tử ADN mới sinh.
[4]. Enzyme ADN polymerase và Mg2+ (đồng yếu tố của ADN polymerase)
ADN polymerase từ E.coli và retrovirus


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

Polymerase

E.coli
II

I

Polymer hóa 5’3’
Exonuclease 5’3’
Exonuclease 3’5’

+
+
+

+
+

Vius

III
+
+
+

+
+

ADN polymerase của nhân thật

Polymerase
Vị trí
Chức năng

α
β
Nhân
Nhân
Khởi đầu Sửa chữa
sao chép
ADN nhân

γ
Ty thể
Sao chép
ADN
ty
thể

δ
Nhân
Sao chép
ADN nhân

ε
Nhân
Sao chép
ADN nhân

[5]. Các yếu tố phụ trợ khác:

Protein
Protein B
N-protein
Primase
Rep protein
Helicase
SSB- protein
ADN polymerase III
Topoisomerase I
Topoisomerase II
ADN ligase

Chức năng
Nhận biết điểm Ori (điểm bắt đầu sao chép, là một vùng gồm
254 cặp base)
Cho phép primase hoạt động
Tự bản thân primase không hoạt động được mà phải tạo phức
với chuỗi pp thành primosome chức năng.
Primosome chức năng tạo mồi ARN
Tháo xoắn sợi sớm
Tháo xoắn sợi chậm
Giữ cho các sợi đơn do helicase tạo ra không chập lại với
nhau, ổn định sợi ADN đơn
Tổng hợp ADN
Cắt khía một sợi đơn ADN, tháo xoắn ADN
Cắt khía cả hai sợi đơn ADN, tháo vòng catena
Nối các đầu của polynucleotide đã hoàn thành

[6]. Năng lượng ATP:cung cấp năng lượng cho helicase hoạt động.
7. Đặc điểm ADN polymerase ở E.coli về hoạt tính polymer hóa 5’3’ và hoạt tính
exonuclease.
- Enzyme tổng hợp mạch ADN mới trong quá trình sao chép là ADN polymerase, đây
là enzyme polymerase phụ thuộc ADN, tức sử dụng dụng ADN làm khuôn mẫu.
- Ở E.coli, có 5 loại ADN polymerase gồm: I, II, III, IV và V.
- Đặc điểm của ADN polymerase của E.coli
E.coli
Polymerase
I
II
III
Polymer hóa 5’3’ +
+
+
Exonuclease 5’3’ +
+
Exonuclease 3’5’ +
+
+


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

-

Hoạt tính:
 Hoạt tính polymer hóa 5’3’: tất cả ADN polymerase đều dùng
desoxyribonucleotide-5’-triphosphat
(dNTP)
để
gắn
thêm
một
desoxyribonucleotide-5’-monophosphat vào đầu 3’ hydroxyl của ADN mồi.
 Hoạt tính exonuclease 3’5’: đặc tính này có ở một số ADN polymerase
như một chức năng “sửa lỗi”, nghĩa là loại bỏ nucleotide gắn sai. Khả năng
này đối với mạch đơn mạnh hơn. Trên mạch kép nếu có đủ dNTP, hoạt tính
tổng hợp mạnh hơn. Hoạt tính này cũng tăng lên khi tăng nhiệt độ.
 Hoạt tính exonuclease 5’3’: một số ADN polymerase có khả năng này có
nghĩa là loại bỏ các nucleotide hay oligonucleotide từ đầu 5’, do đó có thể
phân hủy đoạn mồi hay khuôn mẫu.
8. Đặc điểm ADN polymerase của tế bào nhân thật về vị trí và hoạt tính polymer
hóa 5’-3’.
- Ở nhân thật có 5 loại polymerase được biết là α, β, γ, δ và ε.
Polymerase
Α
Β
Γ
Δ
ε
Vị trí
Nhân
Nhân
Ty thể
Nhân
Nhân
Chức năng
Khởi đầu Sửa chữa
Sao chép Sao chép Sao chép
sao chép
ADN
ty ADN nhân ADN nhân
ADN nhân
thể
-

Các enzyme này có cơ chế tác động tương tự với các enzyme của tế bào nhân nguyên
thủy.
- Polymerase ε và δ cần cho sự sao chép của ADN nhân. Polymerase ε có vai trò trong
sửa chữa ADN nhân.
- Polymerase α liên quan đến sự mồi (khởi đầu) sao chép.
- Polymerase β cấu tạo từ một chuỗi pp đơn, đóng vai trò sửa chữa.
- Polymerase γ được tìm thấy trong ty thể và chịu trách nhiệm sao chép ADN ty thể.
9. Điểm khởi đầu sao chép ADN.
- Sự sao chép ADN bắt đầu tại một điểm xác định gọi là điểm gốc sao chép Ori (origin)
là đích gắn của các protein để tách hai mạch ADN và khởi đầu việc sao chép.
- Ori là một trình tự ADN có đặc điểm giàu AT được nhận biết bởi các protein khởi
động.
- Ở E.coli, điểm khởi đầu sao chép là OriC gồm 254 base chứa 3 vùng giàu AT gồm 13
nucleotid lặp lại và 4 vùng 9 nucleotid lặp lại.
- Tế bào nhân nguyên thủy chỉ có 1 điểm Ori trên 1 phân tử ADN nst.
- Tế bào nhân thật có nhiều điểm Ori trên 1 phân tử ADN nst.
- Sự sao chép bắt đầu tại điểm Ori theo cả hai hướng hoặc chỉ một hướng.
10. Sự sao chép ADN ở E.coli.
- Ở E.coli, quá trình sao chép bắt đầu khi protein B nhận biết được điểm khởi sự sao
chép (OriC).
- Các sợi ADN được tách ra tạo thành chạc ba sao chép nhờ enzyme helicase.
- Quá trình tổng hợp sợi ADN mới luôn diễn ra theo hướng 5’3’, do đó khi mạch đôi
ADN khuôn mẫu được tách ra thành hai sợi đơn, một sợi sẽ có hướng 3’5’ có thể sử
dụng làm khuôn mẫu ngay, sợi còn lại có hướng 5’3’ cần có cơ chế sao chép khác.
- Sợi ADN có hướng 3’5’ sẽ được sao chép trực tiếp bởi enzyme ADN polymerase
III. Sợi con bổ sung vừa tạo ra được gọi là sợi sớm.


Ôn thi Dược VB2

-

Hoàng Trúc Vy

Sợi gốc còn lại có hướng 5’3’ không được sao chép cho đến khi một phần của sợi
gốc được tháo xoắn. Bản sao này được gọi là sợi muộn. Sợi muộn được tổng hợp
bằng một quá trình sao chép không liên tục. Sự sinh tổng hợp sợi muộn và sợi sớm
được điều hòa bởi sự tạo nút thắt của sợi muộn, nhờ đó sợi muộn cũng được tổng hợp
cùng hướng với sợi sớm.
- Việc sao chép không liên tục tạo ra các đoạn ADN ngắn vào khoảng 1000-2000
nucleotid gọi là đoạn Okazaki. Các đoạn này sau đó được nối với nhau bởi ADN
ligase để tạo ra sợi ADN liên tục.
- Đoạn mồi ARN luôn luôn cần cho sự tổng hợp ADN. ADN polymerase đòi hỏi một
đoạn ARN ngắn có đầu 3’OH tự do để bắt đầu sự tổng hợp và để gắn được
desoxyribonucleotid vào mạch con, bổ sung được với ADN khuôn.
- Mồi ARN được tổng hợp bởi một enzyme đặc biệt có tên gọi là primase. Chúng có
thể kéo dài sự khởi động chuỗi de novo. Primase nhận ra trình tự đặc hiệu trên chuỗi
ADN đơn. Tự bản thân primase không hoạt động được, nó phải tạo phức hợp với vài
chuỗi pp để tạo thành primosome chức năng. Các trình tự ARN được tạo ra bởi
primosome là những đoạn ngắn khoảng 5-10 nucleotid đặc hiệu. Các protein nhận
diện được gọi là N-protein, chọn các điểm origin trên ADN, tại đó primase có thể hoạt
động.
- Các đoạn mồi ARN sẽ bị ADN polymerase I loại khỏi chuỗi ADN. Enzyme này đồng
thời làm nhiệm vụ lấp đầy các khoảng trống bằng các nucleotide thích hợp cho việc
loại mồi. Các đoạn ADN được nối lại với nhau bởi ADN ligase tạo thành sợi ADN
liên tục.
- Sự tổng hợp sẽ diễn ra đến khi giáp vòng (ADN vòng) hoặc đạt đến đầu mút (ADN
thẳng).
11. Phân biệt sợi sớm và sợi muộn.
- Sợi sớm có hướng 3’5’ cùng chiều với hướng di chuyển của helicase và hướng vào
chạc ba sao chép, do đó nó được sao chép liên tục.
- Sợi muộn có hướng 5’3’ ngược chiều với chiều di chuyển của helicase và hướng ra
khỏi chạc ba sao chép, do đó được tổng hợp không liên tục thành các đoạn Okazaki,
các đoạn này sau đó được nối lại.
12. Cơ chế để sợi dẫn và sợi muộn được tổng hợp cùng chiều.
- Các sợi ADN được tách ra và một sợi ADN có hướng 3’5’ sẽ được sao chép trực
tiếp bởi enzyme ADN polymerase III. Sợi con bổ sung vừa tạo ra được gọi là sợi sớm.
- Sợi gốc còn lại có hướng 5’3’ không được sao chép cho đến khi một phần của sợi
gốc được tháo xoắn. Bản sao này được gọi là sợi muộn. Sợi muộn được tổng hợp
bằng một quá trình sao chép không liên tục. Sự sinh tổng hợp sợi muộn và sợi sớm
được điều hòa bởi sự tạo nút thắt của sợi muộn, nhờ đó sợi muộn cũng được tổng hợp
cùng hướng với sợi sớm.
13. Kích thước đoạn Okazaki ở tế bào nhân nguyên thủy và tế bào nhân thật.
- Prokaryote: 1000-2000 nucleotid.
- Eukaryote: 40-300 nucleotid.
14. Vai trò của các enzyme trong sao chép.
Enzyme
Vai trò
Protein B
Nhận biết điểm Ori
N-protein
Cho phép primase hoạt động
Primase
Tự bản thân primase không hoạt động được mà phải tạo phức


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

Rep protein
Helicase
SSB-protein
ADN polymerase III
Topoisomerase I
Topoisomerase II
ADN ligase

với chuỗi pp thành primosome chức năng.
Primosome chức năng tạo mồi ARN
Tháo xoắn sợi sớm
Tháo xoắn sợi chậm
Ổn định sợi ADN đơn
Chịu trách nhiệm tổng hợp sợi ADN mới
Cắt khía một sợi đơn ADN, tháo xoắn ADN
Cắt khía cả hai sợi đơn ADN, tháo vòng catena
Nối các đầu của polynucleotide đã hoàn thành

15. Mồi xuất hiện khi nào? Nhờ vào đâu? Xuất xứ?
- Đoạn mồi ARN luôn luôn cần cho sự tổng hợp ADN. ADN polymerase đòi hỏi một
đoạn ARN ngắn có đầu 3’OH tự do để bắt đầu sự tổng hợp và để gắn được
desoxyribonucleotid vào mạch con, bổ sung được với ADN khuôn.
- Trên sợi sớm, mồi xuất hiện sau khi điểm Ori được nhận diện và ADN được tách ra
để tạo chạc ba sao chép. Trên sợi muộn, mồi xuất hiện trước khi bắt đầu tổng hợp
từng đoạn Okazaki.
- Mồi ARN được tổng hợp bởi một enzyme đặc biệt có tên gọi là primase. Chúng có
thể kéo dài sự khởi động chuỗi de novo. Primase nhận ra trình tự đặc hiệu trên chuỗi
ADN đơn. Tự bản thân primase không hoạt động được, nó phải tạo phức hợp với vài
chuỗi pp để tạo thành primosome chức năng. Các trình tự ARN được tạo ra bởi
primosome là những đoạn ngắn khoảng 5-10 nucleotid đặc hiệu. Các protein nhận
diện được gọi là N-protein, chọn các điểm origin trên ADN, tại đó primase có thể hoạt
động.
16. Protein nhận diện vị trí primase cho ADN hoạt động.
Các protein nhận diện được gọi là N-protein, chọn các điểm Origin trên ADN, tại đó
primase có thể hoạt động.
17. Bản chất và kích thước của đoạn mồi.
- Mồi để ADN polymerase khởi động tổng hợp ADN trong sao chép có bản chất là
ARN.
- Kích thước của mồi khoảng 5-10 nucleotid.
18. Tốc độ di chuyển của chạc ba sao chép ở E.coli và tốc độ tháo xoắn của ADN gốc.
- Sự sao chép ADN vòng tạo ra cấu trúc theta, hình thành bởi hai chạc ba sao chép xuất
phát từ một vị trí Origin. Sự tổng hợp ADN được tiến hành theo cả hai chiều thuận và
nghịch kim đồng hồ cùng một lúc. Để tạo ra các sợi đơn ADN, hai sợi ADN gốc phải
vặn xoắn (quay). Cứ mỗi 10 base được sao chép thì phân tử ADN phải vặn xoắn một
vòng.
- Chạc ba sao chép của E.coli cần phải di chuyển với tốc độ 800 base/s, đòi hỏi ADN
gốc phải tháo xoắn với tốc độ 80 vòng/s. Sự tháo xoắn ADN gây ra hiện tượng siêu
xoắn. Việc tháo xoắn sợi kép dẫn đến siêu xoắn âm (xoắn ngược chiều và làm giảm số
vòng), trong khi đó sự xoắn thêm sẽ dẫn đến siêu xoắn dương (xoắn cùng chiều, số
vòng tăng).
19. Phân biệt siêu xoắn dương và siêu xoắn âm.


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

-

Ở trạng thái “nghỉ”, hai sợi ADN xoắn với nhau quanh trục, mỗi vòng chưa khoảng
10,4-10,5 cặp base.
- Sự thêm hay bớt mức độ xoắn của ADN gây ra hiện tượng siêu xoắn.
- Việc tháo xoắn sợi kép dẫn đến siêu xoắn âm (xoắn ngược chiều và làm giảm số
vòng) (xoắn từ phải sang trái).
- Sự xoắn thêm sẽ dẫn đến siêu xoắn dương (xoắn kép cùng chiều, số vòng tăng) (xoắn
từ trái sang phải).
20. Vai trò của ADN polymerase ở tế bào nhân thật.
- Ở nhân thật có 5 loại polymerase được biết là α, β, γ, δ và ε.
Polymerase
α
β
γ
Vị trí
Nhân
Nhân
Ty thể
Chức năng Khởi đầu sao chép
Sửa
Sao chép
ADN nhân
chữa
ADN ty thể
-

δ
Nhân
Sao chép
ADN nhân

Ε
Nhân
Sao chép
ADN nhân

Các enzyme này có cơ chế tác động tương tự với các enzyme của tế bào nhân nguyên
thủy.
Polymerase ε và δ cần cho sự sao chép của ADN nhân. Polymerase ε có vai trò trong sửa
chữa ADN nhân.
Polymerase α liên quan đến sự mồi (khởi đầu) sao chép.
Polymerase β cấu tạo từ một chuỗi pp đơn, đóng vai trò sửa chữa.
Polymerase γ được tìm thấy trong ty thể và chịu trách nhiệm sao chép ADN ty thể.
21. Vai trò các helicase.
- Các enzyme helicase cần thiết để hỗ trợ cho sự tháo xoắn ADN gốc vì hai sợi đơn
ADN không thể tự nhiên tách ra được.
- Helicase cần ATP như một cofactor. Helicase dùng năng lượng tự do khi thủy phân
ATP để đi dọc theo sợi ADN, làm tăng tốc độ tách hai sợi ADN.
- Có hai loại helicase khác nhau:
 Rep-protein gắn với ADN gốc, trực tiếp tổng hợp sợi sớm và di chuyển theo
hướng 3’5’.
 Helicase thứ hai gắn với sợi khuôn kia để tổng hợp sợi chậm, enzyme này tạo
phức hợp với primase để tạo mồi ARN.

Bài 2: CÁC LOẠI ARN


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

1. Dựa vào học thuyết trung tâm, trình bày nhiệm vụ ARN trong quá trình tổng hợp
protein.
Vẽ học thuyết trung tâm

-

ADN mang thông tin di truyền của tế bào nhưng bản thân nó không trực tiếp chỉ huy
quá trình tổng hợp protein, vì ADN nst chỉ mang một bản sao duy nhất của mỗi gen,
trong khi tế bào có hàng nghìn phân tử protein cùng loại tồn tại. Mặt khác, không phải
tất cả các gen đều được biểu hiện thành protein cùng lúc mà các gen khác nhau sẽ
biểu hiện khác nhau tại mỗi thời điểm trong vòng đời của tế bào và tùy theo điều kiện
môi trường. Do vậy, cần có cơ chế trung gian để khuếch đại thông tin di truyền từ
ADN đến protein, đồng thời kiểm soát sự biểu hiện của gen theo nhu cầu của tế
bào. ARN đóng vai trò trung gian quan trọng này.
- Từ mỗi gen có thể có nhiều bản sao ARN để chỉ huy quá trình tổng hợp protein, đồng
thời vòng đời của ARN ngắn nên sự biểu hiện của gen qua trung gian ARN dễ dàng
được kiểm soát bởi nhu cầu của tế bào và điều kiện môi trường.
- Ngoài vai trò trung gian trong quá trình biểu hiện gen, nhiều ARN còn có vai trò cấu
trúc hay xúc tác.
2. Các vai trò chủ yếu của ARN: có 4 vai trò chính:
- Trung gian chuyển thông tin di truyền từ ADN đến protein: mARN chứa trình tự
nucleotide là bản sao của gen.
- Vai trò cấu trúc: rARN là thành phần cấu tạo của ribosome.
- Vai trò xúc tác: trong phản ứng cắt nối pre-mARN thành mARN xúc tác bởi phức
hợp ribonucleoprotein (RNP) có thành phần là snARN và protein.
- Vai trò vận chuyển: tARN vận chuyển aa đến ribosome để tổng hợp chuỗi pp.
3. Cấu trúc chung của phân tử ARN.
- Mạch đơn polynucleotide.
- Đường ribose (5C).
- Các base nito: Adenin, Guanin, Cystosin và Uracil.
4. Các loại ARN trong tế bào.
- mARN – ARN thông tin.
- rARN – ARN ribosome.
- tARN – ARN vận chuyển
- pre- rARN (tiền rARN) là ARN được tổng hợp từ ADN, sau khi được cắt nối sẽ trở
thành rARN.
- pre- tARN (tiền tARN) là ARN được tổng hợp từ ADN, sau khi được cắt nối sẽ trở
thành tARN.
- hnARN- ARN nhân không đồng nhất, sẽ tạo mARN sau khi được cắt nối.
- snARN- ARN nhân nhỏ.
- scARN- ARN tế bào chất nhỏ.
5. Sự khác biệt về cấu trúc giữa ADN và ARN.


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

ADN
ARN
Mạch kép gồm hai sợi ADN xoắn Sợi đơn ARN
song song ngược chiều nhau.
Đường desoxyribose
Đường ribose
Base nito: Uracil
Base nito: Thymin

6. Cấu trúc, nhiệm vụ của rARN.
Nhiệm vụ:
-

rARN là thành phần cấu tạo của ribosome (chiếm khoảng một nửa khối lượng của
ribosome).
Tạo điều kiện gắn kết các yếu tố mở đầu vào ribosome.
Gắn kết với mARN.

Cấu trúc rARN:
-

Cấu trúc rARN bậc 1: có một đặc tính là có sự methyl hóa nucleotide, biến đổi bản
sao sơ cấp của rARN. Sự methyl hóa này xảy ra sau khi phiên mã và được thực hiện
bởi ARN- methylase trong đó sử dụng S- Adenosyl Methionine (SAM) như là cơ chất
cung cấp methyl.
 Ở tế bào nhân nguyên thủy và các bào quan, rARN thường methyl hóa ở base
mở đầu (5-methylcytosin).
 Ở tế bào chất tế bào nhân thật, rARN thường methyl hóa ở vị trí 2’ của đường
ribose (2’-O-methyladenosyl).

Các vị trí của phần methyl hóa trong chuỗi rARN được lưu giữ tốt ở các loài khác nhau.
-

Cấu trúc rARN bậc 2: có tầm quan trọng trong việc lắp ráp ribosome và chúng được
lưu giữ tốt trong quá trình tiến hóa. Nếu rARN bị biến tính thì protein không gắn kết
được.
Cấu trúc rARN bậc 3: cấu trúc không gian 3 chiều dạng chữ L gắn vào vị trí A, P
của ribosome.
Cấu trúc ribosome:
Dựa vào hệ số lắng S (Svedberg) của ribosom khi siêu ly tâm, chia làm 3 loại
ribosome khác nhau. Ribosome của vi khuẩn và lục lạp có hệ số lắng khoảng 70S,
ribosome của tế bào nhân thật là 80S, của ty thể động vật có vú là 50S.
Ribosome được cấu tạo gồm 2 tiểu đơn vị có chức năng và cấu trúc riêng biệt, có thể
tách ra và gắn lại với nhau một cách thuận nghịch tùy theo nồng độ của Mg2+.
Thành phần cấu tạo ribosome của vi khuẩn và tế bào nhân thật

Tế bào
Vi khuẩn

Kích thước
ribosome
70S

Tiểu đơn vị
Lớn (50S)
Nhỏ (30S)

rARN
23S
5S
16S

Protein
31
21


Ôn thi Dược VB2

Nhân thật

Hoàng Trúc Vy

80S

Lớn (60S)
Nhỏ

-

28S
5.8S
5S
18S

49
33

Các tiểu đơn vị ribosome:
 Được tổng hợp trong nhân
 Di chuyển ra tế bào chất qua lỗ nhân
 Hai tiểu đơn vị liên kết với nhau qua tế bào chất để thực hiện quá trình sinh
tổng hợp protein.

Vai trò của ribosome
-

Tiểu đơn vị lớn: chịu trách nhiệm hình thành liên kết pp, kéo dài chuỗi pp.
Tiểu đơn vị nhỏ: xác định aa cần gắn vào chuỗi pp, kiểm soát quá trình tương tác
giữa codon của mARN với anticodon của tARN hay nói cách khác là đọc thông tin di
truyền.
7. Mối liên quan giữa cấu trúc và vai trò của rARN.
- Cấu trúc rARN bậc 1: có một đặc tính là có sự methyl hóa nucleotide, biến đổi bản
sao sơ cấp của rARN. Sự methyl hóa này xảy ra sau khi phiên mã và được thực hiện
bởi ARN- methylase trong đó sử dụng S- Adenosyl Methionine (SAM) như là cơ chất
cung cấp methyl.
 Ở tế bào nhân nguyên thủy và các bào quan, rARN thường methyl hóa ở base
mở đầu (5-methylcytosin).
 Ở tế bào chất tế bào nhân thật, rARN thường methyl hóa ở vị trí 2’ của đường
ribose (2’-O-methyladenosyl).
Các vị trí của phần methyl hóa trong chuỗi rARN được lưu giữ tốt ở các loài khác nhau.
-

Cấu trúc rARN bậc 2: có tầm quan trọng trong việc lắp ráp ribosome và chúng được
lưu giữ tốt trong quá trình tiến hóa. Nếu rARN bị biến tính thì protein không gắn kết
được.
- Cấu trúc rARN bậc 3: cấu trúc không gian 3 chiều dạng chữ L gắn vào vị trí A, P
của ribosome.
8. Các quá trình biến đổi của pre-rARN ở tế bào Hela.
- Các pre- ARN có vài trăm bản sao và tập hợp lại tạo thành phần đầu trong một vùng
nst và được xem như vùng thiết lập nhân. Pre- ARN 45S là bản sao của các gen
rARN.
- rARN 45S được biến đổi do đưa vào khoảng 110 nhóm methyl ở các nucleotide đặc
hiệu. Hầu hết những phần được methyl hóa đều được bảo tồn ở rARN trưởng thành.
- Hàng loạt diễn biến trong và ngoài nhân đã tạo ra được các tiền thể trung gian 32S và
20S từ pre-rARN 45S. Sau đó, pre-rARN được cắt thành 28S và 5.8S, còn 20S thành
18S ( 5S được phiên mã từ một đơn vị phiên mã khác).
9. Quá trình biến đổi pre-rARN ở E.coli.
- Chuỗi rARN 5S là thành phần của đơn vị phiên mã của cả rARN 16S và rARN 23S,
ngoài ra còn có chứa 2 chuỗi tARN hay nhiều hơn.


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

-

Từ rARN 30S, quá trình xử lý xảy ra bởi các enzyme:
 ARNase III cắt rARN 16S và rARN 23S.
 ARNase E và M5 cắt rARN 5S.
 ARNase P và F cắt tARN.
10. Cấu trúc chung của tARN.
- Chiều dài: khoảng 73-93 nucleotid.
- Một mạch cuộn lại thành cấu trúc “lá chẻ ba” gồm:
[1].Đầu tận cùng 5’P.
[2].Nhánh gắn aa.
 Các nucleotide đầu tận cùng 3’ có –OH tự do để gắn aa.
 Các cặp base có thể không theo trình tự bổ sung.
[3].Đuôi CCA: trình tự CCA tại 3’ giúp enzyme nhận biết tARN khi dịch mã.
[4]. Vòng D: chứa dihydrouridine.
[5]. Vòng đối mã: mỗi tARN mang một bộ ba đối mã đặc hiệu của một hay nhiều
codon mã hóa cho 1 aa.
[6]. Vòng T: chứa trình tự TψC.
[7]. Các base biến đổi: được tạo thành từ 4 base cơ bản bị thay đổi công thức hóa học
sau quá trình phiên mã do các enzyme tARN- modifying xúc tác.
Vai trò của tARN:
- Tương tác với enzyme aminoacyl-tARN synthetase đặc hiệu.
- Nhận biết các yếu tố nối dài.
- Vận chuyển aa đến ribosome để thực hiện quá trình sinh tổng hợp protein.
- Nhận diện codon-anticodon.
11. Sự biến đổi pre-tARN ở E.coli.
- Các tARN được tách ra từ những phân tử ban đầu dài hơn nhờ một số phản ứng xử lí.
- Quá trình cắt nối thủy giải đầu tiên của bản sao sơ cấp được xúc tác bởi ARNase P,
tạo các đầu tận cùng 5’ của phân tử tARN.
ARNase là một enzyme, gồm một ARN có 375 nucleotid và một protein có trọng lượng
phân tử 20.000. Trong điều kiện sinh lí, cả hai thành phần protein và ARN đều cần những yếu tố
hoạt động, nhưng khi nồng độ Mg2+ cao thì chỉ có thành phần ARN có hoạt tính xúc tác.
-

tARN có trình tự cuối CCA-OH ở đầu 3’, phiên mã từ các base bổ sung có trong
ADN của nst, kết hợp endonuclease và exonuclease.
- Một số phản ứng trong nhân và biến đổi base tạo nên tARN hoàn chỉnh.
12. Các giai đoạn biến đổi pre-tARN.
Ở tế bào nhân nguyên thủy (E.coli) : câu trên.
Ở tế bào nhân thật (quá trình biến đổi của tARNTyr ở nấm men), tARN đều được
tách ra từ những phân tử ban đầu dài hơn nhờ một số phản ứng xử lí :
- Loại bỏ intron ở vòng đối mã.


Ôn thi Dược VB2

-

Hoàng Trúc Vy

Cắt trình tự ở đầu 5’ bằng ARNase.
Trình tự cuối CCA-OH ở đầu 3’ được thêm vào sau khi phiên mã, nhờ enzyme tARN
nucleotidyl transferase xúc tác bổ sung.
Một số phản ứng trong nhân và biến đổi base tạo nên tARN hoàn chỉnh.
 Cơ chế quá trình cắt nối tARN ở nấm men:
ARN endonuclease (ARNse) cắt tiền tARN tại hai đầu của intron, tạo nhóm 5’ OH và
2’3’P vòng.
2 nửa phân tử tARN cùng tồn tại nhờ liên kết H.
Pi từ GTP gắn vào nhóm 5’OH của đầu 3’ exon nhờ enzyme GTP kinase.
Vòng 2’3’P được mở nhờ enzyme cyclic phosphodiesterase (là một phần của phản
ứng kết nối), giải phóng 2’Pi.
2 nửa phân tử tARN sau đó liên kết với nhau nhờ enzyme ARN ligase.
Phophatase loại bỏ 2’Pi.

13. Cấu trúc của mARN ở tế bào nhân nguyên thủy và tế bào nhân thật.
mARN mang thông tin quy định trình tự protein đến ribosome, nó được tổng hợp khi
enzyme ARN polymerase tiếp xúc với trình tự promoter của gen mã hóa cho protein trên phân tử
ADN.
Cấu trúc mARN: Phân tử mARN gồm 3 phần:

-

1. Vùng 5’ không mã hóa (5’ UTR- untranslated region).
2. Vùng mã hoá chứa trình tự mã hóa cho protein : Vùng này bắt đầu bằng codon
khởi đầu và tận cùng bằng codon kết thúc.
Ở tế bào nhân thật vùng mã hóa là monocistron, có các trình tự không mã hóa
(intron) nằm xen kẽ với các trình tự mã hóa (exon).
Ở tế bào nhân nguyên thủy vùng mã hóa là polycistron, giữa các operon có “vùng
xen giữa”.
3. Vùng 3’ không mã hóa (3’ UTR).
Hình vẽ

Cấu trúc tiền mARN của tế bào nhân thật
Ở tế bào nhân thật có mang chóp 5’ để bảo vệ phân tử ARN không bị cắt liên kết
phosphodiester do các phân tử hydro lân cận và là tín hiệu cho ribosome nhận biết để gắn vào
khi dịch mã, đuôi poly A gắn vào đầu 3’ có chức năng tương tự chóp 5’ trong việc bảo vệ phân tử
ARN và gắn với ribosome. Do vậy, thời gian bán hủy được kéo dài và lượng protein được tổng
hợp cũng nhiều hơn. Ngoài ra, đầu 3’ cũng có vai trò trong việc vận chuyển mARN từ nhân ra tế
bào chất.
Các trình tự 5’UTR và 3’UTR được phiên mã từ sợi ADN, giúp phân tử ARN tồn tại lâu hơn
trong tế bào trước khi bị thoái hóa, do vậy sẽ tổng hợp được nhiều protein hơn. Nếu không có
các đoạn UTR, ARN sẽ bị thoái hóa nhanh hơn và lượng protein sản xuất sẽ ít hơn. Hơn nữa,
trình tự UTR có thể thúc đẩy quá trình dịch mã hiệu quả hơn.


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

14. Sự khác biệt giữa cấu trúc của mARN ở tế bào nhân nguyên thủy và tế bào nhân thật. Ý nghĩa
của sự khác biệt này.

mARN nhân nguyên thủy
- mARN là polycistronic
- Hầu như không bị biến đổi
- Dịch mã xảy ra ngay khi đang
phiên mã
- mARN có tuổi đời ngắn (2 phút)

mARN nhân thật
- mARN là monocistronic( intron xen
giữa các exon)
- Pre-mARN bị biến đổi:
 Loại bỏ intron
 Gắn đuôi
 Gắn chóp
 Methyl hóa
- Dịch mã xảy ra sau khi phiên mã
hoàn tất
- mARN có tuổi đời dài (30 phút-24h)

Ý nghĩa của sự khác biệt này:
-

Ở tế bào nhân thật, cấu trúc gen phức tạp nên cần có các đoạn intron độn để giảm
thiểu đột biến. Ở tế bào nhân nguyên thủy, cấu trúc gen đơn giản hơn và có thể chịu
được các đột biến nhỏ.
- Ở tế bào nhân nguyên thủy, quá trình phiên mã và dịch mã xảy ra đồng thời vì không
qua gian đoạn cắt nối. Ở tế bào nhân thật, sau khi phiên mã tạo pre-mARN, premARN này phải trải qua gia đoạn biến đổi (loại bỏ intron, gắn đuôi, gắn chóp, methyl
hóa), sau đó di chuyển ra tế bào chất để tham gia phiên mã.
So với tế bào nhân nguyên thủy, quá trình phiên mã và dịch mã ở tế bào nhân thật
kéo dài hơn và có sự khác biệt về không gian (phiên mã ở trong nhân, dịch mã trong
tế bào chất). Do đó, ở tế bào nhân thật có mang chóp 5’ để bảo vệ phân tử ARN không
bị cắt liên kết phosphodiester do các phân tử hydro lân cận và là tín hiệu cho
ribosome nhận biết để gắn vào khi dịch mã, đuôi poly A gắn vào đầu 3’ có chức năng
tương tự chóp 5’ trong việc bảo vệ phân tử ARN và gắn với ribosome. Do vậy, thời
gian bán hủy được kéo dài và lượng protein được tổng hợp cũng nhiều hơn. Ngoài ra,
đầu 3’ cũng có vai trò trong việc vận chuyển mARN từ nhân ra tế bào chất.
15. Các quá trình biến đổi ở mARN của tế bào nhân thật.
Ở tế bào nhân thật, sau khi mARN được tổng hợp tại nhân, chúng phải trải qua 3 giai
đoạn “hậu phiên mã”.
1. Giai đoạn gắn chóp: đầu tiên, nhóm triphosphate tại đầu 5’ của phân tử ARN mới
tổng hợp sẽ bị cắt nhờ enzyme phosphohydrolase cắt liên kết γ-phosphodiester, loại
bỏ α và β phosphate. Tiếp theo, enzyme guanyltransferase gắn guanine và α
phosphate vào β phosphate của đầu 5’ bằng liên kết 5’-5’ triphosphate. Sau đó, vị trí
N-7 của guanine sẽ bị methyl hóa do enzyme guanine-7-methyltransferase. Cuối
cùng, enzyme 2’-O-methyltransferase sẽ methyl hóa vị trí 2’ của đường ribose.
Phản ứng methtyl hóa chóp có thể xảy ra theo 1 trong 3 cách:
a. Chóp 0: nhóm methyl gắn vào vị trí G7 do enzyme guanine-7-methyltransferase xúc
tác. Phản ứng này xảy ra ở tất cả mARN tế bào nhân thật.


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

b. Chóp 1: nhóm methyl gắn vào vị trí 2’-OH đường ribose của nucleotide đầu tiên.
Phản ứng do enzyme 2’-O-methyltransferase xúc tác. Phản ứng này xảy ra ở hầu hết
mARN tế bào nhân thật.
c. Chóp 2: phản ứng methyl hóa tương tự xảy ra ở nucleotide thứ 2 với tỷ lệ 10-15%.
Quá trình này bảo vệ phân tử ARN không bị cắt liên kết phosphodiester do các phân tử
hydro lân cận và là tín hiệu cho ribosome nhận biết để gắn vào khi dịch mã.
2. Giai đoạn gắn đuôi polyA vào đầu 3’: Ở động vật có vú khoảng 50-250, còn ở nấm
men khoảng 150 nucleotid Adenin được gắn và đầu 3’. Đuôi poly A gắn vào premARN có trình tự nhận diện AAUAAA. Quá trình này do enzyme poly A polymerase
xúc tác.
Chức năng đuôi poly A tương tự chóp 5’ trong việc bảo vệ phân tử ARN và gắn với
ribosome. Do vậy, thời gian bán hủy được kéo dài và lượng protein được tổng hợp cũng
nhiều hơn. Ngoài ra, đầu 3’ cũng có vai trò trong việc vận chuyển mARN từ nhân ra tế
bào chất.
3. Cắt nối: cắt bỏ các intron và nối các exon lại thành ARN trưởng thành. Xúc tác cho
quá trình này là các phức hợp ribonucleoprotein hoặc một số bản sao là ARN tự cắt
nối. Có 4 cơ chế cắt nối khác nhau:
o cắt nối pre-mARN theo nguyên tắc GU-AG.
o cắt nối pre-mARN nhờ spliceosome.
o tự cắt nối.
o cắt nối chéo.
16. Cấu trúc, vai trò của các ARN nhân nhỏ và ARN tế bào chất nhỏ.
- snARN (ARN nhân nhỏ) và scARN (ARN tế bào chất nhỏ) phức hợp với các protein
đặc hiệu tạo nên các hạt ribonucleoprotein (RNP) được gọi là snRNP hoặc scRNP.
- Vai trò của snRNP:
 Việc biến đổi pre-ARN thành ARN được thực hiện với sự tham gia của những
phân tử nhỏ là các spliceosom, đó chính là các snRNP.
 U1 và U2 có vai trò trong việc sửa đổi hnARN thành mARN hoàn chỉnh.
 U3 có vai trò trong sửa đổi pre-rARN thành rARN tế bào chất.
 Các ARN có khả năng xúc tác được gọi là ribozyme.
- Vai trò của scRNP:
 scRNP có vai trò biết rõ nhất là 7SL ARN, một thành phần của phức hợp nhận
diện tín hiệu xuất SRP.
 Khi mARN của protein bắt đầu được dịch mã, SRP tương tác đặc hiệu với
đoạn peptide tín hiệu xuất của protein mới sinh và với ribosome, ngăn chặn sự
dịch mã cho đến khi ribosome tiếp xúc với lưới nội chất, khi đó nó rời khỏi
ribosome và tín hiệu xuất của protein mới sinh gắn vào bộ máy chuyển vị
protein trên màng lưới nội chất và sự tổng hợp protein được tiếp tục, protein
sinh ra được chuyển vào trong lưới nội chất.
17. Trình bày quá trình cắt nối pre-mARN theo nguyên tắc GU-AG.
Nguyên tắc GU-AG (xác định các đầu của intron):
- GU luôn tận cùng đầu 5’ của intron: vị trí cho.


Ôn thi Dược VB2

-

Hoàng Trúc Vy

AG luôn tận cùng đầu 3’ của intron: vị trí nhận.
Vị trí nhánh UACUAAC ở nấm men hay một trình tự chung ít bảo tồn hơn ở các
intron của động vật có vú cũng là yếu tố cần thiết.

Quá trình cắt nối pre-mARN theo nguyên tắc GU-AG: gồm 2 phản ứng chuyển nhóm
ester:
-

Phản ứng 1: phản ứng ở đầu 5’ của intron, liên quan đến sự hình thành một thòng lọng
nối giữa đầu GU của intron qua liên kết 5’-2’ với Adenin ở thứ 6 của vị trí nhánh.
- Phản ứng 2: đầu 3’OH của exon lúc này sẽ tấn công vị trí cắt nối 3’ (vị trí nhận), sao
cho các exon được nối lại và intron được phóng thích dưới dạng thòng lọng. Thòng
lọng sau đó được mở và intron bị phân hủy.
18. Trình bày quá trình cắt nối pre-mARN nhờ spliceosome.
Spliceosome (thể cắt nối): là một phức hợp chứa khoảng 40 protein qui định cắt nối và
5snARN tạo thành 5 snRNP (phức hợp ribonucleoprotein). Các snRNP gồm có U1, U2,
U5 và U4/U6 chứa snARN U1, U2, U4, U5, U6. Chúng nhận diện các trình tự exonintron để loại bỏ intron và nối exon lại với nhau. Cấu trúc này ổn định ở các tế bào nhân
thật.
Quá trình cắt nối pre-mARN nhờ spliceosome
- snRNP U4 và U6 kết hợp với nhau, chưa gắn lên pre-mARN.
- snRNP U5 kết hợp với U4/U6 tạo phức hợp 3 tiểu đơn vị.
- snRNP U1 gắn vào vị trí cho của intron (5’).
- snRNP U2 tạo liên kết hydro với vị trí nhánh của intron.
- snRNP U1 tương tác với snRNP U2, giúp vị trí cho và vị trí nhánh lại gần nhau.
- Phức hợp snRNP U5/U4/U6 gắn lên U1 và U2: snRNP U5 gắn với vị trí cho của
intron và U4/U6 gắn với U2 (U4 gắn với U6 bằng phản ứng bắt cặp ARN-ARN nhằm
giữ U6 không bắt cặp với U2) tạo thành spliceosome, chứa tất cả các thành phần cần
thiết cho sự cắt nối.
- snRNP U1 được phóng thích cho phép snRNP U6 tương tác với vị trí cắt nối 5’.
snRNP U4 tách khỏi U6, snRNP U6 có thể bắt với U2 để tạo trung tâm xúc tác, xúc
tác phản ứng cắt liên kết intron-exon, tách intron ra và nối 2 exon lại với nhau.
19. Trình bày và so sánh kiểu cắt nối intron nhóm I và intron nhóm II.
Các intron nhóm I và II được tìm thấy ở vi khuẩn và các bào quan có khả năng tự cắt nối,
nghĩa là hoạt tính xúc tác được quy định sẵn trong trình tự chính intron do đó không cần đến các
snRNP. Intron nhóm I và II sẽ gấp lại (có thể có sự hỗ trợ của protein hay không) tạo cấu trúc bậc
hai có hoạt tính xúc tác (ribozyme).
Nhóm intron I: nhóm –OH ái nhân của phản ứng chuyển nhóm ester thứ nhất được cung
cấp bởi Guanin tự do. Quá trình này xảy ra ở gen rARN của tế bào nhân thật bậc thấp và
nấm.
Nhóm intron II: nhóm –OH OH ái nhân của phản ứng chuyển nhóm ester thứ nhất từ
Adenin có trong mạch nhánh của intron, cũng sử dụng thòng lọng làm trung gian như
trong intron nhân, tương tự cơ chế cắt nối bằng spliceosome nhưng được xúc tác bởi các
intron ARN.
20. Phản ứng tự cắt nối ở mARN.


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

Các intron nhóm I và II được tìm thấy ở vi khuẩn và các bào quan có khả năng tự cắt nối,
nghĩa là hoạt tính xúc tác được quy định sẵn trong trình tự chính intron do đó không cần đến các
snRNP. Intron nhóm I và II sẽ gấp lại (có thể có sự hỗ trợ của protein hay không) tạo cấu trúc bậc
hai có hoạt tính xúc tác (ribozyme).
Nhóm intron I: nhóm –OH ái nhân của phản ứng chuyển nhóm ester thứ nhất được cung
cấp bởi Guanin tự do. Quá trình này xảy ra ở gen rARN của tế bào nhân thật bậc thấp và
nấm.
Nhóm intron II: nhóm –OH OH ái nhân của phản ứng chuyển nhóm ester thứ nhất từ
Adenin có trong mạch nhánh của intron, cùn sử dụng thòng lọng làm trung gian như
trong intron nhân, tương tự cơ chế cắt nối bằng spliceosome nhưng được xúc tác bởi các
intron ARN.
Các intron này tuân theo nguyên tắc GT-AG, nhưng tạo thành một cấu trúc thứ cấp để
giữ vị trí cắt nối đang phản ứng trong sự ghép nối thích hợp.
21. Trình bày quá trình cắt nối chéo.
mARN ở một số sinh vật là sản phẩm do nối các exon từ hai hay nhiều pre-ARN khác
nhau, gọi là cắt nối chéo, liên quan đến phản ứng giữa SL ARN nhỏ và pre-mARN. SL ARN
tương tự với U1 snARN và có thể kết hợp vai trò cung cấp exon (tiểu exon) và chức năng U1.
Cơ chế:
- Vị trí nhánh A liên kết với vùng 3’ của ARN dẫn, giải phóng tiểu exon.
- Đầu 3’ của tiểu exon tự do liên kết với đầu 5’ của exon mã hóa, cắt bỏ đoạn nhánh
chứa vùng 3’ của ARN dẫn và vùng 5’ mã hóa của bản sao nguyên thủy.
Hình vẽ


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

Bài 5: QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ
1. Cấu tạo của các tiểu đơn vị ribosome ở tế bào nhân nguyên thủy và tế bào nhân
thật.
- Ribosome là xưởng tổng hợp protein của tế bào.
- Có sự khác nhau trong cấu tạo và kích thước giữa các giới sinh vật, nhưng đều gồm 2
tiểu đơn vị : tiểu đơn vị lớn và tiểu đơn vị nhỏ.
- rARN trong ribosome có cấu trúc không gian phức tạp do nhiều đoạn bắt cặp với
nhau nhờ có trình tự nucleotide bổ sung.
- Khi không thực hiện tổng hợp protein, mỗi tiểu đơn vị tồn tại tách rời trong tế bào
chất.
- Khi có ribosome hoàn chỉnh, gồm một tiểu đơn vị lớn và một tiểu đơn vị nhỏ mới có
đủ khả năng dịch mã mARN.
- Đầu 5’ của mARN gắn trước tiên vào tiểu đơn vị nhỏ và lúc đó có khả năng gắn thêm
vào tiểu đơn vị lớn. Khi tiểu đơn vị lớn gắn xong thì sự dịch mã bắt đầu.
- Vì tế bào nhân nguyên thủy không có màng nhân, quá trình phiên mã diễn ra trong tế
bào chất, các ribosome có khả năng gắn vào mARN đang được phiên mã và dịch mã
tạo ra protein trong khi ARN polymerase vẫn tiếp tục phiên mã từ ADN.
- Ở tế bào nhân thật, quá trình phiên mã và biến đổi pre-mARN thành mARN trưởng
thành diễn ra trong nhân, sau đó mARN di chuyển ra tế bào chất tham gia dịch mã.
- Ribosome 70S nhân nguyên thủy :
 Tiểu đơn vị lớn 50S: gồm 2 phân tử rARN (23S và 5S) và 31 phân tử protein.
 Tiểu đơn vị nhỏ 30S: gồm 1 phân tử rARN (16S) và 21 phân tử protein.
- Ribosome 80S nhân thật:
 Tiểu đơn vị lớn 60S: gồm 3 phân tử rARN (28S, 5.8S và 5S) và 49 phân tử
protein.
 Tiểu đơn vị lớn 40S: gồm 1 phân tử rARN (18S) và 33 phân tử protein.
- Polysome:
 Có ở cả nhân nguyên thủy lẫn nhân thật.
 Khi ribosome đầu tiên dịch mã mARN được một đoạn, các ribosome khác có
thể tiếp tục gắn vào phía trước để dịch mã.
 Khoảng 15-20 ribosome có thể gắn cùng lúc trên mARN.
 Các ribosome xếp thành chuỗi trên mARN tạo nên cấu trúc polyribosome hay
còn gọi là polysome.
2. Quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra như thế nào? (hỏi thầy)
- Ở tế bào nhân nguyên thủy: phiên mã và dịch mã diễn ra đồng thời.
- Ở tế bào nhân thật: phiên mã và biến đổi sản phẩm trong nhân rồi mARN trưởng
thành đi ra tế bào chất để dịch mã.
3. Cấu trúc cuả mARN hoàn chỉnh ở tế bào nhân nguyên thủy và tế bào nhân thật.
Thông tin di truyền là một trình tự thẳng của các base nucleotide tạo thành các codon trên
mARN trong đó lần lượt chứa các vùng sau:
-

Vùng không mã hóa ở đầu 5’ được gọi là trình tự dẫn bao gồm một trình tự bổ sung
với rARN của ribosome để gắn ribosome vào mARN. Các trình tự dẫn đầu 5’ rất khác


Ôn thi Dược VB2

-

-

Hoàng Trúc Vy

nhau về độ dài ở các loại mARN khác nhau, nhìn chung, ở các tế bào nhân thật đều
dài hơn ở nhân nguyên thủy.
Chóp (CAP): ngoài trình tự không mã hóa ở đầu 5’ và 3’, các mARN tế bào nhân thật
có gắn thêm chóp (CAP) 7-methyl gunanosine triphosphat ở đầu 5’. Đặc điểm này
liên quan đến sự tương tác giữa mARN và ribosome.
Phần mở đầu: chứa một bộ ba mở đầu (thường là AUG).
Vùng mã hóa của mARN chứa các codon quy định trình tự aa của protein. Trình tự
codon được đọc theo hướng 5’-3’ trên mARN.
Phần kết thúc là một trong các bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA).
Trình tự không mã hóa nằm tại phần chấm dứt của phân tử mARN. Các trình tự 3’ và
5’ không mã hóa còn được gọi là các vùng không dịch mã, viết tắt là UTR. Các vùng
không dịch mã ở đầu tận cùng 3’ có chiều dài rất khác nhau.
Đuôi polyA: hầu hết các phân tử mARN tế bào nhân thật ở đầu 3’ có thêm đuôi 100200 Adenin (polyA), sau khi phiên mã. Đuôi polyA đóng vai trò quan trọng trong việc
bảo vệ mARN khỏi bị thủy giải bởi exonuclease, làm tăng độ bền của mARN trong tế
bào chất. Trong quá trình dịch mã, đuôi polyA được gắn các protein gắn đuôi và qua
đó tương tác với các yếu tố ở đầu 5’ để mARN có cấu trúc vòng, giúp tái sử dụng
ribosome nhanh hơn.
mARN vi khuẩn và một vài loại mARN ở tế bào nhân thật như histon-mARN không
có đuôi polyA.
Vẽ hình

4. tARN và các enzyme tARN-aminoacyl synthetase (tARN cùng họ, tARN đồng
nhận).
tARN:
- Các tARN có 1 anticodon tương ứng với aa mà nó vận chuyển, hoạt động như một
chất kết nối giữa thông tin base nucleotide của mARN với trình tự aa của phân tử
protein tương ứng.
- Các tARN phải được nhận biết chuyên biệt đồng thời bởi mARN và bởi enzyme gắn
aa vào tARN tương ứng (enzyme aminoacyl-tARN synthetase). Điều này giúp giải
quyết trở ngại không gian trong quá trình dịch mã. Kích thước của codon lớn hơn
nhiều so với aa, nên nếu một aa nhận biết và gắn trực tiếp lên một codon trên mARN
thì nó sẽ cách xa với aa tương ứng với codon kế cận để hình thành liên kết peptide.


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

-

Một số loài có số tARN nhiều hơn số codon, nghĩa là có nhiều tARN cùng giải mã
cho một codon. Các loại tARN chuyên chở cùng một aa được gọi là tARN đồng
nhận.
- Có hơn một codon trong mã di truyền cho từng loại aa, ngoại trừ methionin và
tryptophan. Những codon đồng nghĩa này thường liên quan đến các tARN khác nhau.
Các tARN lại có trình tự đối mã khác nhau. Đối với mỗi loài chỉ có một vài codon
cho một aa được sử dụng và có một vài phân tử tARN cho mỗi codon trong tế bào.
Hiện tượng này gọi là sự dị biệt codon và đây là điểm khác nhau quan trọng giữa loài
này và loài khác.
- Trong một số trường hợp, tARN mang 1 đối mã nhưng có thể giải mã cho nhiều
codon khác nhau, khi đó đối mã chỉ bắt bổ sung với hai vị trí đầu tiên của codon trên
mARN. Điều này lí giải vì sao các codon đồng nghĩa thường chỉ khác nhau ở
nucleotide cuối. Do đó, dù có 61 codon có nghĩa nhưng trong tế bào chỉ có khoảng 31
đến 50 loại tARN khác nhau.
tARN-aminoacyl synthetase
- Hầu hết các loại đều có 20 loại aminoacyl-tARN synthetase tương ứng với 20 loại aa.
- Mặc dù có thể có tới một vài loại tARN khác nhau cho mỗi một loại aa (để giải mã
các codon khác nhau tương ứng với aa đó), nhưng chỉ có một aminoacyl- tARN
synthetase cho mỗi loại aa. Enzyme aminoacyl- tARN synthetase phải phù hợp và
chọn đúng tARN: các tARN được nhận diện bởi một synthetase thì được gọi là tARN
cùng họ.
5. Sự dị biệt codon. Tại sao tế bào có số tARN ít hơn số codon.
- Có hơn một codon trong mã di truyền cho từng loại aa, ngoại trừ methionin và
tryptophan. Những codon đồng nghĩa này thường liên quan đến các tARN khác nhau.
Các tARN lại có trình tự đối mã khác nhau. Đối với mỗi loài chỉ có một vài codon
cho một aa được sử dụng và có một vài phân tử tARN cho mỗi codon trong tế bào.
Hiện tượng này gọi là sự dị biệt codon và đây là điểm khác nhau quan trọng giữa loài
này và loài khác.
- Trong một số trường hợp, tARN mang 1 đối mã nhưng có thể giải mã cho nhiều
codon khác nhau, khi đó đối mã chỉ bắt bổ sung với hai vị trí đầu tiên của codon trên
mARN. Điều này lí giải vì sao các codon đồng nghĩa thường chỉ khác nhau ở
nucleotide cuối. Do đó, dù có 61 codon có nghĩa nhưng trong tế bào chỉ có khoảng 31
đến 50 loại tARN khác nhau.
6. Hai bước aminoacyl hóa.
- Hình thành aminoacyl-adenylate hoạt hóa: aa phản ứng với ATP có enzyme xúc
tác để tạo thành aminoacyl adenylate hoạt hóa. Pyrophosphate tạo ra bị thủy giải
thành 2 phân tử phosphate vô cơ. Phản ứng này tạo ra một năng lượng thủy giải tự do
tương đối cao, đẩy phản ứng theo chiều tạo aminoacyl-AMP trung gian:
H20
ATP + Acid amin

aminoacyl-AMP + PPi

2Pi

aminoacyl-tARN synthetase
-

Hình thành aminoacyl-tARN: aminoacyl-AMP được chuyển tới phân tử tARN
tương ứng bằng synthetase:


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

aminoacyl-AMP + tARN

aminoacyl-tARN + AMP

aminoacyl-tARN synthetase
7. Cơ chế đảm bảo tính chính xác của quá trình dịch mã.
Trong quá trình dịch mã, ribosome không có khả năng xác định tARN có gắn đúng với aa
tương ứng hay không, nó chỉ đảm bảo sự ăn khớp giữa codon trên mARN và anticodon trên
tARN, nếu khớp thì aa trên tARN dù đúng hay sai đều được nối vào chuỗi pp. Do đó bước
aminoacyl hóa phải chính xác, sẽ không có bước đọc sửa sai theo sau bước aminoacyl hóa. Quá
trình aminoacyl hóa cùng lúc thực hiện hai chức năng:
-

Cung cấp sự liên hệ duy nhất của mã di truyền (dựa vào acid nucleic) và cấu trúc
protein (dựa vào aa).
Hoạt hóa aa trước khi kết nối vào protein. Liên kết ester aminoacyl giữa aa và tARN
dự trữ một năng lượng tự do tương đối cao, năng lượng này rất cần thiết cho việc hình
thành liên kết peptide trong quá trình dịch mã.

Tính chính xác của bước aminoacyl hóa tARN được đảm bảo qua hai vòng: nhận diện
chính xác aa và nhận diện chính xác tARN cùng họ:
-

Aminoacyl-tARN synthetase nhận diện chính xác aa nhờ vào sự khác biệt về kích
thước, hình dạng, điện tích hay nhóm chức hóa học của nó. Ngoài ra, một số
aminoacyl-tARN synthetase có vị trí sửa lỗi trong cấu trúc enzyme để loại bỏ các aa
không được hoạt hóa đúng. Tần suất sai số chung của việc nhận diện aa vào khoảng
0.01%.
- Aminoacyl-tARN synthetase nhận diện được các tARN cùng họ nhờ vào việc nhận
diện nhánh gắn aa trên tARN, đặc biệt là base quyết định nằm trong nhánh này, việc
nhận diện vòng anticodon cũng góp phần vào việc lựa chọn tARN của enzyme. Bản
thân anticodon trên vòng anticodon cũng góp phần vào việc nhận diện nhưng không
có tính quyết định vì có thể có nhiều anticodon hoàn toàn khác nhau tương ứng cho
một aa.
8. Các tARN và các codon khởi đầu.
- Trình tự mã của phân tử mARN được khởi đầu với codon mARN, ở vi khuẩn còn có
codon GUG (khoảng 4% trình tự có GUG khởi đầu đã được biết). Rất hiếm khi các
codon khác (AUU, UUG) hoạt động như codon khởi đầu.
- Dấu hiệu khởi đầu là codon AUG, cũng là codon mã hóa cho methionin (Met). Mặc
dù chỉ có một codon mã hóa cho Met, nhưng trong tế bào chất lại hiện diện 2 loại
tARN có khả năng mang Met đến kết hợp với codon đó:
1. tARNmMet kết hợp với codon AUG nằm giữa phân tử mARN, có nhiệm vụ gắn
Met vào chuỗi pp đang hình thành.
2. tARNiMet kết hợp với codon AUG khởi động, mang Met mở đầu vào ribosome
trong quá trình khởi đầu dịch mã.
- Ở vi khuẩn, tARNiMet khởi đầu không vận chuyển methionin mà vận chuyển Nformyl-methionin (fMet), do đó tARN này được gọi là tARNf Met. Mặc dù codon khởi
đầu không phải AUG (GUG chẳng hạn) vẫn được giải mã bởi fMet-tARNf Met. Phân tử


Ôn thi Dược VB2

-

Hoàng Trúc Vy

tARN liên quan đến codon AUG bên trong mARN làm nhiệm vụ vận chuyển
methionin được viết tắt là tARNmMet.
Ở tế bào nhân thật, có các tARN chuyên biệt cho các codon AUG khởi đầu và AUG
bên trong mARN, những tARN Met mở đầu chỉ vận chuyển methionin khởi đầu được
gọi là tARNiMet và tARNmMet cho các codon AUG bên trong.
Bảng: các codon khởi đầu và tARN khởi đầu

Codon khởi đầu
tARN khởi đầu
aa được vận chuyển

Vi khuẩn
AUG (GUG)
tARNf
N-formyl-methionin

Tế bào nhân thật
AUG
TARNi
Methionin

9. Các yếu tố khởi đầu và vai trò của chúng trong quá trình dịch mã của ribosome.
Yếu tố ở vi khuẩn
IF-1
IF-2

IF-3

Yếu tố ở tế bào nhân Chức năng
thật
eIF-1A
Ngăn không cho aminoacyltARN thường gắn vào vị trí
A
eIF-2
Giúp định vị Met-tARNi
(hoặc fMet-tARN) vào vị trí
P. eIF-2 gắn trực tiếp với
Met-tARNi.
eIF-3
Ngăn cản sự kết hợp của
các tiểu đơn vị ribosome
eIF-4F (eIF-4E, eIF-4G, Nhóm yếu tố gắn vào chóp
eIF-4A)
5’ của mARN và tháo xoắn
eIF-4B
cấu trúc bậc 2 tạo điều kiện
cho ribosome gắn vào và
quét tìm codon khởi đầu.
eIF-5B
Giúp
phức
eIF2GTP/tARNiMet gắn vào
ribosome.
Giải phóng các yếu tố khởi
động khỏi ribosome sau khi
gắn tiểu đơn vị lớn.

10. Đặc điểm của sự khởi đầu tổng hợp chuỗi peptide ở vi khuẩn.
- Sự tương tác trực tiếp giữa mARN và rARN của tiểu đơn vị nhỏ 30S dẫn đến việc gắn
mARN vào ribosome và nhận diện được codon khởi đầu của trình tự mARN.
- Các mARN vi khuẩn có chứa một trình tự để gắn ribosome ở đầu 5’ khá ngắn, gồm
trình tự polypurin ngắn có thể bổ sung với một trình tự giàu pyrimidin ở đầu 3’ của
rARN 16S, đây có thể là cơ chế làm cho ribosome của vi khuẩn hướng tới đúng
codon khởi đầu của mARN, trình tự ngắn này gọi là Shine-Dalgarno.


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

-

Sự khởi đầu chuỗi peptide ở vi khuẩn gồm sự nhận diện trình tự Shine-Dalgarno, nằm
gần codon khởi đầu của trình tự mã hóa mARN. Do đó, sự khởi đầu dịch mã không
nhất thiết bắt đầu từ đầu 5’ của mARN. Các mARN tế bào nhân nguyên thủy có chứa
tới vài vùng mã hóa (polycistron), mỗi cistron có vị trí gắn ribosome và codon khởi
đầu riêng. Ví dụ, mARN mang mã cho 3 loại protein khác nhau ở lac operon.
- mARN và phức hợp aa-tARN gắn trước tiên vào tiểu đơn vị nhỏ 30S, sau đó tiểu đơn
vị lớn 50S gắn vào để tạo ra phức hợp 70S cho việc nối dài.
- Quá trình khởi đầu dịch mã ở tế bào nhân nguyên thủy được xúc tác bởi các yếu tố
khởi đầu IF1, IF2 và IF3.
11. Đặc điểm của sự khởi đầu tổng hợp chuỗi peptide ở tế bào nhân thật.
- Quá trình khởi đầu tổng hợp chuỗi peptide ở tế bào nhân thật phức tạp hơn ở tế bào
nhân nguyên thủy, khác biệt trong cách thức gắn kết mARN và xác định codon khởi
đầu.
- mARN ở tế bào nhân thật là monocistron, chúng chỉ chứa một trình tự mã hóa và khởi
đầu.
- Trình tự dẫn mARN tế bào nhân thật không được xem như trình tự Shine-Dalgarno ở
tế bào nhân nguyên thủy. Đầu tận cùng 3’ của rARN 18S (tương đương với rARN 16S
ở vi khuẩn) không có trình tự giàu pyrimidin.
- Nhận diện codon khởi đầu ở tế bào nhân thật bằng mô hình “quét”. Tiểu đơn vị nhỏ
40S của ribosome gắn vào đầu tận cùng 5’ của mARN, sau đó di chuyển dọc theo
mARN tới khi gặp codon khởi đầu AUG. Năng lượng cho sự di chuyển do sự thủy
phân ATP và sự tương tác khởi đầu với mARN có thể liên quan tới cấu trúc chop 5’
(CAP). Codon AUG có thể chỉ là codon mã hóa bình thường, cũng có thể là codon
khởi đầu nếu nó được định vị trong một ngữ cảnh đúng (trình tự Kozak).
- Tiểu đơn vị 40S sẽ bỏ qua codon AUG bình thường cho đến khi định vị tại codon
AUG khởi đầu nằm trong ngữ cảnh tốt (95% codon khởi đầu là AUG, hầu như không
dùng GUG).
- Ở nhân thật, Met-tARNMet phải được gắn kết trước vào tiểu đơn vị 40S. Điều đó cho
thấy đối mã (UAC) trên tARN khởi đầu đã nhận ra AUG trong khi 40S đang quét trên
mARN.
- Quá trình khởi đầu dịch mã ở tế bào nhân thật được xúc tác bởi các yếu tố khởi đầu
IF-1A, IF2 và IF3, eIF-4F (eIF-4E, eIF-4G, eIF-4A), eIF-4B, eIF-5B.
Vẽ hình trình tự Kozak

12. Trình tự Shine-Dalgarno và sự khởi đầu dịch mã.
- Các mARN vi khuẩn có chứa một trình tự để gắn ribosome ở đầu 5’ khá ngắn, gồm
trình tự polypurin ngắn có thể bổ sung với một trình tự giàu pyrimidin ở đầu 3’ của
rARN 16S, đây có thể là cơ chế làm cho ribosome của vi khuẩn hướng tới đúng
codon khởi đầu của mARN, trình tự ngắn này gọi là Shine-Dalgarno.
- Sự khởi đầu chuỗi peptide ở vi khuẩn gồm sự nhận diện trình tự Shine-Dalgarno, nằm
gần codon khởi đầu của trình tự mã hóa mARN. Do đó, sự khởi đầu dịch mã không
nhất thiết bắt đầu từ đầu 5’ của mARN. Các mARN tế bào nhân nguyên thủy có chứa
tới vài vùng mã hóa (polycistron), mỗi cistron có vị trí gắn ribosome và codon khởi
đầu riêng. Ví dụ, mARN mang mã cho 3 loại protein khác nhau ở lac operon.


Ôn thi Dược VB2

Hoàng Trúc Vy

13. Diễn biến quá trình khởi đầu dịch mã ở tế bào nhân thật.
1. Chuẩn bị tiểu đơn vị 40S
a. eIF1A và eIF3 gắn vào tiểu đơn vị nhỏ tại vị trí A và E.
b. eIF1A giúp eIF5B-GTP gắn vào tiểu đơn vị nhỏ.
c. eIF5B-GTP giúp phức eIF2-GTP với tARNiMet gắn vào, eIF5B-GTP và eIF2GTP định vị tARNiMet vào vị trí P.
2. Chuẩn bị mARN
a. eIF4E gắn vào chóp 5’ của mARN, giúp eIF4A và eIF4G gắn vào mARN, 3
protein này tạo thành eIF4F hoàn chỉnh.
b. eIF4B được gắn tiếp vào và hoạt hóa hoạt tính helicase trên eIF4F để loại bỏ
cấu trúc bậc 2 ở đầu 5’ của mARN.
3. eIF4F/B giúp tiểu đơn vị nhỏ đã gắn tARNiMet tiếp xúc với mARN từ phía chóp 5’
nhờ tương tác giữa eIF4F và eIF3. Tiểu đơn vị nhỏ trượt trên mARN theo hướng
5’-3’ đến khi codon khởi đầu AUG đúng vị trí P. Sự trượt của mARN xảy ra phụ
thuộc ATP nhờ hoạt tính helicase trong eIF4F. Việc nhận diện codon khởi đầu liên
quan đến ngữ cảnh của trình tự Kozak (việc gắn mARN vào ribosome luôn diễn ra
sau khi ribosome đã gắn tARNiMet).
4. Sự bắt cặp chính xác giữa anticodon của tARNiMet và AUG dẫn đến phóng thích
eIF2 và eIF3. Mất eIF2 và eIF3 tạo điều kiện cho tiểu đơn vị lớn gắn vào tiểu đơn
vị nhỏ.
5. Sự gắn tiểu đơn vị lớn dẫn đến sự phóng thích các yếu tố khởi đầu còn lại do kích
thích thủy giải GTP nhờ eIF5B.
14. Vai trò của các yếu tố khởi đầu dịch mã ở tế bào nhân thật.
Yếu tố ở tế bào nhân thật
eIF-1A
eIF-2
eIF-3
eIF-4F (eIF-4E, eIF-4G, eIF-4A)
eIF-4B
eIF-5B

Chức năng
Ngăn không cho aminoacyl-tARN thường
gắn vào vị trí A
Giúp định vị Met-tARNi (hoặc fMettARN) vào vị trí P. eIF-2 gắn trực tiếp với
Met-tARNi.
Ngăn cản sự kết hợp của các tiểu đơn vị
ribosome
Nhóm yếu tố gắn vào chop 5’ của mARN
và tháo xoắn cấu trúc bậc 2 tạo điều kiện
cho ribosome gắn vào và quét tìm codon
khởi đầu.
Giúp phức eIF2-GTP/tARNiMet gắn vào
ribosome.
Giải phóng các yếu tố khởi động khỏi
ribosome sau khi gắn tiểu đơn vị lớn.

15. Sự nối dài của quá trình dịch mã ở tế bào nhân thật.
- Quá trình dịch mã trên mARN được thực hiện theo hướng 5’-3’ và chuỗi pp được bắt
đầu tổng hợp ở đầu tận cùng –N. Quá trình này tương đối giống nhau ở tế bào nhân
nguyên thủy và tế bào nhân thật, về cơ chế lẫn các yếu tố tham gia.


Ôn thi Dược VB2

-

Hoàng Trúc Vy

Sự nối dài là một quá trình có chu kì, mỗi chu kì giải mã một codon và thêm một aa
vào chuỗi pp mới sinh. Sự nối dài cần đến các protein, được gọi là các yếu tố nối dài
(EF). Ở vi khuẩn, các yếu tố này là EF-Tu, EF-Ts và EF-G, còn ở tế bào nhân thật là
EF-1α (tương ứng với EF-Tu) và EF-2 (tương ứng EF-G) và EF-1βγ (tương ứng với
EF-Ts).
- Trên ribosome có hai vị trí A và P. Vị trí A là vị trí aminoacyl (hoặc acceptor) và vị trí
P là vị trí peptidyl, nối giữ phức hợp peptidyl-tARN, tức là chuỗi pp đang hình thành
vẫn còn gắn với tARN trước đó.
- Ở điểm khởi đầu mỗi chu kì nối dài, chỉ có vị trí P bị chiếm chỗ bằng một peptidyltARN chứa chuỗi pp mới sinh gắn với tARN mang aa vừa được thêm vào. Peptid
được gắn vào tARN theo cùng một các như aa, bằng nhóm 3’OH ở vị trí kết thúc
CCA của tARN.
- Khi bắt đầu nối dài, vị trí P được gióng hàng với codon đã được dịch mã, trong khi vị
trí A lúc này đang trống và gióng hàng với codon kế tiếp của mARN. Bất kì
aminoacyl-tARN (trừ tARN khởi đầu) đều vào vị trí A, chúng lưu lại đây nếu
anticodon khớp mã với codon tại A. Bằng cách này, aminoacyl- tARN chính xác được
lựa chọn và chọn được đúng aa cho sự hình thành chuỗi pp mới sinh.
- Quá trình nối dài lặp lại cho đến khi gặp codon kết thúc xuất hiện ở vị trí A.
- Tốc độ trung bình của quá trình dịch mã ở tế bào nhân thật khoảng 2 codon mỗi giây.
Khi một ribosome bắt đầu dịch mã, ribosome khác có thể bắt đầu khởi động, do đó
cùng lúc trên mARN có thể có nhiều ribosome liên tiếp dịch mã, gọi là polyribosome
hay polysom.
Ở tế bào nhân thật, các yếu tố khởi đầu gắn ở chóp 5’ có thể tương tác với đuôi
polyA ở đầu 3’ qua trung gian PABP (polyA Binding protein) để vòng hóa mARN,
giúp codon khởi đầu và codon kết thúc ở gần nhau, do đó giúp ribosome sau khi hoàn
tất một chuỗi peptide có thể quay lại điểm xuất phát để khởi đầu chu trình dịch mã
mới một cách nhanh chóng.
16. Diễn biến kéo dài chuỗi polypeptide ở tế bào nhân thật.
Tiến trình nối dài gồm các chu kì 3 bước, sau mỗi chu kì 1 aa mới được thêm vào
mạch pp, tiến trình nối dài ở nhân thật như sau:
1. Aminoacyl-tARN có đối mã đúng được mang vào vị trí A nhờ yếu tố EF-1α-GTP;
khi vào đúng vị trí, hoạt tính GTPase của EF-1α-GTP được kích hoạt bởi tiểu đơn
vị lớn dẫn đến thủy phân GTP thành GDP và phóng thích aminoacyl-tARN. Sự
kích hoạt GTPase chỉ xảy ra nếu tARN vào đúng vị trí A và có anticodon đúng với
mã trên mARN.
2. Liên kết peptid được hình thành giữa aminoacyl-tARN ở vị trí A với peptidyltARN ở vị trí P nhờ enzyme peptidyl transferase (do rARN 28S đảm nhiệm) và do
đó chuyển pp đang tổng hợp từ tARN ở vị trí P sang aminoacyl-tARN ở vị trí A.
3. Peptidyl-tARN mới hình thành ở vị trí A được chuyển vị sang vị trí P nhờ hoạt
động của yếu tố kéo dài EF-2-GTP sử dụng năng lượng thủy phân GTP thành
GDP để giải phóng vị trí A cho 1 chu kì mới. Sự chuyển vị có 3 hiện tượng xảy ra
đồng thời:
- tARN ở vị trí P được đẩy sang vị trí E và thoát ra ngoài.
- Peptidyl-tARN di chuyển từ vị trí A sang vị trí P.


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×